Виробництво великорозмірних виробів з газобетону

Виробництво великорозмірних виробів з газобетону

В даний час для вибору вірного напрямку при створенні ефективних будівельних виробів з ніздрюватих бетонів необхідно проаналізувати шлях розвитку виробництва виробів з газо - і пінобетону.

Початок промислового виробництва виробів з ніздрюватого бетону в україні було покладено будівництвом у 50-60 роках XX ст. десяти заводів потужністю кожного до 150 тис. м3 в рік на обладнання шведської фірми "Сіпорекс". Стінові панелі формувалися в горизонтальних індивідуальних формах з різним архітектурним оздобленням, яка здійснювалася до автоклавної обробки і після неї. Стінові блоки отримували розрізанням неармованого масиву висотою 0,2 - 0,3 м.

У нас дешевше ніж з заводу, газоблок в Києві за смішною ціною

Провідні закордонні фірми, такі як "Ітонг", "Хебель", "Верхан" (Німеччина), "Кальсилокс" (Данія), "Селкон" (Голландія), "Чорі" (Японія), "Униполь" (Польща), незабаром відмовилися від виготовлення виробів в індивідуальних формах і перейшли на резательную технологію і відповідне обладнання, що дозволило виготовляти різноманітні види виробів за гнучкою технологією та з меншими витратами металу на форми. В україні було створено два конкуруючих виду технологічних процесів і обладнання по різальній технології - "Універсал - 60" і "Виброблок БГ -- 40".

У першому випадку після приготування суміші в вібро - або гідродинамічному змішувачі, формування масиву на ударній майданчику, придбання масивом сирцевої міцності він звільняється від бортоснастки, спеціальним захопленням переноситься з власного піддону на стіл різальної машини і після розрізання на спеціальній решітці відправляється в автоклав. У варіанті "Виброблок БГ-40" відформований масив на вібромайданчику з горизонтальними коливаннями на всьому протязі технологічного процесу знаходиться на "своєму" піддоні, що забезпечує стабільний технологічний процес навіть при наявності нестабільних і невисоких характеристик вихідних сировинних матеріалів і деяких відхилень від встановлених технологічних параметрів.

В останнє десятиліття устаткування "Універсал" не знаходить попиту головним чином з-за нестабільної роботи у вітчизняних умовах. В даний час ВНИИстромом їм. П. П. Будникова розроблено кілька варіантів обладнання технологічних ліній "Виброблок" продуктивністю від 10 до 60 тис. м3 в рік.

1. Призначення і класифікація ніздрюватих бетонів

Ніздрюватий бетон - це особливо легкий бетон з великою кількістю (до 85% загального обсягу бетону) дрібних і середніх повітряних осередків розміром до 1 - 1,5 мм, одержуваний перемішуванням суміші в'яжучого, заповнювачів, води і пороутворювача з наступним формуванням і твердненням.

Комірчасті бетони по структурі, властивостям і способів одержання перевершують традиційні матеріали аналогічного призначення. Вони знайшли переважне застосування при зведенні огороджувальних конструкцій житлових і промислових будівель, крім того, матеріали зниженої щільності можуть бути використані в якості теплоізоляційних виробів.

Фактично вироби з пористого бетону за експлуатаційними властивостями є універсальними, що значно підвищує їх конкурентоспроможність з аналогічними за призначенням матеріалами в умовах ринкової економіки.

Цінними властивостями цих матеріалів є: низька середня щільність (400 - 700 кг/м3, що майже вдвічі менше маси керамзитобетонних виробів і в три - чотири рази менше маси цегляних стін); низька теплопровідність (0,15 - 0,25 Вт/(м*°С), порівняно з 0,4 - 0,5 Вт/(м*°С) для керамзитобетонних виробів і 0,7 - 1 Вт/(м*°С) для цегли); відносно висока міцність - до 4 МПа; висока морозостійкість, досягає 50 - 100 циклів змінного заморожування і відтавання.

Крім того, ніздрюватий бетон володіє підвищеною паропроникністю, що ставить цей матеріал за санітарно-гігієнічним властивостям на друге місце після дерев'яних конструкцій (з точки зору підтримки в житлових приміщеннях нормального температурно-вологісного режиму).

Виробництво виробів з автоклавного ніздрюватого бетону з середньою щільністю 600 кг/м3 порівняно з виробництвом таких виробів, але з середньою щільністю 400 кг/м, вимагає менше енерговитрат на підготовку сировинних матеріалів та їх автоклавную обробку.

Комірчасті бетони класифікують за такими ознаками: функціональним призначенням, способом пороутворення, виду в'яжучого, увазі кремнеземистого компонента і способу твердіння.

Класифікація ніздрюватих бетонів в залежності від середньої щільності і призначення наведена в табл. 1.1

За способом порообразовании розрізняють:

- хімічний (газобетони, газосиликаты, газошлакобетоны, газозолобетоны та ін);

- механічний (пінобетони, пеносиликаты, шлаколужні пінобетони, пенозолобетоны та ін);

- механохимический (пеногазобетоны);

- фізичний (спучування маси за рахунок газоутворення при розрядці у вакуумі).

По виду в'яжучого ніздрюваті бетони класифікують:

- на цементі (газо - і пінобетони);

- вапняно-кремнеземистом в'яжучому (газо - і пеносиликаты);

- шлакоизвестковом в'яжучому (газо - і пеношлакобетоны);

- золі (газо - і пенозолобетоны або газо - і пенозолосиликаты);

- гіпсовому в'яжучому (газо - і пеногипс).

За способом твердіння розрізняють:

- автоклавні ніздрюваті бетони (процеси твердіння відбуваються при підвищеній температурі -170 - 190 °С і тиску пароповітряної середовища 0,8 -- 1,2 МПа);

- неавтоклавні ніздрюваті бетони (твердіють при температурі гідротермальної обробки до 100 °С і атмосферному тиску);

- комірчасті бетони природного твердіння (твердіють в нормально-вологісних умовах протягом 28 діб).

2. Види сировинних матеріалів і вимоги, що пред'являються до них

В'яжучі речовини вибираються в залежності від умов твердіння та проектної міцності виробів з ніздрюватого бетону.

