Разработать материальный баланс и основные проектные технологические решения цеха силикатных изделий

 

Ячеистые бетоны на 60...85% по объему состоят из замкнутых пор (ячеек) размером 0,2...2 мм. Ячеистые бетоны получают при затвердевании насыщенной газовыми пузырьками смеси вяжущего, кремнезимистого компонента и воды. Благодаря высокопористой структуре средняя плотность ячеистого бетона невелика — 300...1200 кг/м3; он имеет низкую теплопроводность при достаточной прочности. Бетоны с желаемыми характеристиками (плотностью, прочностью и теплопроводностью) сравнительно легко можно получать, регулируя их пористость в процессе изготовления.

Ячеистые бетоны —  наиболее перспективный вид теплоизоляционных бетонов, отличающиеся сравнительно простой технологией получения. Их широкому распространению препятствует высокое водопоглощение и гигроскопичность. Сухой ячеистый бетон при плотности 300...500 кг/м3 имеет теплопроводность 0,07...0,1 Вт/(м∙К); при влажности 8% теплопроводность возрастает до 0,15...0,18 Вт/(м∙К). Применяют ячеистые бетоны в виде камней правильной формы, заменяющих 8...16 кирпичей.

Состав и технология ячеистых бетонов. Вяжущим в ячеистых бетонах может служит портландцемент (или известь) с кремнеземистым компонентом. При применении известково-кремнезёмистых вяжущих получаемые бетоны называют газо- и пеносиликаты.

Кремнеземистый компонент  — молотый кварцевый лесок, гранулированные доменные шлаки, зола ТЭС и др. Кремнеземистый компонент снижает расход вяжущего и уменьшает усадку бетона. Применение побочных продуктов промышленности (шлаков и зол) для этих целей экономически выгодно и экологически целесообразно.

Соотношение между кремнеземистым компонентом и вяжущим устанавливается  опытным путем.

Для получения ячеистых бетонов используют как естественное твердение вяжущего, так и активизацию  твердения с помощью пропаривания (t = 85...90°С) и автоклавной обработки (t = 175° С). Лучшее качество, имеют бетоны, прошедшие автоклавную обработку. В случае применения извести в составе вяжущего автоклавная обработка обязательна.

По способу образования  пористой структуры (методу вспучивания вяжущего) различают: газобетоны и газосиликаты; пенобетоны и пеносиликаты.

Свойства ячеистых бетонов  определяются их пористостью, видом  вяжущего и условиями твердения.

Пористость ячеистых бетонов — 60...85%. Характер пор —  замкнутый, но стенки пор состоят из затвердевшего цементного камня, который, как известно, пронизан порами, в том числе и капиллярными. Для движения воздуха поры в ячеистом бетоне замкнуты, а для проникновения воды — открыты. Поэтому водопоглощение ячеистого бетона довольно высокое и морозостойкость соответственно пониженная по сравнению с бетонами слитной структуры.

Гидрофильность цементного камня и большая пористость обусловливают высокую сорбционную влажность. Это сказывается на теплоизоляционных показателях ячеистого бетона. Поэтому при использовании ячеистого бетона в ограждающих конструкциях его наружную поверхность необходимо защищать от контакта с водой или гидрофобизировать.

Прочность ячеистых бетонов  зависит от их средней плотности  и находится в пределах 1,5...15 МПа. Модуль упругости ячеистых бетонов ниже, чем у обычных бетонов, т. е. они более деформативны. Кроме того, у ячеистого бетона повышенная ползучесть.

Ячеистые бетоны и  изделия из них обладают хорошими звукоизоляционными свойствами, они огнестойки и легко поддаются механической обработке (пилятся и сверлятся).

Наиболее рациональная область применения ячеистых бетонов  — ограждающие конструкции (стены) жилых и промышленных зданий: несущие  — для малоэтажных зданий и  ненесущие — для многоэтажных, имеющих несущий каркас.

 

3. Технологическая часть.

 

3.1. Требования к сырьевым  материалам.

 

Портландцемент. При изготовлении ячеистого бетона применяется портландцемент марки М500 (400), удовлетворяющий требованиям  ГОСТ 10178. Тонкость помола определяется просеиванием на сите №008 (ГОСТ 6613). Через сито должно проходить не менее 85% цемента. Содержание MgO должно быть не более 5%. Цемент не должен иметь ложного схватывания. Удельная поверхность цемента должна быть 2500 – 3000 см²/г.

