Производство газобетона

       Вода. Вода для приготовления газобетонной смеси должна отвечать требованиям ГОСТ 23732-79. По качеству пригодна любая водопроводная вода. В случае технической воды предпочтительней вода из поверхностных источников, несоленая, мягкой или средней жесткости. Так же необходимо обеспечить подогрев необходимого количества воды до температуры 40-50 ºС.

       Портландцемент. Практически все портландцементы России по ГОСТ 10178-85 марки М500Д0 и М400Д20 пригодны для производства газобетона. У каждого цементного завода существует своя специфика состава цемента. Технология производства позволяет подобрать рецептуру и режим изготовления газобетона с применением конкретного цемента. Исключаются только высокосульфатные, гидрофобные, сульфатостойкие и пуццолановые цементы.

       Наполнители. В составе газобетона возможны различные композиции с дисперсными, инертными и активными наполнителями. Самые общие требования к ним: модуль крупности не более 1,5; минимальное содержание илистых и глинистых веществ; химический состав не мешающей протеканию процессов газообразования.

        Дисперсные  наполнители могут быть самые  различные как природного происхождения, так и техногенные, допущенные нормативно в качестве компонентов обычных тяжелых бетонов. В большинстве случаев в качестве наполнителя используется песок в чистом виде или с различными добавками (зола уноса ТЭЦ, гипс, мел). Возможно применение доломитовой муки.

       

       Порообразователи. Порообразователь газообразующего действия представляет собой порошкообразную сухую смесь серовато-серебристого цвета на основе алюминиевой пудры. Требует защиты от влаги. Наиболее распространенные марки ПАП-1, ПАП-2.

 

4.2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГАЗОБЕТОНА. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОБЕТОНА

       Автоклавные и неавтоклавные ячеистые бетоны получают на основе портландцемента и извести и называют газобетонами или газосиликатами.

       Газобетон (или автоклавный ячеистый бетон) состоит из кварцевого песка, цемента, негашеной извести и воды. Он изготавливается  в промышленных условиях при помощи автоклавов, в которых поддерживается определенное давление и температура. При смешивании в автоклаве всех компонентов с газообразователем - алюминиевой пудрой - происходит выделение водорода. Он в несколько раз увеличивает исходный объем сырой смеси. А пузырьки газа при застывании бетонной массы образуют в структуре материала огромное количество пор. Процесс производства газобетона требует точного соблюдения технологии.

       Для изготовления газобетона применяют  портландцемент марок 300, 400, 500, удовлетворяющий  требованиям ГОСТ 970-61. Производство газобетона предъявляет специальные  требования к портландцементу в отношении щелочности цементного теста – рН теста не должна быть ниже 12. Щелочность цемента определяется количеством свободной СаО и суммой Na₂О и K₂О. По данным работы газобетонных заводов, содержание щелочей (Nа₂О, К₂О) в 1 л раствора цемента не должно быть менее 75 мг. В случае недостаточной щелочности раствора в газобетонную массу следует дополнительно вводить известь или щелочь в виде каустической соды (NаОН).

       При применении в качестве основного  вяжущего извести особое внимание уделяют  значительному количеству активных окиси кальция (СаО) и магния (МgО). Общая активность извести не должна быть менее 75%, количество МgО - не более 1,5%. В производстве можно применять известь - молотую кипелку и пушонку. Известь должна быть равномерно обожженной.

       Введение  извести как добавки к цементу  сокращает расход цемента и одновременно увеличивает щелочность раствора, обеспечивая  энергичное протекание реакции газообразования:

        3 Са(ОН)₂ + 2 Аl + 6 Н₂О     3 СаО·Аl₂О₃·6Н₂О + 3 Н₂

        В качестве кремнеземистого компонента в производстве газобетона применяют речной или горный кварцевый песок, золу-унос тепловых электростанций, маршалит и другие материалы. Кварцевый песок для изготовления газобетона должен быть чистым, без примесей глины и органических веществ, с содержанием SiO₂ не менее 80%. Присутствие глины замедляет твердение газобетона и уменьшает его прочность. Органические примеси вредно сказываются на протекании реакции газовыделения; вспучивание газобетона при наличии органических примесей ухудшается. Зола-унос может применяться в производстве газозолобетона при содержании SiО₂ более 55%. Зола-унос должна иметь незначительное количество сернистых соединений, несгоревших частиц угля и карбонатов кальция.