Для матеріалів неавтоклавного твердіння в основному застосовують портландцемент високих марок, що відповідає вимогам ГОСТ 10178-95 «Портландцемент і шлакопортландцемент. ТУ". Рекомендується використовувати алитовый портландцемент, що містить у складі не менш 50% трьохкальцієвого силікату (3СаО * SiO2), що виділяє при гідратації Са(ОН)2, який забезпечує систему лужне середовище, необхідну для протікання реакції газовиділення.

Для забезпечення більш швидкого набору структурної міцності поризованої ячеистобетонной маси необхідно використовувати в'яжучий низького водозатворения (ВНВ). Неприпустимо використовувати у складі маси шлакопортландцемент та пуцолановий цемент, оскільки вони не забезпечують необхідну лужне середовище.

Для автоклавних силікатних виробів в якості основного в'яжучого застосовується будівельна вапно повітряного твердіння, що відповідає вимогам ГОСТ 9179 - 77 "Вапно будівельне. ТУ". Вологість гідратного вапна не повинна бути більше 5%. Рекомендується використовувати негашене вапно - кипелку не менше 2-го сорти з вмістом активних (СаО і MgO 80%, непогасившихся частинок не більше 11% і з дисперсністю менше 0,2 мм. У цьому випадку при приготуванні розчинної суміші для отримання ячеистобетонной маси виділяється велика кількість теплоти, що сприяє процесу пороутворення, запобіганню осідання газонасиченої маси до її затвердіння і підвищенню міцності готових виробів комірчастої структури.

Змішане в'яжуче, таке як цементно-вапняне на основі цементу і вапна, повинно відповідати вищевикладеним вимогам.

Вапняно-белитовое в'яжучий повинно містити вільного СаО від 35 до 45%, двухкальциевого силікату - не менше 30%. Питома поверхня в'яжучого повинна бути 4000 - 5000 см2/г, а час його гідратації 8-20 хв.

Шлак доменний гранульований спільно з активізаторами твердіння або в складі змішаного в'яжучого повинен задовольняти вимогам ГОСТ 3476 і містити закису марганцю не більш 1,5%, сульфідної сірки не більш 0,1%. Модуль активності для основного та нейтрального шлаку повинен бути не менше 0,4, а модуль основності не менше 0,9. Дня помелу придатний гранульований шлак, який не містить щільних камневидное грудок і сторонніх домішок, його вологість не повинна перевищувати 15%, а питома поверхня в'яжучого на основі вапна і шлаку повинна бути не менше 5000 см2/р.

Шлакощелочное в'яжуче, що містить мелений гранульований шлак і їдкий луг, повинно відповідати вимогам ГОСТ 2263. Допускається замість їдкою луги застосовувати лужної плав. Кількість їдкого лугу (Na2O або К2О) або лужного плаву в шлакощелочном в'яжучому встановлюють підбором складу.

Высокоосновное зольне в'яжучий від спалювання пального сланцю, кам'яного і бурого вугілля повинно містити СаО не менш 30%, в тому числі вільної СаО - 15...25 %, SiO2 - 20...30 %, SO3 - не більше 6% і сумарної кількості К2О + Na2O - не більше 3%. Питома поверхня повинна бути дорівнює 3000 - 3500 см2/р.

Сульфатное в'яжуче - звичайний будівельний гіпс по ГОСТ 125 - 79 з добавкою 5% тонкомолотого (питома поверхня 2000-3000 см2/г) кристалічного карбонату кальцію, мармуру і т. п.

Фосфатна в'яжуче - ортофосфорна кислота по ГОСТ 10678, частково нейтралізована металом (наприклад, алюмінієвою пудрою марки ПАП-1 або ПАП - 2) або оксидами металів, наприклад Al2O3, Cr2O3, Al(OH)3 та ін Найбільш легкі фосфатні ніздрюваті бетони з середньою щільністю 400 кг/м3 отримують з суміші 30% ортофосфатної кислоти з алюмінієвою пудрою, без будь-яких рамок. Більш важкий і більш міцний фосфатний ніздрюватий бетон містить заповнювачі у вигляді корунду, шамоту, відпрацьованого каталізатора ЇМ-2201 та ін.

При виробництві автоклавних ніздрюватих бетонів можливе використання вапняно-цементних або золоцементных в'яжучих, марка останніх може бути невисокою, оскільки кінцева міцність поробетона після автоклавної обробки на цементах різних марок практично однакова.

Кремнеземисті компонент. В якості кремнеземистого компонента використовуються: кварцовий пісок, золи ТЕС, шлаки та ін.

Основними показниками кремнеземистого компонента в складі суміші для виробництва ніздрюватих бетонів є гранулометричний склад і вміст у ньому небажаних домішок (пиловидних і глинистих частинок). В кварцовому піску не допускається наявність зерен більше 10 мм у кількості понад 0,5%, а понад 5 мм - понад 10% по масі. Кількість частинок менше 0,16 мм не повинна перевищувати 10 і 15 % відповідно для великих і дрібних пісків. Вміст пиловидних (менше 0,5 мм) і глинистих (менше 0,005 мм) часток не повинен перевищувати 3-5 %.

Застосовується у виготовленні виробів з ніздрюватого бетону кремнеземосодержащий компонент -- кварцовий пісок -- згідно з ГОСТ 8736 - 93 "Пісок для будівельних робіт. ТУ" повинен містити не менше 75% вільного кварцу, не більше 3% мулистих і глинистих домішок не більше 0,5% слюди. При модулі крупності піску не більше 1,5 і вмісті в ньому глинистих домішок менше 7% можна використовувати його для виготовлення стінових каменів, крім сушіння піску і його спільний помел з цементом.

Для забезпечення необхідної величини середньої щільності питома поверхня меленого піску повинна становити, см2/г:

1500-2000 при середній щільності 800 кг/м3;

2000-2300 при середній щільності 700 кг/м3;

2300-2700 при середній щільності 600 кг/м3;

2700-3000 при середній щільності 500 кг/м3.

Зола-винесення від спалювання бурого та кам'яного вугілля також може використовуватися в якості кремнеземутримуючі компонента, повинна мати не менше 45% кремнезему, а величина втрат при прожарюванні (ппп) у золі бурого вугілля не повинна перевищувати 5% і в кам'яному вугіллі -7%.

