Строительные статьи

Современные технологии производства ячеистого бетона

В практике используются лис основные технологии ячеистого бетона. Первая технология газобе­тона характеризуется введением в массу бетона алюминиевой пудры при перемешивании. Вспучивание смеси происходит после разливки бетона в формы. Вторая технология пенобетона использует для пориза - цпи материала техническую пену, получаемую при введении в массу пенообразователей. В этом случае процесс получения порнзованнон массы завершается в смесителе.

Технологии производства изде­лий из газо - и пенобетона на всех пе­ределах практически одинаковы и различаются только на стадии при­готовления поризованного раствора. В обеих технологиях для твердения изделии могут использоваться про­парочные камеры или автоклавы.

В НИПТИ «Стройиндустрия» разработано несколько вариантов оборудования и компоновочных ре­шении для предприятий различной мошности по производству стено­вых блоков из ячеистого бетона.

При подборе и разработке обо­рудования коэффициент использо­вания его мошиости во всех случаях принимался не менее 50%. Произ­водительность всех агрегатов, со­ставляющих технологическую ли­нию. рассчитывается из условия оптимальной работы оборудования.

Так. например, для линии мощ­ностью 20 тыс. м3 в год при двух­сменной работе оборудования объ­ем одного замеса смесителя при цикле работы 10—15 мин должен со­ставлять 1 м3.

В основу разработки техноло­гического оборудования заложен принцип формирования массива на поддоне в форме с последующей разрезкой на изделия на этом же поддоне.

Технология с использованием известково-цементного вяжущего позволяет производить распалубку форм через 1-1.5 ч после зативки. Это позволяет реализовать техно­логию при использовании 6—S форм с объемом, равным 1 м- При ис­пользовании технологии пенобетона на цементе набор прочности замед­ляется, и время выдержки увеличи­вается до 6—7 часов. Такая техноло­гия требует увеличенного числа форм, что повышает стоимость обо­рудования. Поэтому нами разрабо­тана технология, позволяющая за счет введения в смесь недорогих и недефицитных добавок сократить время выдержки массива перед раз­резкой до 1.5—2 ч. Число форм при этом увеличивается незначительно и практически не влияет на общую стоимость оборудования.

Разрезка массива на изделия по­сле набора требуемой прочности производится на резательной ма­шине. Разрезка осуществляется при перемещении поддона с массивом в вертикальном направлении стру­нами. совершающими возвратно - поступательное движение. Время разрезки одного массива составляет 3—4 мин. Это позволяет с использо­ванием этой же резательной ма­шины получить линии производи­тельностью до 30 тыс. м3 в год за счет установки второго смесителя и соответствующего увеличения числа форм.

Для технологических* линий мощностью 30—50 тыс. м3 в год разработан комплект оборудования с формами объемом 1.6 м- В этом комплекте используется резате­льная машина с короткими струна­ми. обеспечивающая повышенную точность разрезки изделий Реза­тельный комплекс обеспечивает снятие горбушки и калибровку мас­сива с четырех боковых сторон. Продольная разрезка производится при перемещении массива на под­доне через горизонтально распо­ложенные неподвижные струны, поперечная — при вертикальном пе­ремещен и и массива через струны, совершающие возвратно - поступа­тельное движение.

Разработаны два принципиально разных компоновочных решения предприятий. Первое—с использова­нием передвижного смесителя и раз­мещением форм вдоль пти переме­щения смесителя Второе — с разме­шен нем форм на конвейере выдерж­ки со стационарными постами сбор­ки и разборки форм. Второе решение обеспечивает более высокий уровень механизации, снижает число крано­вых операции, но требует больших затрат на оборудование. Этот вариант наиболее целесообразен для заводов мощностью 40—50 тыс. м3 в год.

Принципиальные компоновоч­ные решения технологических ли­

Ний по изготовлению мелких сте­новых блоков показаны на рис. 1 и 2. Работа линии мощностью 20-30 тыс. м3 в гол (рис. 1) проис­ходит следующим образом.

Отдозированные компоненты смеси загружаются в смеситель и перемешиваются. Смеситель на са­моходной тележке перемещается к форме и заливает ее бетоном. Осво­бодившийся смеситель возвращает­ся в исходное положение.

После набора бетоном рас па - лубочной прочности форма рас­крывается. и поддон с массивом краном устанавливается на стол резательной машины. Борта осво­бождаемой формы очищают от остатков бетона. В форму устанав­ливается поддон, борта закрывают, форму смазывают и направляют под заливку.

Массив на поддоне перемещает­ся через резательную машину, раз­резается. снимается краном и уста­навливается для твердения.

Для проведения автоклавной обработки миссии устанинлииастся На автоклавную тележку, а для про­парки — на стеллаж пропарочной камеры.

