Строительные статьи

Приготовление пен и пенобетонных в условиях закрытой системы

В технологии пенобетона наибо­лее сложным и трудноуправляемым процессом является процесс пере­мешивания пены с исходной рас­творной смесью. В этот момент происходит разрушение пены с по­терей от 15 до 30 9с объема в зависи­мости от вида пенообразователя и цемента. В результате создаются ус­ловия. отрицательно влияющие на однородность пенобетона по сред­ней плотности и прочности.

Одной из основных причин раз­рушения пены является существен­ная разница значении средних плотностей перемешиваемых рас­творной смеси и пеиы. отличаю­щихся друг от друга в 20-25 раз. Разрушение пены происходит в ос­новном на границе раздела между системами: исходная смесь — пена и атмосферным воздухом.

В отличие от известных новая технология и установка непрерыв­ного приготовления пены и пенобе­тонной смеси под давлением llj предусматривают смешение пены с исходной смесью в агрегате объе­мом 6 л при полном отсутствии объ­емов свободного воздуха.

Схема приготовления пены и пенобетон­ной смеси в условиях закрытой системы

1 - компрессор; 2 - водяной насос; 3 - пенс - генератор; 4 - растворонасос, 5 - стержне­вой смеситель

Таким образом, технология и ус­тановка обеспечивают переработку всех компонентов пенобетонной смеси в условиях закрытой системы (см. рисунок).

Высокоскоростной стержневой смеситель 5 обеспечивает реализа­цию процесса перемешивания пены с исходной растворной смесью за время не более 10 с. что также бла­гоприятно влияет на качество пено­бетонной смеси.

Конструкция пеногеиератора.?. в отличие от известных, позволяет получать мелкодисперсные пены на любых пенообразователях.

Условия закрытой системы в со­четании с оригинальными конструк­циями пеногенератора и смесителя позволяют получать пенобетонную смесь с высокой степенью однород­ности по средней плотности практи­чески без потерь объема пены.

Литература

1. Трифонов Ю. П.. Сухов В. Г. Новые технологии и установка непре­рывного приготовления пенобе­тона под давлением // Строит, материалы. 1999. № 7-8. С. 32.

Нами разработаны способ и на его основе новая технология обжига кирпича в многокамерной печи с подвижным источником тепла.

Технической задачей настоящей разработки явилась интенсифика­ция процессов тепло и массообмена между продуктам и сгорания и сад­кой. а также повышение функцио­нал ьно - экс пл уата ни он 11 ых хара кте - ристнк процессов сушки и обжига путем получения равномерных по­лей температур, повышения качест­ва изделий, сокращения времени сушки и обжига, сокращения про - 11 зводственных плошадей.

В промышленных печах с по­движным источником тепла садка во время всего цикла остается в не­подвижном состоянии, при этом рабочее пространство печей может быть непрерывным или разделен­ным на камеры.

Функционально схема обжиго­вых печей с подвижным источником тепла основана иа перепуске объема газов от одной камеры печи к другой. Тепло удаляемых продуктов сгора­ния не п ол ьзуется дл я на грева сад к и. а тепло от обожженного кирпича — для нагрева воздуха, идущего на го­рение. Это позволяет значительно сократить удельные расходы топлива по сравнению с камерными печами периодического действия.

Примерами таких печей можно назвать кольцевую печь с непре­рывным печным пространством системы Hoffmann, кольцевую ка­мерную печь системы Mendheim. зигзагообразную печь, гребенчатую печь. Общий недостаток этих печей — сложность применения систем отопления с высокими скоростями истечения продуктов сгорания.

Нами разработана многокамер­ная печь, в которой в камерах обжига

Применяется система отопления со скоростными горелками, позволяю­щая интенсифицировать процесс теплообмена и подучить высокую равномерность температуры садки.

За счет интенсификации про­цессов сушки и обжига удается значительно сократить плошади. занимаемые печным отделением при том же объеме производства кирпича. Такая технология позво­ляет в одном агрегате проводить процессы сушки и обжига кирпича.

Поскольку сушка постепенно переходит в обжиг (без перегрузок), а процессы сушки и обжига проте­кают интенсивно и равномерно, но­вая технология позволяет получать кирпич более высокого качества по сравнению с ранее известными тех­нологиями.

Технология предусматривает как одновременную работу всех камер, так и частичную, а также различные циклограммы работы камер.

Печь работает следующим обра­зом. На рис. 1 представлена струк­турная схема обжиговой четы ре х - камерной печи. Все камеры функ­ционируют по последовательной технологической цепочке. В камеру / загрузили изделия, приготовлен­ные для обжига. Начинается про­цесс сушки. В это время в камере 4 Уже происходит следующая техно­логическая операция — обжиг и продукты сгорания из камеры 4 по­ступают в систему рециркуляции, в частности в дымоход 5. В это же время в камере 3 происходит охлаж­дение обожженных изделий, в ка­мере 2 — разгрузка готовой и загруз­ка новой партий изделий.