Також в якості заповнювачів застосовують тонкодисперсні вторинні продукти збагачення руд, що містять SiO2 не менше 60%, залізистих мінералів не більше 20%, сірчистих сполук, у перерахунку на SO3, не більше 2%, їдкого лугу, в перерахунку на Na2O, не більше 2%, , пилоподібних і глинистих часток не більше 3%, слюди не більше 0,5%.

Щільність шламу з грубомолотого піску повинна бути не менше 1,6 кг/л, а з піску нормального помелу (при вібраційному способі формування виробів) -- 1,68 кг/л, з вторинних продуктів -- 1,75... 1,8 кг/л.

У виробництві автоклавних ніздрюватих виробів нерідко використовуються кварцовий пісок, зола-винесення та інші кремнеземвміщуючі сировинні матеріали з показниками нижче нормативних, причому узаконеними відомчими або державними документами. Так, наприклад, ОСТ 34 - 70 - 542 - 81 допускає вміст у золі-віднесенні теплових електростанцій від 5 до 22 % залишку незгорілого палива (пвп). ГОСТ 25818 - 91 "Золи-виносу теплових електростанцій для бетонів. ТУ" допускає показник ппп в золі, призначеної для виробництва бетону, від 5 до 20 %, а в ГОСТ 25592 -- 83 на суміш золошлаковую теплових електростанцій для бетону ця величина коливається від 2 до 20 %.

В. Ф. Завадський запропонував використовувати для виробництва ніздрюватих бетонів неавтоклавного твердіння замість кварцового піску альбитофировые породи у вигляді пісків і пилу, одержуваних при дробленні порід на щебінь.

Альбитофировые гірські породи відносяться до групи кислих ефузивних порід лужного ряду з вкрапленнями і мікролітами основної маси, представленими, головним чином, альбітом Na (AlSi3O8). Хімічний склад порід: SiO2 - 74...77 %; А12О3 - 10... 12 %; Fe2O3 - 0,9...1,8 %; r 2 o - 5...6 %; CaO - 0,5...0,7 %; ппп - 0,3... 0,5 %. Структура порід -- порфировая.

Істинна щільність порід - 2,6 г/см3, насипна щільність альбитофирового дисперсного порошку -- 1,3... 1,45 т/м3, залишок на ситі № 008 становить для пилу з циклонів 10 -- 12 %, порошку з відвалів - 20...25 % або залишок на ситі № 02 - 5...7%. Питома поверхня альбитофировых порошків за ПСХ - 4 коливається в межах 2000 - 3500 см2/р.

Специфіка фазового та хімічного складів, а також висока дисперсність альбитофировых порошків і мікрошорсткість частинок визначають особливості реологічних властивостей ливарних шламів і поризованих мас на їх основі та протікання процесів гідратації і твердіння аньбитофировых поризованих мас з мінеральним в'яжучим речовиною. Встановлено, що при однаковій величині середньої щільності газобетону міцність альбитофировых бетонів на 20 -- 25 % вище, ніж бетонів на кварцовому піску.

Порообразователи. У технології газобетонних виробів як газоутворювачів головним чином використовується алюмінієва пудра марок ПАП - 1 і ПАП - 2, що відповідає вимогам ГОСТ 5494 - 95 « Пудра алюмінієва пігментна. ТУ" з вмістом активного алюмінію 91,1 - 93,9 % і часом активного (максимуму) газовиділення протягом 3 - 4 хв від початку змішування компонентів газобетонної маси. До пудрі пред'являються вимоги по дисперсності, т. к. з дисперсністю пов'язаний процес протікання газоутворення в ячеистобетонной суміші, яка становить 4600 - 6000 см2/р. Максимальне виділення водню відбувається при температурі суміші 30 - 40 0С. Для отримання водної алюмінієвої суспензії використовується сульфанол (алкилбензосульфат), що володіє властивостями ПАР, з розрахунку 25 г на літр води. Сульфанол повинен відповідати вимогам ТУ 6 - 01- 1001 - 77.

В якості газоутворювача також застосовують пергідроль Н2О2 газопасты ГБП і комплексний газоутворювач, що представляє собою суміш алюмінієвої пудри і дисперсного феросиліцію.

При застосуванні газопасты відпадає необхідність у поверхнево - активних речовин (ПАР), вона легко змочується і перемішується з водою, утворюючи гарну суспензію, яка рівномірно розподіляється у бетонній масі без агрегатування. При однаковій загальній пористості виробів середній розмір пор у тілі газобетону в 2 - 2,5 рази менше, ніж у виробах на алюмінієвій пудрі. Негативним ефектом застосування газопасты порівняно з алюмінієвою пудрою є подовження термінів досягнення пластичної міцності на 15--30 хв.

В комплексного газоутворювача кожен компонент суміші є газоутворювачем, але має власну швидкість утворення маси газу і абсолютну масу отриманого газу. Реакція взаємодії іонів силіцій з лужними компонентами суміші протікає повільніше, ніж іонів алюмінію, а сумарна швидкість утворення маси водню в комплексного газоутворювача нижче, ніж швидкість утворення тієї ж маси газу у алюмінієвої пудри. Феросиліцій у складі спучивающегося речовини названий газоутворювачем другої дії. Співвідношення алюмінієвої пудри ПАП-1 і дисперсного феросиліцію ФС - 75 знаходиться в межах від 1 : 4 до I : 1. Загальний витрата комплексного газоутворювача 0,25 - 0,86 кг на 1 м3 бетону щільністю 500 - 800 кг/м3.

В даний час в Україні існує багато різновидів піноутворювачів як вітчизняного, так і зарубіжного виробництва. До вітчизняних пенообразователям відносять клееканифольный, алюмосульфонафтеновый, смолосапониновый, ПО--1, БелПор-1Ом, "Унипор", ПО - 6, ПБ - 2000, а до закордонним "Неопор", "Дієт", "Едама" та ін., що задовольняють вимогам ГОСТ 6948 -81.

