Технология ячеистых бетонов

Наиболее перспективными для приготовления пеноматериалов являются анионоактивные ПАВ с высокой пенообразующей способностью, состоящие из биополимеров, построенных из атомов аминокислот, связанных между собой длинными полипептидными цепями.

Ряд предприятий по производству пенобетонных изделий использует пенообразователь немецкой фирмы "Неопор". Тюменская  домостроительная компания использует высокоэффективный пенообразователь «Пеностром» отечественного производства. В Казахстане на предприятиях применяют  пенообразователь "Унипор". В качестве пенообразователей пользуют также  оксид амина, лаурил сульфат натрия и др.

 

3 Технология по производству НЕавтоклавного ячеистого бетона

3.1 Основные этапы получения неавтоклавного пенобетона

 

 

Рисунок 1 - Схема производства изделий из неавтоклавного пенобетона

Приготовление технологической пены. Предварительно разведенный в воде пеноконцентрат заливается в ресивер пеногенератора. Оттуда под давлением смесь поступает в сам пеногенератор. Процесс вспенивания происходит сжатым воздухом под действием компрессора. Это классическая схема производства пены.

Качественно приготовленная пена отличается белым цветом и достаточной  устойчивостью. Стойкие поры помогают не расслаиваться пенобетонной смеси  и не терять объём, в случае, если укладка происходит с запозданием. Расход пеноконцентрата рассчитывается согласно рецептуре, но не более 2 кг на 1 куб. м. бетона.

Приготовление пенобетонной массы. Рекомендованная последовательность выполнения процессов приготовления пенобетона:

- засыпать в бетоносмеситель песок. Это поможет связать жидкость, оставшуюся после предыдущей смеси.

- добавить, в соответствии с рецептурой, необходимое количество цемента.

- перемешать до получения однородной смеси. Качество пенобетона напрямую зависит от равномерности распределения цемента в песке.

- затворить водой и перемешивать до пластичного состояния.

- согласно рецептуре, добавить необходимое количество технологической пены. Количество пены влияет на плотность смеси, а следовательно, и на прочностные характеристики пенобетона.

- перемешивать все компоненты в течение 2-3 минут.

Формование  пенобетонной массы. Существуют два основных способа формования пенобетонной массы: наливной или штучной, с применением форм. Но каждый из этих способов включает общие технологические процессы.

Подготовка. Прежде чем укладывать пенобетонную смесь, необходимо произвести чистку, смазку и сборку форм и опалубки. Закрепить арматурные каркасы, закладные детали, образователи проёмов. Элементы коммуникационных сетей (сантехнических, электрических и пр.) необходимо заизолировать, заглушить, в соответствии с технологическими нормами.

Для качественной укладки  подвижность смеси должна составлять не менее 60 см. Такой показатель не требует  дополнительного процесса уплотнения. Также подвижность смеси даёт больше возможностей получить бетонные конструкции разнообразных конфигураций, в том числе, и криволинейных.

К опалубке, применяемой  для литого пористого бетона, предъявляются  повышенные требования по герметичности  и усилению боковых поверхностей. В тоже время, отсутствие вибраций при  уплотнении позволяет использовать опалубки несложных конструкций.

Подача смеси. При осуществлении подачи пенобетонной смеси допускается применение бетононасоса, бункера бетонной массы или бетоноукладчика. Если бетонирование осуществляется в труднодоступных местах или при производительности более 4-6 м3 в час, то использование бетононасоса будет наиболее рациональным. Конструкции насоса, рекомендуемые к применению – винтовой или плунжерный. Использование лопастных насосов для подачи пенобетона запрещено, т.к. принцип его работы полностью уничтожает воздушные поры в смеси. Диаметр всасывающего патрубка бетоновоза не должен быть меньше 80 мм.

Заливка смеси. Во избежание холодных швов, процесс заливки не должен прерываться более чем на 10-15 минут. Для обеспечения этих условий желательно использовать несколько бетононасосов или бункеров, а организацию заливки производить одновременно в нескольких местах конструкции.

Для изготовления пенобетонных блоков, бетонная масса заливается в опалубочные формы. Чтобы не нарушить структуру пенобетона и  обеспечить необходимую прочность, формооснастку не рекомендуется  перемещать после заливки в течение 2-6 часов. Через 8-10 часов можно производить распалубку форм. За это время, при соблюдении оптимальных условий твердения, пенобетон набирает 25% прочности.

Твердение пенобетонной массы. Твердение пенобетона может происходить в естественных условиях или при обеспечении давления и прогрева. Естественный способ твердения является более экономичным, но требует соблюдения температурно-влажностного режима.