После тепловлажностнон обра­ботки изделия снимаются захватом с технологического поддона и от­правляются на склад готовой про­дукции. а поддон возвращается в

Технологическую линию хля сборки и дальнейшего использования.

Конвейерная линия изготовле­ния изделии из ячеистого бетона по­казана на рис. 2. Формы, установ­ленные на двух ветвях конвейера вы­держки. заливаются бетоном. За вре­мя перемещения форм к постам рас­палубки бетон набирает необходи­мую для раскрытия бортов проч­ность. После раскрытия бортов под­дон с массивом переносится мани­пулятором на резательную машину, а опалубка — на пост сборки форм. В опалубку устанавливается поддон, борта закрывают, и форма передви­гается конвейером возврата к началу технологической линии, где переда­точной тележкой подается под за­ливку. Массив на поддоне проходит через резательную машину, где про­изводится калибровка массива, го­ризонтальная и поперечная разрезка на изделия. Разрезка осуществляется короткими струнами, длина котцэых на 150-200 мм больше ширины мас­сива. что обеспечивает высокую точ­ность резки. Посте разрезки массив на поддоне передается на тспло - вллжпостную обработку.

В НИПТИ «Стройнндустрия» разработана конструкторская доку­ментация на все основное оборудо­вание технологических линий мощ­ностью от 20 до 50 тыс. м3 в год. Опытные образцы оборудования изготовлены на машиностроитель­ных заводах и прошли испытания в производственных условиях. .Испы­тания показали правильность при­нятых технических решений и на­дежность оборудования в работе.

Как показано выше, для приго­товления бетонов и автоклавного и неавтоклавного твердения исполь­зовалась одинаковая подготовка сырьевых материалов с помоло. м кремнеземистого компонента, и со­ставы бетонов незначительно отли­чаются по соотношению вяжущего и наполнителя.

Так. в инструкции СН 277—S0 регламентированы следующие ос­новные показатели:

— удельная поверхность кремне­земистого компонента в зави­симости от плотности бетона. Плотность бетона, кг/м3 800 и более, 700. 600, 500 и менее. Удельная поверхность песка, см-/г 1500-1200. 2000-2300. 2300-2700. 2700-3000:

— отношение кремнеземистого компонента к вяжущим по мас­се. Для бетонов автоклавного твердения': цементное 0.75: 1: 1.25, 1.5: 2; зольное 0.6: 0.8: 1. Для бетонов неавтоклавного твердения: цементное 0.75. 1. 1.25: зольное 0.6: 0.8: 1. Од шло следует отметить, что Показатели физико-.механических свойств неавтоклавного бетона будут ниже, чем у автоклавного бетона при этой же плотности. По­казатели свойств бетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 2548-89 (табл. )).

Потребность в малых производ­ствах изделии из ячеистго бетона и достижения химии в области созда­ния новых пенообразователей при­вели к созданию принципиально новой технологии, при которой пе­нобетон. отвечающий требованиям ГОСТ 2548-89, был получен на не­молотом песке.

Исключение из технологии по­мола песка и автоклавной обработ­ки изделий позволило создать пред­приятия малой мощности при ми­нимальных ка п итал о вл оже н и ях.

Технологическая схема такою производства приведена на рис. 4.

Упрощение технологии достига­ется за счет использования современ­
ны пенообразователем и изменения соотношения песок — цемент до 1:3.

Следует отметить, что имеются разные схемы изготовления пенобе­тон ных изделий с использованием немолотого песка, но отношение песок-цемент везде находится в пределах от 1:2.5 до 1:5. В ряде слу­чаев песок из состава бетона исклю­чается полностью.

В связи с принципиальным отли­чием стоимости предприятии по про­изводству изделий из бетона авто­клавного и неавтоклавного твердения и различными составами бетонов представляет интерес сравнительный анализ технико-экономических по­казателен работы таких предприятий.

Основные технико-экономиче­ские показатели работы предприя­тий равной мощности (30 тыс. м3 в год), использующих различную технологию изготовления изделии, приведены в табл. 2.

Принимая отпускную цену изде­лий в обоих случаях одинаковой и равной 900 руб/м3. можно рассчи­тать получаемую прибыль и сроки окупаемости предприятий. (В рас­чете приняты налог на прибыль 30Sc и НДС 205с).

Прибыль предприятий приведе­на в табл. 3.

Учитывая, что срок строитель­ства завода по производству авто­клавного бетона значительно боль­ше, начало производства для завода неавтоклавного бетона принимаем через 6 мес. от начала инвестиций, а автоклавного через 12 мес.

Результаты расчетов графически показаны на рис. 3.