Клееканифольный піноутворювач готують з міздрового чи кісткового клею, каніфолі і водного розчину їдкого натру. Цей піноутворювач при тривалому збиванні емульсії дає великий обсяг стійкої піни. Він несумісний з прискорювачами твердіння цементу кислотного характеру, так як вони викликають згортання клею. Зберігають його не більше 20 діб в умовах низької позитивної температури.

Смолосапониновый піноутворювач готують з мильного кореня і води. Введення в нього рідкого скла в якості стабілізатора збільшує стійкість піни. Цей піноутворювач зберігає свої властивості при нормальній температурі і відносній вологості повітря близько 1 місяця.

Алюмосульфонафтеновый піноутворювач отримують з гасового контакту, сірчанокислого глинозему та їдкого натру. Він зберігає свої властивості при позитивній температурі до 6-ти місяців.

Піноутворювач ЦК готують з гідролізовані боенской крові марки, 6 і сірчанокислого заліза. Його можна застосовувати з прискорювачами твердіння. Цей піноутворювач зберігає свої властивості при нормальній температурі до 6-ти місяців.

Витрата клееканифольного піноутворювача становить 8 -- 12 %, смолосапонинового - 12... 16 %, алюмосульфонафтенового - 16...20 % і піноутворювача ДК - 4...6 % від витрати води. Суміш з двох піноутворювачів (наприклад, ЦК та емульсії мильного кореня в співвідношенні 1:1) дозволяє отримати більш стійку піну.

Доведено, що піноутворювачі на основі природних органічних продуктів (клееканифольный, сапониновый та ін) не завжди є технічно ефективними. Вітчизняні піноутворювачі володіють рядом недоліків, так, до недоліків сапонинового піноутворювача відносяться: необхідність тривалого збивання піни, зниження піноутворюючих властивостей водного розчину піноутворювача з часом знижують ефективність його застосування. Крім того, робота з мильним коренем, дратівливо діє на шкіру, і особливо на слизові оболонки, вимагає обережності. Позитивними сторонами є використання одного виду сировини, проста технологія, отримання стійкої піни з великим виходом.

До недоліків клееканифольного піноутворювача слід віднести порівняно складну технологію, тривалість приготування піни, короткі терміни зберігання і необхідність помелу компонентів до крупності піску. Пінобетон на клееканифольном пенообразователе в природних умовах тверднення характеризується уповільненим ростом міцності. Клей у складі піноутворювача не дозволяє застосовувати кислі добавки з-за його згортання і руйнування піни. Клей і каніфоль є дефіцитними матеріалами.

Алюмосульфонафтеновый піноутворювач так само, як і клееканифольный, відрізняється досить складною технологією. Однак менш дефіцитний порівняно з клееканифольным і сапониновым, має скорочені строки (в 1,5-2 рази) приготування піни. Основна його перевага - тривалість зберігання без зниження якості.

Науково-дослідний і виробничий досвід показав, що найбільш перспективними для приготування пеноматеріалов є аніоноактівние ПАР з високою піноутворюючою здатністю, що складаються з біополімерів, побудованих з атомів амінокислот, пов'язаних між собою довгими полипептидными ланцюгами.

Ряд підприємств з виробництва пінобетонних виробів використовує піноутворювач німецької фірми "Неопор". Тюменська домостроительная компанія використовує високоефективний піноутворювач «Пеностром» вітчизняного виробництва. У Казахстані на підприємствах застосовують піноутворювач "Унипор". В якості піноутворювачів користуються також оксид аміна, лаурил сульфат натрію і ін

В табл.2.1 наведені технічні характеристики деяких вітчизняних піноутворювачів, які можуть використовуватися для порівняльного аналізу при розробці або застосуванні нових видів вітчизняних та зарубіжних піноутворювачів.

Основними показниками дії піноутворювача є: кратність і стійкість піни, синерезис, витрата води для одержання піни. Кратність піни визначається відношенням обсягу готової піни до об'єму вихідного піноутворювача, для низкократных технічних пен цей показник дорівнює 10, для высокократных - більше 10. Стійкість піни характеризує її збереження протягом визначеного проміжку часу. Технічні піни протягом однієї години не повинні осідати більш ніж на 10 мм. Коефіцієнт використання піноутворювача повинен бути більше 0,8. Середня щільність пен становить 70-100 кг/м3.

Синерезис - це мимовільне зменшення об'єму піни, що супроводжується виділенням значної кількості рідкої фази. Зменшення процесу сиінерезису при приготуванні і використанні пен є важливим завданням в технології пінобетону.

Коригуючі добавки. В якості добавок, що прискорюють тверднення бетону, застосовують сірчанокислий алюміній Al2( SO4)3 і хлористий кальцій СаС12 (ГОСТ 450 - 77).

В якості добавок - стабілізаторів структури поризованої маси використовуються гіпсовий камінь (ГОСТ 4013 - 82), рідке скло r 2 o n Н2О (ГОСТ 13078 - 81 "Рідке скло натрієве" і ГОСТ 18958 - 73 "рідке Скло калієве").

Науково-дослідні розробки, проведені останнім часом, довели можливість застосування в якості активних добавок дисперсних мінеральних наповнювачів, гідролізного лігніну, тирси, мікрокремнезема, тонкомолотых металургійних шлаків, цеолітів та ін. матеріалів.

Найбільш ефективною добавкою є мікрокремнезем -- побічний продукт виробництва феросиліцію. В результаті плавлення в електродугових печах кварцу і заліза при температурі, що дорівнює 2000°С, відбувається виділення газоподібного оксиду кремнію (SiO), який, досягаючи верху печі, окислюється до SiO2 і осідає у вигляді тонкодисперсних частинок на електрофільтрах. Основним компонентом мікрокремнезема є аморфний діоксид кремнезему (87 - 92 %), у якого істинна щільність дорівнює 2,94 г/см3, а насипна -- 0,2...0,3 г/см3, питома поверхня 40 - 50 м2/р. Хімічний склад мікрокремнезема наведено в табл.2.2

В суміші з вапном мікрокремнезем проявляє властивості активної мінеральної добавки, пов'язуючи до 7% гідроксиду кальцію в низкоосновные гидросиликаты кальцію за 5 -- 7 годин нормального твердіння, а за 30 діб зв'язується до 1 г Са(ОН)2 на 1 м микрокремнизема. Ця добавка надає пористого бетону наступні позитивні властивості: дозволяє знизити середню щільність, практично не зменшуючи міцності, тобто економити в'яжучий; знижує витрату пороутворювачів; скорочує тривалість технологічної витримки перед термообробкою; покращує макроструктуру бетону. Витрата добавки складає 5 - 30 % від ваги сухих компонентів. Вода, що застосовується для отримання пористого бетону, повинна задовольняти вимогам ГОСТ 23732 - 79. Водневий показник води становить 4 - 9 одиниць.