Созревание бетона должно происходить при температуре  не ниже +7°С. Оптимальной является температура +22°С. При этих условиях пенобетон  набирает 50-70% проектной прочности  через 7 суток. Отпускной прочностью сборных пенобетонных блоков считается 70-80% от марочной.

Для соблюдения влажностного режима, свежеуложенную смесь необходимо накрыть полиэтиленом и обеспечить регулярное увлажнение в течение  всего срока твердения.

Выдержка готовых изделий. Срок выдержки пенобетонных блоков составляет 28 суток. Проектной прочности пенобетон достигает уже в процессе эксплуатации.

 

3.2 Основные этапы получения неавтоклавного газобетона

Производство газобетона во многом схоже с производством  пенобетона по одностадийной схеме. Основными этапами являются:

- дозирование и подготовка исходных компонентов. Размалывание песка и пропуск его через сито.

- загрузка сырья в газобетоносмеситель. Затворение водой. Перемешивание в течение 2-3 минут.

- приготовление газообразователя и введение его в растворную смесь. Тщательное перемешивание газобетонной смеси в течение времени, определенного технологическим регламентом.

Рисунок  2 - Схема производства изделий из неавтоклавного газобетона

 

Точность соблюдения этого  пункта обеспечивает однородность газобетонной массы и равномерное вспучивание. Время перемешивания не должно быть затянуто, т.к. это может привести к началу газообразования массы, находящейся еще в смесителе. Тогда при заливке в блок-формы газобетон потеряет часть выделившегося газа.

- загрузка газобетонной смеси в подготовленные формы. Заполнение форм должно производиться с учетом дальнейшего вспучивания на 2/3 – 3/4 высоты.

- вызревание бетона в формах. Процесс вспучивания занимает, как правило, 30-40 минут. После этого начинается схватывание и твердение бетона в течение 2-4 часов. Для лучшего протекания этого процесса необходимо соблюдать температурный режим в помещении не ниже +25°С. Формы с бетоном нельзя перемещать и подвергать ударам, чтобы масса не осела.

- срезание верхушки. При вызревании газобетон образует на формах шапку или горбушку. После затвердевания она срезается вручную или специальным оборудованием.

- резка бетонного массива на элементы с необходимыми геометрическими параметрами.

- выстраивание газобетона в формах в течение 8-16 часов.

- распалубка форм и укладка блоков на поддоны.

- сушка изделий в течение 2 суток при температуре не ниже +20°С.

- выдержка газобетонных блоков на складе готовой продукции в течение 28 суток, для набора проектной прочности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Технология по производству автоклавного ячеистого бетона

4.1 Основные этапы получения автоклавного газобетона

Рисунок 1 - Схема производства изделий из автоклавного газобетона

Газобетон производится из экологически чистого минерального сырья: кварцевого песка, цемента, извести, алюминиевой пудры и воды. На первом этапе производства кварцевый песок перемалывается в песочный шлам, который затем смешивается с остальными компонентами  для образования ячеистобетонного раствора.

Рецепт смеси во многом определяет характеристики готового продукта, поэтому тщательно разрабатывается и контролируется. Автоматическая система управления весовым дозатором        и смесителем является сердцем линии по производству автоклавного газобетона, она связана       с центральным компьютером завода, где хранятся все параметры сырья и рецептуры. Каждый новый замес сравнивается с предыдущим, и возможные незначительные отклонения автоматически устраняются. Переход с одной рецептуры на другую занимает минимум времени.

Готовый раствор заливают в формы, где начинается химическая реакция с выделением водорода (в качестве газообразователя выступает алюминиевая пудра), образующиеся при этом пузырьки газа вспучивают раствор, и последний распределяется вокруг пузырьков, образуя равномерную ячеистую структуру.

После формирования массива-сырца газобетона, он на несколько часов помещается в специальную камеру с подогревом для набора предварительной прочности (созревания), необходимой для резки.

Затем массив извлекается из формы и поступает на резательную установку, где разрезается           в двух направлениях на готовые блоки, заданных размеров. В резательной установке используются сильно натянутые тонкие стальные струны, которые гарантируют очень  высокую геометрическую точность готовых блоков с возможной погрешностью +/- 1мм.

После этого нарезанные блоки на специальных вагонетках поступают в автоклав, где они  проходят термическую обработку водяным паром при температуре 175-200°С и давлении              8-13 атмосфер. Все перечисленные выше компоненты ячеистобетонного раствора при автоклавной обработке вступают в реакцию друг с другом и образуют уникальную   кристаллическую структуру, новый минерал - доберморит, за счет которого повышается    прочность блока и в несколько раз уменьшается усадка.