       Для производства газобетона следует применять  алюминиевую пудру марки ПАК-2 и ПАК-3. Алюминиевая пудра при хранении в большом объеме самовозгорает. Для предотвращения этого при изготовлении алюминиевой пудры ПАК частицы ее покрывают парафиновой или стеариновой пленкой, вследствие чего они плавают на поверхности воды и цементного раствора. Пленка препятствует протеканию реакции газообразования с выделением вспучивающего газобетонную массу водорода. Для повышения реакционной способности и лучшего смешивания алюминиевой пудры с водой ее предварительно прокаливают в течение 2-3 часов при температуре, не превышающей 190-200 °С, или в смесь добавляют клееканифольную эмульсию, понижающую поверхностное натяжение на границе парафин - вода. Расход алюминиевой пудры на 1 м³ газобетона зависит от заданного объемного веса и составляет от 300 до 700 г. В качестве добавок регуляторов схватывания и твердения вяжущего применяют железный купорос, едкий натр и сахар. В качестве антикоррозийного покрытия для арматуры в газобетонах применяют цементные растворы с нитридом натрия, битумно-глинистые эмульсии и т. д.

       Важнейшей технологической особенностью получения  высококачественных газобетонных изделий  максимальной пористости и достаточной  прочности является создание оптимальных  условий для двух одновременно протекающих  процессов газовыделения и газоудержания. Необходимо обеспечить соответствие между скоростью реакции газовыделения и скоростью нарастания структурной вязкости цементного теста или раствора. При этом выделение газа должно как можно полнее закончиться к началу схватывания системы цемент - вода. Протекание процесса газообразования определяется большим количеством различных факторов. Наибольшее влияние на скорость этого процесса оказывают вид, количество и свойства газообразователя, щелочность и температура среды и т. д.

       

       Окончательное интенсивное смешение всех компонентов газобетонной массы происходит в газобетономешалке. Материалы в газобетономешалку загружают в определенной последовательности. Сначала заливают песчаный шлам, затем немолотый песок (в случае необходимости) и в последнюю очередь – цемент. После этого в течение 2-3 мин перемешивают всю массу. Введение алюминиевой пудры и клееканифольной эмульсии определяет начало перемешивания газобетонной массы. Перемешивание газобетонной массы должно продолжаться 2-3 мин. Тщательное перемешивание массы обеспечивает однородность смеси и равномерность вспучивания. Излишняя продолжительность перемешивания вредна, так как возможно начало интенсивного газообразования в газобетономешалке. При этом теряется часть выделившегося газа и три заливке в формы газобетонная масса не даст нужного вспучивания. Разливают массу в формы через отверстия в нижней части мешалки при помощи гибких резинотканевых рукавов. Формы до заливки газобетона смазывают минеральным маслом или специальными эмульсиями для предотвращения сцепления газобетона с металлом форм. Газобетонную массу заливают с учетом вспучивания на 2/3 или 3/4 высоты формы.

       После заливки газобетонной массы начинается вспучивание. Этот процесс продолжается 30-40 мин. После вспучивания происходит схватывание и твердение газобетона. Для ускорения схватывания и твердения газобетона, а также для ускорения процесса газовыделения в цехе по производству газобетонных тонных изделий температура воздуха должна поддерживаться не ниже +25 °С. Формы, в которых вспучивается и твердеет газобетон, нельзя передвигать, подвергать сотрясениям и ударам, так как вспученная, но не затвердевшая масса может при этом осесть. При вспучивании газобетонная масса образует так называемую горбушку, которую после затвердевания срезают ручными или механическими ножами. Затем застывшую массу разрезают на изделия нужного размера, формы устанавливают на автоклавные вагонетки в 2-3 яруса по высоте и загоняют в автоклав для ускоренного твердения, предварительно проведя обработку насыщенным водяным паром.

       После окончания автоклавной обработки  формы с изделиями оставляют  в цехе для остывания, после чего производят распалубку и увозят изделия  на склад готовой продукции.

       Автоклавная обработка материала является важным технологическим этапом производства газобетонной продукции. В процессе автоклавирования сформированные газобетонные блоки на протяжении 12 часов подвергаются тепловой обработке в среде насыщенного водяного пара при температуре 190⁰С и давлении 12 кг/см². Эта процедура существенно повышает прочность материала, а также в несколько раз уменьшает усадку, что, в свою очередь, снижает риск появления усадочных трещин. Такая технология позволяет получать одинаковое качество материала в любой точке готового изделия, что практически недостижимо в изделиях из пенобетона, поскольку процесс его твердения регулированию не поддается.