3. Технологія великорозмірних виробів

В цілях вдосконалення технологічного процесу, зниження металоємності обладнання, зменшення площ і висот виробничих будівель ВНИИстромом їм. ГШ. Буднікова розроблені технологія і обладнання бескрановой конвеєрної лінії (БКЛ) з виробництва стінових блоків з ніздрюватого бетону з застосуванням комплексної вібрації потужністю від 30 до 100 тис. м3 на рік (рис. 3.1, 3.2).

Особливістю цієї технології є застосування спільного сухого помелу вапняно-цементно-піщаного в'яжучого, а також мокрого помелу піску. У смесеприготовительном відділенні використаний ряд серійно випускаються машин (насоси, живильники, дозатори, мішалки), для виготовлення суміші зі зниженим водотвердым ставленням використаний вибросмеситель СМЦ-40Б

Для створення оптимальних умов виділення газу (водню), обеспечиващего спучування масиву і утворення комірчастої структури протягом 5-10 хв після заливання суміші в форми застосована вібраційна майданчик з горизонтально спрямованими коливаннями типу К-494.

Вибір формуемого масиву висотою 1,2 м і шириною 1,3 м дозволив застосовувати для тепловологісної обробки найбільш економічні неметаллоемкие, автоклави діаметром 2 м, максимально збільшити коефіцієнт їх заповнення.

4. Контроль якості продукції

Якість матеріалів оцінюють сукупністю числових показників технічних властивостей, які були отримані при випробуваннях відповідних зразків. Існують стандарти, що встановлюють для більшості матеріалів і виробів обов'язкові методи випробувань.

На продукцію, що має міжгалузеве значення, розробляються Державні стандарти (Гости) Російської Федерації. Вони містять вимоги до безпеки продукції для навколишнього середовища, життя, здоров'я і майна, а також пожежної безпеки. Крім того, в них наводяться основні показники і методи контролю якісних характеристик матеріалу. Нерідко в Гості повідомляється класифікація матеріалу по одному або декільком ознаками. Вказуються конкретні числові значення властивостей з маркуванням продукції, правила приймання та зберігання матеріалу, допуски і посадки виробів.

Крім державних, є галузеві стандарти, що розробляються міністерствами на свою продукцію, -- матеріали чи сировину порівняно обмеженого асортименту і застосування. Існують стандарти на будівельні матеріали, що випускаються окремими підприємствами. Вони обов'язкові для даного підприємства (фірми) при доставці продукції за договором. Є стандарти науково-технічних, інженерних товариств та інших громадських об'єднань. Стандарти (Гости) періодично оновлюються на основі останніх досягнень науки, техніки і технології. Вони мають силу закону, тобто їх категорично заборонено порушувати. Вони не є об'єктом авторського права (ст. 6 Закону про стандартизацію).

Більшість будівельних матеріалів, застосовуваних для несучих конструкцій і працюючих під впливом статичних або динамічних навантажень, маркують з урахуванням їх реальних показників міцності. Для теплоізоляційних, гідроізоляційних, акустичних і деяких інших матеріалів приймають з метою маркування не міцнісні, а інші фізичні властивості -- теплопровідність, водонепроникність, морозостійкість, середню щільність і т. п.

При остаточному виборі матеріалу для будівельного об'єкта велику роль відіграє економічний показник. При однаковий якості прагнуть вибрати матеріал самий дешевий і доступний за його запасами в регіоні будівництва, особливо, якщо він місцевий, але з урахуванням, звичайно, транспортних витрат, а також вірогідною експлуатаційної стійкості (довговічності) в конструкціях.

Задоволення всіх необхідних технічних вимог, зазначених раніше, є обов'язковою умовою виходу будівельного матеріалу хорошої якості. Однак цієї умови недостатньо для виходу матеріалу вищої якості. Тоді потрібно, щоб ті ж числові показники властивостей були рівні екстремальних значень їх при оптимальних структурах. Вища якість продукції служить першим і основним критерієм прогресивних технологій у будівельному матеріалознавстві.

Виробництво газобетону.

Зміст

1. Спосіб виробництва газобетону

2. Основні закономірності і процеси структуроутворення газобетону

3. Основні фізико-механічні властивості газобетону

4. Методи розрахунку основних параметрів технології отримання газобетону. Розрахунок параметра

5.Технологічна схема отримання газобетону

6. Методи оцінки якості газобетону

Список використаної літератури

1. Спосіб виробництва газобетону

Для виготовлення газобетону спочатку готують суміш з цементу, вапна, гіпсу та алюмінієвого порошку. При необхідності, для додання газобетону додаткових властивостей, вводять спеціальні добавки. Отриману суміш формують і нарізають на готові цеглини-камені. Газобетон, виготовлений за різною технологією, істотно відрізняється за своїми властивостями. При неавтоклавному виробництві суміш для отримання газобетону залишають тверднути у звичайних умовах. Це відносно дешевий спосіб: мінімальні витрати електроенергії, немає потреби застосовувати спеціальне обладнання. Безсумнівно, при суттєвому зростанні цін на енергоносії, підвищення частки транспортних витрат у собівартості продукції, цей вид виробництва заслуговує уваги, особливо при проектуванні і будівництві малоповерхових будинків.

Виробництво неавтоклавного газобетону отримало розвиток ще на початку XX ст. Ніздрюватий бетон приготовляли на основі портландцементу, а потім стали застосовувати в'яжучі на основі шлаків і зол. Вдавалося отримати не тільки теплоізоляційний, але і конструкційний матеріал для огороджуючих конструкцій малоповерхових будівель. Сьогодні неавтоклавний газобетон виготовляється із застосуванням сучасного технологічного обладнання, нових видів тепловологісної обробки. Підібрані оптимальні склади газобетонної суміші з урахуванням досягнень в області диспергування матеріалів.