Анализ представленных матери­алов позволяет сделать следующие выводы для предприятии одинако­вой мощности:

— капиталовложения на строитель­ство предприятия неавтоклавно­го ячеистого бетона значительно ниже, чем на строительство пред­приятия автоклавного бетона;

— себестоимость изделий на заводе автоклавного бетона ниже. Бо­лее низкий уровень себестоимо­сти объясняется значительно меньшими затратами на сырье:

— прибыль, получаемая на пред­приятии автоклавного бетона, значительно больше, чем на пред­приятии неавтоклавного бетона;

— срок окупаемости капиталовло­жений у предприятия неавто­клавного бетона меньше.

При выборе технологии произ­водства и мощности предприятия инвестор должен исходить из сооб­ражений окупаемости вложений и спроса на материал в регионе стро­ительства завода.

Кроме рассмотренных вариантов технических решении предприятии нами проработан вопрос привязки технологии ячеистого бетона к дей­ствующим заводам, в частности к за­водам силикатного кирпича.

В связи с изменением норматив­ных требовании к офажлаюшим конструкциям использование си hi - катного кирпича для устройства на­ружных стен резко сократилось, и мощности на этих заводах исполь­зуются не полностью.

Нами предлагается концепция реконструкций заводов силикатно - ю кирпича с переводом их на вы­пуск изделий из ячеистого бетона при максимальном использовании имсющейся инфраструктуры.

Учитывая, что технология сили­катного кирпича, как и технолошя ячеистого бетона, предусматривает помол песка с известью на Сталин переработки сырья и автоклавную обработку изделии, на этих заводах имеется наиболее металлоемкое и дорогостоя! це е об орулова н не. необ -

Холимое для производства изделии из ячеистого бетона.

Все работы но созданию нового производства могут проводиться без остановки производства силикат­ного кирпича. При реконструкции завода предполагается полностью сохранить существующие транс­портные потоки. Новое оборудо­вание монтируется на месте двух демонтируемых прессов для произ­водства силикатного кирпича.

На месте одного пресса монтиру­ется линия приготовления бетона, за­ливки форм и выдержки массивов. На месте второго пресса устанавливается резательный комплекс. Формирова­ние массива производится на авто­клавной вагонетке, которач оснаща­ется съемными бортами. Для заводов, работающих с автоклавами диамет­ром 2 м. на вагонетке можно формо­вать массив размером 1.7х 1x0.6 м. По­сле набора распалубочной прочности массив разрезается на изделия.

Схема размещения дополни тельного оборудования показана на рис. 5.

Работа линии происходит следу­ющим образом. Автоклавная ваго­нетка подается существующей перс - даточной тележкой на пост сборки форм. На нее устанавливаются съем­ные борта, и вагонетка перемешает­ся на позицию заливки. Бетонная смесь приготовляется в смесителе необходимого объема и заливается в форму. По мере перемещения фор­мы по конвейеру выдержки массив набирает прочность. На посту раз­борки борта снимают с формы и переносят на пост сборки. При недо­статке места в цехе возможна орга­низация двух параллельных потоков формования, заливаемых из одного смесителя. После распалубки авто­клавная вагонетка с массивом вто­рой электропередаточнои тележкой передается на резательный ком­плекс. Здесь производится кали­бровка массива и разрезка его на изделия. Авлоклавная вагонетка с разрезанным массивом возвращает­ся на первую передаточную тележку и тра не nopTi I руется в а втокл а в.

В зависимости от компоновоч­ных решений помольного отделе­ния существующего на заводе, воз­можны различные варианты подачи компонентов сырья от мельниц на дозировку. Эти вопросы решаются при разработке проекта реконст­рукции предприятия.

Расходные бункера для молотого песка, известково-кремнеземистого вяжущего и цемента монтируют над смесителем. Здесь же монтируют дозаторы для сухих компонентов и воды.

Использование сухого помола песка позволяет использовать один дозатор для дозирования всех ком­понентов смеси. Второй дозатор требуется для подачи воды В этой схеме целесообразно применять традиционную схему приготовле­ния газобетона с использованием ал юм и н и е вон п удры.

Затраты на организацию произ­водства изделий из ячеистого бето­на на заводе силикатного кирпича получаются меньше, чем при созда­нии производства неавтоклавного бетона такой же мощности. Предла­гаемый комплект оборудования позволяет получить 20 тыс. м ' изде­лий в год. Дополнительно для рабо­ты этого оборудования требуется не более 4 человек в смену. Затраты не превышают 2 млн. рублей.

Ю. П. ТРИФОНОВ, ведущий научный сотрудник.

ВТ. СУХОВ, директор НПП ООО «Помощник-Д» (Краснодар)