В результате описанного выше процесса производства на выходе получается искусственно созданный белый камень, который не содержит ни песка, ни цемента, ни извести, ни алюминиевой пудры.

На последнем этапе готовые блоки поступают на линию упаковки: проходят через разрывную машину, устанавливаются на поддоны и упаковываются. Упаковочный автомат набрасывает         на партию блоков пакет из усадочной пленки, который обжимается при помощи газового подогрева по форме  блоков.

Далее готовые упакованные в пленку блоки транспортируются погрузчиками на склад готовой продукции.

4.2 Основные этапы получения автоклавного пенобетона

Песок из горелых пород  с крупностью зерен 1-3 мм, получаемый на дробильно-помольной установке  с фракционированием, через приемный бункер ленточным транспортером  и ковшовым элеватором доставляется в сушильное отделение, оборудованное ячейковым сушильным барабаном типа СМ-45. Часть высушенного песка размалывается в шаровой мельнице СМ-267 и через элеватор попадает в систему из трех бункеров с дозаторами, находящихся над сухим смесителем и пенобетономешалкой емкостью 500 л. Два из них заняты песком и молотой негашеной известью, которая готовится на отдельной дробильно-помольной установке, непосредственно примыкающей к цеху. В буккер извести можно подать и цемент в случае необходимости получения пенобетона, где песок из горелых пород играет роль активного заполнителя. Вспененная масса направляется по пневмопроводу в вагонетки с кабелем, а затем кабель при помощи тельфера, двигающегося по монорельсу, транспортируется на стенды к месту заливки форм, находящихся на автоклавных вагонетках. Залитые пенобетоном формы поступают в автоклав, затем в склад готовой продукции.

 

 
Рисунок 4 - Технологическая схема  производства автоклавного пенобетона.

 

1 -приемные устройства; 2 -ковшовые элеваторы; 3 -сушильный  барабан; 4 -шаровые мельницы; 5 -бункера; 6 -дозаторы; 7 -сухой смеситель; 8 -пенобетономешалка; 9 -рукавная течка; 10-вагонетка с  кабелем; -тельфер и монорельс; 12 -кабель; 13 -автоклав; 14 -вагонетка с остывающими изделиями; 15 -кран-балка; 16 -молотковая дробилка для извести.

 

5 Примущества  и недостатки технологии

Неавтоклавная технология - процесс получения смеси происходит в естественных условиях, при обычной температуре воздуха и в результате протекание щелочной реакции в блок-форме.

Преимущество неавтоклавной технологии следующие - существенно не дорогая, используется обычный не измельчённый речной или карьерный песок с модулем крупности от 1.4 до 2.1 единиц. Не требуется стационарных условий производства - а это значит, может быть мобильным. Производство доступно каждому, кто хочет строить. За счёт повышенной пористости изделия лучше отдают воду и, поэтому, более устойчивы к резким перепадам окружающей температуры воздуха. Изделия могут применяться как для несущей части стен, так и для отделки фасадной части зданий и ложиться на обычный раствор. За счёт мобильности производства возможно монолитная заливка промежностей стен, полов и работать на открытой строительной площадке. Неавтоклавные технологии по своим характеристикам изделий ни в чём не уступают автоклавным технологиям. Неавтоклавные технологии настолько быстро развиваются, что для изготовления, например, 100 кубометров продукции в сутки, можно просто освоить 2-3 -мя мобильными установками и для этого не нужно больших площадей, наличие громоздкого и дорогостоящего оборудования, себестоимость оборудования и выпускаемой продукции будет на много меньше автоклавного при одном и том же качестве. Неавтоклавный ячеистый бетон начинает эффективно применяться при строительстве каркасного высотного домостроения с ограждающей частью из неавтоклавного газобетона. Основные физические характеристики изделия (прочность, плотность и теплопроводность) по своим свойствам практически не уступают характеристикам изделий, полученных в автоклавной технологии. Мощности производства мало разнятся друг от друга. Отметим, что в неавтоклавной технологии изделия должны отстаиваться более длительное время для набирания прочности (27 суток). При естественном твердении, в отличие от автоклавной, вероятны трещины, усадка и шелушение на поверхности изделий.

Автоклавная технология - тепловая обработка ячеистых бетонов протекает в автоклавах (герметичное замкнутое пространство) в среде насыщенного водяного пара в течение 8 - 24 часов при температуре 150 - 200 градусов под давлением 0,8-1,3 МПа. Такой подход даёт стабилизацию объёма, прочности и других свойств бетона.