Поризація суміші здійснюється на стадії формування матеріалу за рахунок взаємодії газоутворювача (алюмінієвої пудри) з лугом. Утворюється в результаті корозії алюмінію водень виділяється у вільному стані у вигляді газових бульбашок, що використовуються для спучування газобетонної маси. Дана технологічна стадія, особливо в неавтоклавной технології, є дуже відповідальною, визначальною формування пористої структури матеріалу. Для поліпшення властивостей неавтоклавного газобетону в суміш вводять різні модифікуючі добавки: напівводний гіпс, мікрокремнезем, прискорювач твердіння -- хлорид кальцію.

Основним напрямком розробок стає наближення міцнісних властивостей до автоклавному газобетону. Найбільш перспективними в цьому відношенні є дисперсно-як армуючі волокна штучного (полімерне волокно різного складу, скловолокно та ін), так і природного походження (азбестове, базальтове волокно). Іншим способом зміцнення є добавка мікрокремнезема або кислої золи-винесення в кількості 5-10% від ваги цементу. Якісний вологісний режим по догляду за газобетоном під час його інтенсивного твердіння також істотно покращує його міцнісні властивості.

Неавтоклавний спосіб виробництва має істотний недолік: усадка газобетону в процесі експлуатації набагато більше (2-3 мм/м), ніж у автоклавного бетону (0,3 мм/м), при однаковій щільності виробів. Специфіка технології неавтоклавного газобетону і вимагає підвищеної витрати цементу. Незважаючи на відносну дешевизну одержуваного виробу, в промислових масштабах переважніше виробництво автоклавного газобетону.

Автоклавна обробка газобетону проводиться не тільки для того, щоб прискорити процес твердіння суміші. Основний сенс полягає в тому, що в автоклаві при температурі +180 °С і тиску до 14 бар в газобетоні утворюється новий мінерал -- доберморит. Завдяки цьому підвищується міцність матеріалу і, що особливо важливо, в кілька разів зменшується усадка. За рахунок своїх характеристик бетон автоклавний має набагато більше способів застосування. Він може використовуватися, наприклад, в армованих конструкціях -- перемичках, панелях, та ін. Ніздрюватий бетон автоклавного тверднення має понижену тріщиностійкість і морозостійкість. Автоклавна обробка дозволяє в більш короткі терміни отримувати вироби з достатньо високою міцністю при зниженій витраті в'яжучого. У автоклавної обробки є і недоліки: дороге обладнання, специфіка його експлуатації, що потребує висококваліфікованого обслуговуючого персоналу, висока металоємність автоклавів, низький коефіцієнт використання внутрішнього об'єму автоклава. Дрібносерійне виробництво при автоклавном способі виявляється економічно невигідним.

2. Основні закономірності і процеси структуроутворення газобетону

Найважливішим завданням сучасного будівництва є підвищення ефективності, якості, надійності та довговічності конструкцій і споруд при максимально можливому зниженні їх матеріалоємності і капітальних витрат. Використання в будівництві високоефективних теплоізоляційних матеріалів дозволяє створювати легкі огороджувальні конструкції, які відповідають сучасним вимогам архітектури, містобудування, комфортності житла, скорочувати матеріаломісткість та загальнобудівельні витрати на зведення будівель.

У зв'язку з цим актуальною проблемою є розробка наукових основ структуроутворення і вдосконалення технології газобетону неавтоклавного твердіння.

При дисперсному армуванні газобетонів поліамідними волокнами можливе зниження усадочних деформацій. А це означає, що вироби з дисперсноармированных газобетонів при низькій енергоємності їх виготовлення, повинні відрізнятися поліпшеними експлуатаційними властивостями в порівнянні з традиційно застосовуваними в будівництві матеріалами. Тому результати досліджень структуроутворення і властивостей газобетонів неавтоклавного твердіння дисперсно - армованих синтетичними волокнами повинні бути покладені в основу направленого вдосконалення технології їх виробництва, і ефективно служити вирішення найважливіших завдань сучасного будівництва.

У зв'язку з викладеним автором виконано великий комплекс досліджень в області спрямованої організації структури газобетонних сумішей з метою отримання заданих фізико-механічних властивостей, розроблено науково обгрунтовані технологічні принципи одержання таких матеріалів широкого спектру призначення.

В основу роботи покладена гіпотеза про те, що підвищення агрегативної стійкості сумішей в період переважання в'язких зв'язків між компонентами сприяє зменшенню кількості дефектів структури в затверділих бетонах, що досягається введенням в зернисту дисперсну систему -- пінобетонну суміш -- протяжних поверхонь розділу фаз у вигляді синтетичних волокон (фібри).

Метою роботи є розвиток наукових уявлень про закономірності формування структури газобетонів та розробка теоретичних і методологічних засад рецептурно-технологічного регулювання їх властивостей.

Запропонована науково обґрунтована, достовірна і зручна для технологічної практики методика проектування складу газобетону. Результати досліджень використані при розробці і підготовці нормативних документів щодо технології виготовлення газобетону неавтоклавного твердіння і виробів з нього.

3. Основні фізико-механічні властивості газобетону

Газобетон (автоклавний комірчастий бетон) - це міцний мінерально-кам'яний штучний матеріал, що не вимагає значного догляду. У ньому поєдналися кращі якості двох найдавніших матеріалів: каменю та дерева. Цей матеріал вогнестійкий, міцний, він не гниє, не старіє, не виділяє токсичних речовин. За рахунок поглинання і віддачі вологи ніздрюватий газобетон підтримує постійну вологість повітря всередині приміщення. А повітряні бульбашки, які займають близько 80% матеріалу, забезпечують йому високу теплоізоляційну здатність, що сприяє зниженню витрат на опалення на 25-30% і відмови від застосування будь-яких додаткових теплоізоляційних матеріалів. Термічний опір ніздрюватого бетону в 3 рази вище, ніж з глиняної цегли і в 8 разів вище, ніж з важкого бетону. Зовнішня стіна з блоків товщиною 375 мм забезпечує необхідний нормативний термічний опір Rt=2,5.