       

       

       Качество  упаковки строительных материалов определяет степень надежности их защиты от негативного  воздействия атмосферных осадков, что имеет принципиальное значение при длительном хранении в условиях открытой строительной площадки. Прочная термоусадочная пленка, в которую герметично упаковывается продукция, предотвращает увлажнение газобетонных блоков при неблагоприятных погодных условиях. Освободившаяся упаковочная пленка выполняет еще одну функцию: ее с успехом используют для защиты других строительных материалов и незаконченных ограждающих конструкций от дождя и снега. 
Пенобетонные блоки могут быть упакованы в непрочный полиэтилен либо могут поставляться безо всякой упаковки, что в конечном итоге негативно влияет на состояние строительного материала и нередко приводит к сколам и повышенной влажности продукта. 

       Принципиальная  технологическая схема производства блоков автоклавного газобетона состоит  из следующих участков:

       Сырьевой  участок - подача, подготовка, дозирование сырьевых компонентов и приготовление газобетонного раствора. 
- смеситель расположен стационарно; 
- необходима механизация и автоматизация процессов подачи и дозирования сырьевых компонентов.

       Формовочный участок - заливка и выдержка газобетонных массивов до распалубки: 
- по цеху проходят два формовочных и один оборотный рельсовые пути, по которым передвигают заливочные формы. На них формы заливают и выдерживают до набора распалубочной прочности. Передвижение форм с формовочного пути на оборотный путь, по которому формы возвращают для новой заливки, и обратно осуществляют передаточными тележками.

       Участок резки массивов – резка массивов на блоки.

       Участок перекладки и упаковки блоков – после резки затвердевшие блоки перекладывают с технологического поддона на транспортный, упаковывают и отправляют на склад готовой продукции.

       Склад готовой продукции.  
 

       

       

   

      Рис.1. Технологическая схема получения газобетона:

      1 – погрузчик; 2 – силос цемента; 3 – ленточный транспортер; 4 – элеватор; 5 – дозатор песка; 6 – вибросито; 7 – отходы; 8 - бункер песка; 9 – бункер извести; 10 – смеситель; 11 – силос извести; 12 – дозатор песка; 13 – дозатор извести; 14 – дозатор воды; 15 – бункер воды; 16 – бункер алюминиевой пудры; 17  – дозатор алюминиевой пудры; 18 – бункер поверхностно-активных веществ; 19 – дозатор ПАВ; 20 – водомер; 21 – дезинтегратор; 22 – дозатор алюминиевой суспензии; 23 – разливочное устройство; 24 – формы; 25 – установка для срезки горбушки; 26 – резка массива на блоки; 27 – прогревочная камера; 28 – автоклав; 29 – распалубка и упаковка; 30 – склад готовой продукции

 

      

      

  Описание  технологического процесса производства

       Последовательность  технологических операций:

1. Песок подается ленточным транспортером 3 и элеватором 4 из силоса 2 в дозатор 5. При достижении в дозаторе предварительно заданной массы питатель автоматически отключается.
2. Далее песок подается на вибросито 6, где происходит отделение от основной массы песка крупных включений. Просеянный песок ссыпается в бункер песка 8, который подает его в дозатор песка 12 и дальше в дезинтегратор 21. Крупные включения, не прошедшие сортировку, ссыпаются в емкость отходов 7.
3. Известь из силоса 11 поступает в бункер извести 9 и далее через дозатор 13 в дезинтегратор 21.
4. Нагретая до 40-50 ºС вода подается в дозатор воды 14. Дозирование воды осуществляется электронным дозатором с точностью 0,1 литра.
5. Порообразователь дозируют по объему с использованием мерной емкости и загружают в смеситель для суспензии 10, где при перемешивании с водой и небольшим количеством алюминиевой пудры происходит активация.
6. В смеситель наливают предварительно набранный объем подогретой воды и включают для образования турбулентной воронки.
7. Загружают цемент в дезинтегратор 21 и отмечают время начала его перемешивания.
8. Загружают наполнитель и смесь перемешивают до получения однородного рабочего раствора.
9. По окончании времени перемешивания при необходимости добавляется присадки и пластификаторы и затем порообразователь.
10. По окончании времени перемешивания раствор сливается через разливочное устройство 23 в подготовленную форму 24. Приготовление газобетонной смеси и заливка ее в формы должны осуществляться при положительной температуре окружающего воздуха (не ниже +20 °С).
11. Залитая смесью форма передвигается на. Во время перемещения происходит подъем смеси и предварительный набор прочности, одновременно происходит заливка следующей формы.
12. Через 60-120 минут массив снимается с установки для срезки горбушки 25. В этом временном промежутке массив газобетона имеет высокую пластичность и легко обрабатывается.