Отработанные газы, поступив­шие из камер /, 3 и 4. перемешива­ются в дымоходе 5. Затем меньшую часть смеси удаляют в атмосферу.

А большая часть подогретой смеси через дымоходы 5 и 6 с помошыо вентилятора J2 подается в камеры I и 3. По окончании сушки прекраща­ют подачу в камеру / и подают про­дукты сгорания. Клапан 13 камеры / закрыт. Включают систему отопле­ния. и начинается процесс обжига. В это время в камере 4 закончен обжиг, система отопления отключе­на. открывают клапаны 10 и 16: Горячие газы поступают в систему рециркуляции, и в камере 4 начина­ют процесс охлаждения изделии.

В камере 3 закончен процесс ох­лаждения. клапаны 9 и /5 закрыты, начинается выгрузка готовых изде­лий и загрузка новой партии.

В камере 2 закончена вьнрузкл - загрузка, открывают клапаны А'. 14. И начинается процесс сушки.

Таким образом, процессы суш­ки. обжига, охлаждения и выгруз­ки-загрузки периодически повторя­ются в кажлой камере.

Возможно все отработанные га­зы после обжига и охлаждения сно­ва подавать в камеры (рис. 2). i. ic происходят процессы сшкн. подо­грева и охлаждения, через допол­нительный дымоход 17 с магист­ралями 18 и клапанами 19 системы рециркуляции, а из камер сушки и подогрева одну часть отработан­ных газов возвращать в систечч ре­циркуляции. а другую часть - вы­брасывать в атмосферу.

Данная технология обжига пред­усматривает как од и о вре м с н и > ю работу всех камер, так и частичтю. а также различные цнклшрлммы работы камер.

Разработанная технология позво­ляет значительно сократить плоша ли. занимаемые печным отделением без изменения объема производства изделий, за счет интенсификации процессов сушки и обжига, а также производить их в одном агрегате и к тому же значительно сократить вре­мя технологического процесса.

Кроме того, данная технология позволяет получать изделия более высокого качества по сравнению с известными анало! ичными спосо­бами, поскольку процесс сушки постепенно переходит в обжиг бе* термических перегрузок и оба этих процесса протекают более интен­сивно и равномерно.

В журнале « Строительные мате­риалы» 6 за 1997 г. была оп> блико - вана статья о созданном в « Hill1СМ» мини-производстве полистирольно­го пенопласта.

С тех пор в институт и непосред­ственно авторам указанной статьи пост пили и продолжают поступать запросы на распространение опыта мини-производства полистирольно­го пенопласта, а также просьбы более подробно раскрыть отдельные сторо­ны опубликованного материала.

Учитывая востребованность этой работы, а также дополнительный накопленный опыт по мин и-произ­водству полистирольного пенопла­ста. авторы решили продолжить разговор на эту тему на страницах настоящего журнала.

Идея организации ми ни-произ­водства полистирольного пенопласта возникла в результате анализа опыта производства полистирольного пено­пласта в разных странах мира.

Если в начале 60-х годов ставил­ся вопрос о целесообразности пере­возки полистирольного пенопласта на дальние расстояния, то в 80-х го­дах появились работы, в которых показана эффективность примене­ния передвижных установок малой мощности на автомобильном и же­лезнодорожном транспорте.

С 1993 г. научно-исследователь­ское республиканское унитарное предприятие «НИИСМ» освоило выпуск комплектов технологическо­го оборудования для производства полистирольного пенопласта, из ко­торого в различных комбинациях возможно организовать как мини - производство. так и производство полистирольного пенопласта мощ­ностью 50 тыс. м-4 в год и более.

В настоящее время мин и-произ­водства освоены в каждой из шести областей республики. Наибольшую эффективность, как с точки зрения интересов предприятия, так и с точ­ки зрения интересов всего народно­го хозяйства дают те производства, которые построены при крупных предприятиях — потребителях по­листирольного пенопласта. Это Могилеве кии. Березовский и Мин­ский комбинаты силикатных изде­лий; Витебский, Брестский. Боб­руйский заводы КПД.

За короткое время в Беларуси создан ряд структур по производ­ству полистирольного пенопласта («Анастан». «Прима». «Дэкра». «Дельта» и др.). которые работают прибыльно, создали дополнитель­ные рабочие места в различных ре­гионах страны и полностью решили вопрос обеспечения республики по­листирол ьным пенопластом по са­мым низким иенам.

В то же время многие фирмы и их посредники широко рекламиру­ют технологическое оборудование для производства полистирольного пенопласта, изготовленное фирма­ми дальнего зарубежья. Отмечая до­стоинства зарубежного оборудова­ния. не часто при этом говорят о его стоимости, о требованиях к перера­батываемому сырью, о характерис­тиках потребляемого водяного пара и воды, требованиях к квалифика­ции обслуживающего персонала, возможностях использования оте­чественных запасных частей и ком­плектующих изделий при выходе из строя, установленных на зарубеж­ном оборудовании. Восхваляя вы­сокую производительность ком­плекта оборудования, например до 500 тыс. м5 пенопласта в год. не от­вечают на вопрос, кому нужно это преимущество и как часто в полной мере оно используется.