4. Методи розрахунку основних параметрів технології отримання газобетону. Розрахунок міцності бетону від його об'ємної маси

При визначенні складу газобетону необхідно забезпечити задану об'ємну масу та його найбільшу міцність при мінімальних витратах пороутворювача і в'яжучої речовини. При цьому структура газобетону повинна характеризуватися рівномірно розподіленими дрібними порами правильної кулястої форми.

Об'ємна маса газобетону і його пористість залежать головним чином від витрати пороутворювача і ступеня використання його порообразующей здібності. Деякий вплив на них справляють температура суміші та кількість води, прийняте для замішування суміші, тобто водотвердим відношення В/Т. Збільшення В/Т підвищує плинність суміші, а отже покращує умови утворення пористої структури, якщо забезпечується достатня пластична міцність суміші до кінця процесу газоутворення.

На рис. 1 наведена залежність міцності газобетону від його об'ємної маси. Міцність газобетону залежить також від характеру його пористості, розмірів і структури пір і міцності межпоровых оболонок. Зі збільшенням В/Т до оптимального значення, що забезпечує найкращі умови формування структури суміші, міцність газобетону підвищується. Міцність оболонок, у свою чергу, залежить від оптимального співвідношення основного в'яжучого і кремнеземистого компонента, В/Т, а також умов тепловологісної обробки. З цього випливає, що застосування сумішей з мінімальним значенням/Т за умови утворення високоякісної структури (наприклад виброспучиванием) дозволяє отримати газобетон більш високої міцності.

Рис.1

Залежність міцності Rб газобетону від його об'ємної маси Y

5. Технологічна схема отримання газобетону

Бетони з комірчастою структурою можуть бути отримані способом газоутворення. Такі автоклавні та неавтоклавні ніздрюваті бетони отримують на основі портландцементу і вапна і називають газобетонами або газосиликатами.

Газобетон (або автоклавний комірчастий бетон) складається з кварцового піску, цементу, негашеного вапна і води. Він виготовляється в промислових умовах за допомогою автоклавів, в яких підтримується певний тиск і температура. При змішуванні в автоклаві всіх компонентів з газоутворювачем - алюмінієвою пудрою - відбувається виділення водню. Він у кілька разів збільшує вихідний об'єм сирої суміші. А бульбашки газу при застиганні бетонної маси утворюють в структурі матеріалу величезну кількість часу. Процес виробництва газобетону вимагає точного дотримання технології.

Для виготовлення газобетону застосовують портландцемент марок 300, 400, 500, що задовольняє вимогам ГОСТ 970-61. Виробництво газобетону пред'являє спеціальні вимоги до портландцементу щодо лужності цементного тіста - рН тіста не повинна бути нижче 12. Лужність цементу визначається кількістю вільної СаО і сумою Na2О і К2О. За даними роботи газобетонних заводів, вміст лугів (Nа2О, К20) в 1 л розчину цементу не повинен бути менше 75 мг. У разі недостатньої лужності розчину в газобетонну масу слід додатково вводити вапно або луг у вигляді каустичної соди (NаОН).

При застосуванні в якості основного в'яжучого вапна особливу увагу приділяють значної кількості активних окису кальцію (СаО) і магнію (МдО). Загальна активність вапна не повинна бути менше 75%, кількість МдО - не більше 1,5%. У виробництві можна застосовувати вапно - мелену кипелку і пушонку. Вапно повинна бути рівномірно обпаленої.

Введення вапна як добавки до цементу скорочує витрату цементу і одночасно збільшує лужність розчину, забезпечуючи енергійне протікання реакції газоутворення:

3 Са(ВІН)2 + 2 Аl + 6 Н2О 3 СаО·Аl2О3·6н 2 о + 3 Н2

В якості кремнеземистого компонента у виробництві газобетону застосовують річковий або гірський кварцовий пісок, золу-винесення теплових електростанцій, маршалит та інші матеріали. Кварцовий пісок для виготовлення газобетону і газосилікату повинен бути чистим, без домішок глини та органічних речовин, з вмістом SiO2 не менше 80%. Присутність глини уповільнює твердіння газобетону і зменшує його міцність. Органічні домішки шкідливо позначаються на протіканні реакції газовиділення; спучування газобетону при наявності органічних домішок погіршується. Зола-винесення може застосовуватися у виробництві газозолобетона при вмісті ЅіО2 більше 55%. Зола-винесення повинна мати незначну кількість сірчистих сполук, незгорілих частинок вугілля і карбонатів кальцію.

В якості кремнеземистого компонента сировинної суміші можуть застосовуватися відходи - металургійні шлаки відповідних хімічних складів і тонкощі подрібнення. У нашій країні і за кордоном в якості газоутворювача переважне поширення отримав алюмінієвий порошок. Алюмінієвий порошок, застосовуваний у виробництві газобетону, повинен бути хімічно чистим і містити не менш 96-98% Аl. Величина частинок алюмінію повинна бути однорідною та такою, щоб при просіюванні через сито з 4900 отв/см2 не було залишку. Рівномірність розмірів частинок необхідна для отримання рівномірного спучування і освіти однакових за розміром пір в обсязі вироби з пористого бетону.

Для виробництва газобетону слід застосовувати алюмінієву пудру марки ПАК-2 і ПАК-3. Алюмінієва пудра при зберіганні у великому обсязі самовозгорает. Для запобігання цього при виготовленні алюмінієвої пудри ПАК частинки її покривають парафінової або стеаринової плівкою, внаслідок чого вони плавають на поверхні води і цементного розчину. Плівка перешкоджає протіканню реакції газоутворення з виділенням вспучивающего газобетонну масу водню. Для підвищення реакційної здатності і кращого змішування алюмінієвої пудри з водою її попередньо прожарюють протягом 2-3 годин при температурі, що не перевищує 190-200°, або в суміш додають клеека-нифольную емульсію, знижує поверхневий натяг на межі парафін - вода. Витрата алюмінієвої пудри на 1 м3 газобетону залежить від заданого об'ємної ваги і становить від 300 до 700 р. В якості добавок регуляторів схоплювання і твердіння в'яжучого застосовують залізний купорос, їдкий натр і цукор. В якості антикорозійного покриття для арматури в газобетонах застосовують цементні розчини з нітридом натрію, бітумно-глинисті емульсії і т. д.