Кроме этого, портландцемент должен удовлетворять и некоторым дополнительным требованиям: начало схватывания должно быть не позднее 2 ч., конец схватывания - не позднее 4 ч. после затворения; содержание трёхкальциевого алюмината С3А в клинкере - не более 6%, поскольку большая водопотребность этого минерала отрицательно сказывается на прочности, трещиностойкости и морозостойкости ячеистых бетонов. По той же причине не допускается применение цемента с добавкой трепела, опоки, пепла, глиежа, трассов и глинита. К тому же портландцемент, содержащий активную минеральную добавку, например, трепел, характеризуется замедленной скоростью гидратации в начальный период, что не позволяет обеспечить необходимую для вибротехнологии скорость вспучивания.

Рекомендуется к использованию  песчаный портландцемент - специальное вяжущее для бетонов автоклавного твердения, отличающееся пониженными влажностными деформациями, в котором добавкой к клинкеру является молотый кварцевый песок.

Известь. Негашеная кальциевая известь должна удовлетворять требованиям ГОСТ 9179 и следующим дополнительным требованиям: скорость гашения - не более 25 мин при формовании изделий в индивидуальных формах и не менее 5 мин (желательно 10-12 мин) при формовании массивов. Использование извести с более короткими сроками гашения вызывает значительные технологические трудности, ухудшает микроструктуру ячеистых бетонов, что сказывается на их физико-технических свойствах.

Количество "пережога" в извести не должно превышать 2%, в противном случае возможно появление  трещин в изделиях во время автоклавной обработки. Правда, вредное влияние "пережога" можно ослабить, увеличивая тонкость помола извести до 7-8 тыс. см²/г, однако такое тонкое измельчение приводит к некоторым новым технологическим трудностям.

Песок. Кварцевый песок  должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8736, ГОСТ 25485, СН 277. Содержание кварца должно быть не менее 85% (свободный SiO ), слюды не более 0,5%, илистых и глинистых примесей не более 5%. Допускается применение полевошпатового песка с содержанием кварца не менее 60%.

Двуводный гипс. Для замедления скорости гашения извести предусматривают  введение 5% двуводного гипса, который  должен соответствовать требованиям  ГОСТ 4013.

Алюминиевая пудра. В  качестве газообразователя должна применяться  водная суспензия алюминиевой пудры. Водную суспензию следует изготавливать из алюминиевой пудры ПАП-1, отвечающей требованиям ГОСТ 5494, или пасты, приготовленной на основе пудры ПАП-1, в условиях, обеспечивающих взрывобезопасность.

ПАВ. В качестве ПАВ  используем синтетическое моющее средство «Лотос».

 

 

3.2.2. График тепловой  обработки.

 

В зависимости от давления и температуры весь цикл автоклавной  обработки делится на три стадии:

1. Первый включает  в себя прогрев и продувку  паром автоклава, а также подъём  давления пара до 0,8 МПа продолжительностью 1,5 часа.

2. Второй – выдержка  изделий под давлением 0,8 МПа  продолжительностью 8 часов.

3. Третий – снижение  давления продолжительностью 1,5 часа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.3. Описание технологического процесса.

 

Технология изготовления мелких стеновых плит и блоков из ячеистого  бетона производится по виброционному  способу формования и включает следующие  переделы:

-подготовку сырьевых  материалов, т.е. приготовление известково-песчаного  вяжущего, песчаного шлама и водной суспензии алюминиевой пудры;

-приготовление газосиликатной  смеси;

-формование массивов  и резка их на плиты;

-тепло-влажностную обработку  изделий;

-распалубку;

-чистку и смазку  форм.

1. Приготовление известково-песчаного  вяжущего

1.1. Технологический процесс приготовления известково-песчаного вяжущего заключается в совместном помоле извести и песка и включает в себя следующие технологические операции:

- транспортирование в  расходные бункера исходных компонентов  (извести и песка) для приготовления вяжущего;

- дозирование извести  и песка и подача их в  шаровую мельницу;

- совместный помол  извести и песка в шаровой  мельнице;

- транспортирование приготовленного  вяжущего из мельницы в специальную  накопительную ёмкость (гомогенизатор).

1.2. Дозирование извести производится ленточным весовым дозатором непрерывного действия СБ-71а, 1 класса точности.

1.3. Дозирование песка  производится ленточным весовым  дозатором непрерывного действия  СБ-110, 2 класса точности.