Поэтому, как правило, закуплен­ное зарубежное оборудование рабо­тает с частичной загрузкой, окупае­мость его состав;!яет несколько лет гтз-за нехватки запасных частей и за­мены вышедших из строя комплек­тующих изделий.

С комплектами оборудования для оснащения мини-предприятий заказчик имеет возможность озна­комиться в реальных производ­ственных условиях института, получить квалифицированную кон­сультацию по организации собст­венного производства.

В комплект основного технологи­ческого оборудования входят: аппа­рат предварительного вспенивания гранул полистирола, форма-авто­клав. резательная машина, дробилка тем юл ot и чес к их отходов пенопласта.

К предварительному вспенива­нию гранул полистирола предъяв­ляют весьма существенные требова­ния. Это связано в основном с тем. что при формовании изделий по­всеместно применяют объемное до­зирование предвспененных гранул и часто дозаторами являются сами формы, которые заполняют фа пу­лами на весь объем. Поэтому, чтобы получать изделия из пенопласта нужного качества, гранулы необхо­димо вспенить до строго опреде­ленной насыпной объемной плот­ности. соответствующей требуемой плотности готовых изделий.

Внутренние ячейки предвари­тельно вспененных гранул должны быть насыщены воздухом как мож­но полнее, чтобы обеспечить их до­статочную вспенивающуюся спо­собность к вспениванию в момент формования из них изделий.

И. наконец, предварительно вспе­ненные гранулы должны быть до­статочно сухими (W=2—3/?). чтобы исключить появление поверхност­ной водяной пленки, препятствую­щей диффузии воздуха во внутрен­ние ячейки гранул при вспенивании и вылеживании в бункерах запаса.

Предварительно вспененные гра­нулы. соответствующие вышепере­численным требованиям, предлага­ется получать в комбинированном двухкамерном аппарате непрерыв­ного действия конструкции «НИ­ИСМ» (рис. 1).

Основными конструктивными и технологическими особенностями комби нированного двухкамерного аппарата является наличие:

— устройства для регулирования времени пребывания гранул в ка­мере вспенивания, что обеспечи­вает вспенивание их до требуемой насыпной объемной массы;

— самоочищающегося устройства для подачи пара, обеспечиваю­щего стабильный тепловой ре­жим в камере вспенивания:

— устройств сушки и кондициони­рования. обеспечивающих полу­чение предварительно вспенен­ных гранул с влажностью не бо­лее 3% и достаточно насыщен­ных воздухом:

— открывающихся люков-дверей, что обеспечивает свободный до­ступ внутрь аппарата при ремон­те и наладке:

— автоматических блокировочных устройств отключения электри­ческого тока и пара, что обеспе­чивает безопасность аппарата при обслуживании. Благодаря этим особенностям

В аппарате получают вспененные гра­нулы любой объемной массы в преде­лах от 12 до 40 кг/м3 с точностью до 0.5 кг/м3. Полученные гранулы не требу­ют последующих сушки и продолжи­тельного вылеживания. Расход пара на вспенивание близок к теоретиче­скому и составляет 0.5 кг на 1 кг гра­нул. Такие аппараты внедрены на всех предприятиях, выпускающих поли - стирольный пенопласт в Республике Беларусь и во многих странах СНГ.

Форма-автоклав, входящая в ком­плект, также относится к основному «иду технологического оборудования. По конструкции формы-автоклавы выпускаются как одноместные, так и двухместные.

С точки зрения расхода тепло­вой энергии на формование блока пенопласта, наиболее энергосбере­гающими являются двухместные формы (рис. 2).

Резательная машина (рис. 3) и дробилка технологических отходов пенопласта (рис. 4) не являются сложными видами оборудования. Они могут быть различных конструк­ций и изготавливаются применитель­но к местным условиям заказчика.

Таким образом, простота и до­ступность, выская окупаемость (3—4 месяца при наличии готового поме­щения до 200 м - и источника тепло­вой энергии — пара водяного) позво­лит заинтересованным организациям быстро освоить высокоэффективное производство в любом регионе.

В УП «НИИСМ» создана и Гос­стандартом Республики Беларусь аккредитована научно-исследова­тельская лаборатория полимерных теплоизоляционных материалов, которая оснащена необходимым оборудованием и имеет право про­водить испытания полистирольного пенопласта по всем показателям в соответствии с действующим на территории Республики Беларусь ГОСТ 15588—86 с выдачей паспорта на каждую партию выпушенной продукции.

•а* Инженерные коммуникации отопление,

Вентиляция, водоснабжение, га* Наружное благоустройство и ландшафтный дизайн.

Дорожные знаки, наружная реклама н* Экосистемы, очистка питьевой воды.

Воздухоочистительные системы. Вй* Транспорт

Телекоммуникации, связь.

Ю. А. БРОДСКИЙ, директор. Б. Б. ЧУРИЛИН, главный конструктор, И. В. ЗАЙЦЕВА, инженер, ООО «Консит-А» (Москва)