Найважливішою технологічною особливістю отримання високоякісних газобетонних виробів максимальної пористості і достатньої міцності є створення оптимальних умов для двох одночасно протікаючих процесів газовиділення і газоудержания. Необхідно забезпечити відповідність між швидкістю реакції газовиділення і швидкістю наростання структурної в'язкості цементного тіста або розчину. При цьому виділення газу має якомога повніше закінчитися до початку схоплювання системи цемент - вода. Протікання процесу газоутворення визначається великою кількістю різних чинників. Найбільший вплив на швидкість цього процесу роблять вид, кількість і властивості газоутворювача, лужність і температура середовища і т. д.

Виготовлення газобетону здійснюється мокрим або сухим способом. Економічно більш доцільним є мокрий спосіб, при якому помел кремнеземистого компонента, або його суміші з вапном проводиться в присутності води з отриманням шламу. При сухому способі помел і змішання компонентів здійснюються в кульових млинах у сухому вигляді. Пісок розмелюють у кульових млинах. Для здійснення мокрого помелу у млин вводять підігріту воду. При застосуванні у виробництві вапна, останню вводять в млин для сумісного помелу з піском. З млина шлам пропускають через сито для відділення від великих включень. Далі шлам збирають у збірнику і з допомогою мембранного насоса або шляхом передавлення стисненим повітрям подають у шламовый басейн або шламовый силос. Для запобігання поділу шламу, тобто осадження частинок піску, шлам в басейнах і силосах піддають безперервного перемішування. Одночасно виробляють барботаж шламу.

Дозування шламу, підігрів і попереднє змішання здійснюються у ванні-дозаторі. Для підігріву шламу до 40-45° застосовують гострий пар. Дозування цементу - вагова. Газоутворювач - алюмінієву пудру - відважують і подають у бачок з клееканифольной емульсією, з пропелерної мішалки.

Остаточне інтенсивне змішування всіх компонентів газобетонної маси відбувається у пересувній самохідної пропелерної газобетономешалке. Матеріали у газобетономешалку завантажують у певній послідовності. Спочатку заливають піщаний шлам, потім немелений пісок (у разі необхідності) і в останню чергу - цемент. Після цього протягом 2-3 хв перемішують всю масу. Введення алюмінієвої пудри і клееканифольной емульсії визначає початок перемішування газобетонної маси. Одночасно з цим газобетономешалка починає пересуватися. Перемішування газобетонної маси має тривати 2-3 хв. В даний час застосовують високошвидкісні пропелерні мішалки (50-60 об/хв). Ретельне перемішування маси забезпечує однорідність суміші і рівномірність спучування. Зайва тривалість перемішування шкідлива, так як можливо початок інтенсивного газоутворення в газобетономешалке. При цьому втрачається частина виділеного газу і три заливці в форми газобетонна маса не дасть потрібного спучування. Масу розливають у форми через отвори в нижній частині мішалки за допомогою гнучких гумотканинних рукавів. Форми до заливання газобетону змащують мінеральним маслом або спеціальними емульсіями для запобігання зчеплення газобетону з металом форм. Газобетонну масу заливають з урахуванням спучування на 2/3 або 3/4 висоти форми.

Після заливки газобетонної маси починається спучування. процес спучування триває 30-40 хв. Після спучування відбувається схоплювання і твердіння газобетону. Для прискорення схоплювання і твердіння газобетону, а також для прискорення процесу газовиділення в цеху по виробництву газобетонних тонних виробів температура повітря повинна підтримуватися не нижче +25°. Форми, в яких спучується і твердне газобетон, можна пересувати, піддавати струсів і ударів, так як вспученная, але не затверділа маса може при цьому осісти. При спученні газобетонна маса утворює так звану окраєць, яку після затвердіння зрізають ручними або механічними ножами. Потім застиглу масу розрізають на вироби потрібного розміру, форми встановлюють на автоклавні вагонетки в 2-3 яруси по висоті і заганяють в автоклав для прискореного твердіння.

Технологічна схема отримання газобетону: 1 - бункер хв.сховищ; 2 - бункер вапна; 3 - вібросито; 4 - елеватор; 5 -відходи; 6 - дозатор; 7 - дозатор вапна; 8 - дозатор води; 9 - дезінтегратор; 10 - дозатор алюм.суспензії; 11 - водомір; 12 - змішувач; 13 - разливочное пристрій; 14 - живильник

Автоклавна обробка газобетонних виробів принципово не відрізняється від обробки пінобетонних виробів. Газобетон допускає прискорений підйом тиску і температури до ізотермічного прогріву протягом 3-4 год. Після закінчення автоклавної обробки форми з виробами залишають у цеху для охолодження, після чого виробляють розпалублення і відвозять виробу на склад готової продукції.

6. Методи оцінки якості газобетону

Одними з основних етапів технології виготовлення газобетону є контроль за якістю сировини, що надходить, за всіма технологічними операціями, а також контроль готової продукції. Контроль якості вихідної сировини полягає в наступному: кожну партію надходить на завод сировини підприємство-постачальник повинно забезпечувати паспортом, а безпосередньо контроль веде заводська лабораторія, яка перевіряє їх зовнішній вигляд, для кожного виду сировини відбирають проби, проводять випробування і визначають відповідність показників властивостей з вимогами Госту.

Результати випробування та аналізу лабораторія повідомляє у відділ технічного контролю, який дає дозвіл на передачу сировини у виробництво або бракує його, тобто повертає сировину, обов'язково зі своїми результатами випробувань, підприємству-постачальнику.

До завдань контролю за технологічними процесами відносять перевірку черговості і правильності операції, витрата сировинних матеріалів і відповідність рецептури, витрата електроенергії, пари, повітря, розмірів поперечного перерізу виробів, що випускаються, їх зовнішній вигляд і т. д.

Параметри всіх технологічних процесів задаються заводською лабораторією, контролюються відділом технічного контролю, а також цеховими лабораторіями. Всі контрольно-вимірювальні і вагові прилади періодично перевіряються у відповідності з правилами.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)