1.4. Весовое соотношение  между дозируемым количеством извести и песка (И:П) должно составлять от 1 : 1, 1÷1,3 и обеспечивать получение вяжущего активностью 17-19 %.

1.5. Помол извести и  песка производится в шаровой  мельнице непрерывного действия  ССМ-205.1 диаметром 2м, длиной 10,5м.  В качестве мелющих тел используются шары и цильпебсы.

1.6. Внутренняя поверхность  барабана мельницы футерована  бронеплитами из износоустойчивой  стали 110 Г13Л.

1.7. Качество помола  известково-песчаного вяжущего определяется  по удельной поверхности прибором  ПСХ-8А. Величина удельной поверхности должна быть 4500-5500 см2/г. При снижении удельной поверхности ниже 4500 см2/г производится догрузка мельницы мелющими телами.

1.8. После мельницы  известково-песчаное вяжущее системой  конвейеров и пневмотранспорта  подаётся в специальную накопительную  ёмкость - гомогенизатор.

 

 

 

 

2. Приготовление песчаного  шлама

2.1. Процесс приготовления  песчаного шлама заключается  в помоле песка в шаровой мельнице с одновременной подачей к ней воды и состоит из следующих технологических операций:

- транспортировании исходных  компонентов (песка и воды) в  расходные ёмкости над мельницей;

- дозировании исходных  компонентов;

- помоле песка в  шаровой мельнице;

- транспортировании песчаного  шлама из мельницы в промежуточную  накопительную ёмкость (шламбассейн).

2.2. Дозирование песка  в шаровую мельницу объёмное  и производится ленточным питателем,  который обеспечивает равномерную  подачу материала в мельницу.

2.3. Количество подаваемого  песка устанавливается исходя  из средней скорости ленты  питателя, площади сечения выходящего  из питателя материала, насыпной  плотности материала, коэффициента  заполнения сечения дозируемых  материалов и регулируется высотой  поднятия шибера над лентой питателя.

2.4. Количество воды  подаваемой в мельницу регулируется  вентилем на подводящем трубопроводе.

2.5. Расход воды должен  быть таким, чтобы поддерживать  плотность шлама на выходе  из мельницы в пределах 1,67кг/л.

2.6. Суммарный расход компонентов не должен превышать установленной эксплутационной производительности мельницы.

2.7. Помол песка производится  в шаровой мельнице СМ-1456 с  резиновой футеровкой. В качестве  мелющих тел применяются шары.

2.8. Качество помола  определяется по удельной поверхности песка в шламе, которая должна составлять 2700 - 3000 см2/г.

2.9. Выгрузка шлама  из мельницы осуществляется через  цапфу разгрузочного устройства  и шлам по лотку, самотеком  поступает в промежуточную накопительную  ёмкость. Для предотвращения оседания шлама и обеспечения его усреднения по плотности, промежуточная ёмкость оборудована пропеллерной мешалкой.

3. Приготовление водной  суспензии алюминиевой пудры.

3.1. Процесс приготовления  водной суспензии алюминиевой  пудры заключается в перемешивании с водой алюминиевой пудры и включает следующие операции:

- приготовления водного  раствора поверхностно-активного  вещества (ПАВ); 

- перемешивание алюминиевой  пудры с раствором ПАВ.

3.2. При приготовлении  водной суспензии алюминиевой  пудры используется пудра марок ПАП-2 или ПАП-1.

3.3. Для удаления жировой  плёнки (стеарина), которой покрыта  алюминиевая пудра и придания  ей гидрофильных свойств (смачиваемости)  необходима предварительная обработка  пудры горячим водным раствором  ПАВ. В качестве ПАВ используются синтетические моющие средства.

3.4. Приготовление водного  раствора ПАВ и алюминиевой  суспензии производится в мешалке  лопастного типа, поочерёдно.

3.5. Температура воды  для приготовления водного раствора  ПАВ должна быть 30 - 50°С.

3.6. Количество ПАВ определяется в размере 4 - 6 % от веса алюминиевой пудры.

3.7. Необходимое количество  ПАВ затворяется водой и перемешивается  в мешалке – 3 - 5 мин (до полного  растворения).

3.8. При приготовлении  водной суспензии алюминиевой  пудры в водный. раствор ПАВ  добавляется алюминиевая пудра с таким расчётом, чтобы в 1 л суспензии содержалось 40 - 50 г алюминиевой пудры.

3.9. До подачи в производство  все компоненты суспензии должны  перемешиваться не менее 20 мин.