Технико-экономическое обоснование создания предприятия по производству пенобетона в городе Красноярске

3. Метод приготовления  пеномассы аэрированием (турбулентный, кавитационный), основанный на воздухововлечении  раствором вяжущего и кремнеземистого  компонента с пенообразователем  при скоростном их совместном  перемешивании. 

Каждый из рассматриваемых  методов имеет свои технологические  преимущества и недостатки, используя  их целенаправленно можно управлять  свойствами пенобетонной смеси и  пенобетона. На физико-технические  свойства пенобетона, при использовании  классического метода приготовления пенобетонной смеси, оказывают влияние ряд технологических параметров:

- на плотность  пенобетона: объем вводимой пены  и коэффициент ее использования  в поризуемом растворе, который зависит не только от свойств пены, но и от вязкопластичных свойств поризуемого раствора и ряда других факторов; количество вводимой воды; коэффициент осадки пенобетонной смеси;

- на прочность  пенобетона: марка и расход вяжущего; количество кремнеземистого компонента и его дисперсность; содержание воды, с расходом которой связана подвижность поризуемого раствора и объем образования капиллярных пор; вид и концентрация пенообразователя в пенобетонной смеси; вид и количество добавки.

При приготовлении  пенобетонной смеси методом сухой  минерализации используют пену низкой кратности. Пену стабилизируют за счет введения в нее с определенной скоростью сухих компонентов при постоянном перемешивании пенобетонной смеси. Этот метод позволяет получать более плотные межпоровые перегородки в пенобетоне за счет достижения более низкого водо-цементного отношения смеси и более плотной упаковки частиц вяжущего и кремнеземистого компонента. Основными технологическими параметрами, определяющими свойства пенобетонной смеси, а в последующем и пенобетона, являются кратность пены и водо-цементное отношение смеси. При использовании этого метода необходимо согласованность работы оборудования по подаче сухих компонентов, их равномерное распределение в пене (пенобетонной смеси) без ее разрушения. Этот метод приготовления смеси при соответствующем аппаратном сопровождении позволяет получить пенобетон с высоким значением коэффициента конструктивного качества.

При приготовлении  пенобетонной смеси методом аэрирования  нет необходимости в использовании  пеногенератора. Однако в связи с  тем, что все процессы поризации смеси совмещены в одном агрегате (в высокооборотном смесителе), то к нему предъявляется ряд технических требований. К ним относятся: объем смесителя и соотношение его основных размеров; скорость вращения вала; динамика потоков смеси при перемешивании. К технологическим факторам относятся: коэффициент загрузки смесителя по объему, время аэрирования смеси, водо-цементное отношение, количество и вид пенообразователя, начальная и конечная подвижность пенобетонной смеси. Многофакторная взаимосвязь процесса приготовления смеси, оказывает влияние на время ее приготовления, качество и свойства пенобетона.

На плотность  пенобетонной смеси основное влияние  оказывает количество воды и пенообразователя. Определенное значение имеет и последовательность загрузки компонентов в смеситель, продолжительность аэрирования смеси и интенсивность перемешивания, которая должна изменяться во времени со снижением плотности смеси. На прочность пенобетона при прочих равных условиях, наибольшее влияние оказывает: расход цемента, вид и концентрация пенообразователя, водо-цементное отношение. Положительной особенностью этого метода является то, что наблюдается частичная активизация смеси.

Во всех рассмотренных методах  приготовления пенобетонной смеси  есть различия, заключающиеся в возможности использования добавок. Так, при традиционном методе наиболее предпочтительно и эффективно использование добавок, которые вводят на стадии приготовления растворной части смеси. Это позволяет предварительно и целенаправленно изменять технологические свойства раствора до введения пены. При методе сухой минерализации эффективность использования добавок минимальна и практически не используется, так как добавки вводятся непосредственно в раствор пенообразователя и необходим принцип их совместимости. Немаловажное значение имеет механизм действия пенообразователя и вводимой добавки на свойства смеси, пенобетона.

Таким образом, каждый метод приготовления пенобетона имеет определенные технические и технологические особенности. Проведенный анализ их производственного использования в изготовлении неавтоклавных пенобетонных изделий, монолитной теплоизоляции (заливка пенобетона непосредственно на объекте) выявил ряд повторяющихся технологических ошибок. Так, при традиционном методе приготовления пенобетонной смеси, практически не используются комплексные добавки, которые позволяют снизить водо-цементные отношения пенобетонной смеси, повысить коэффициент использования пены в растворе, уменьшить капиллярную пористость межпоровых перегородок, усадку пенобетонных изделий и повысить прочность пенобетона. Иногда для обеспечения необходимой текучести пенобетонной смеси по шлангам используется высокое водо-цементное отношение, что соответственно сказывается на свойствах пенобетонных изделий.

При использовании метода приготовления пенобетонной смеси сухой минерализацией, отмечен ряд недостатков, связанных с нестабильностью работы аэродинамических пеногенераторов по приготовлению пены, что приводит к колебанию плотности изготавливаемых пенобетонных изделий. Загрузка сухих компонентов в смеситель производится без предварительного смешивания цемента и кремнеземистого компонента. Неравномерная подача этих компонентов в смесь приводит к частичному разрушению пены, которое компенсируют введением дополнительного ее объема. Однородность приготовления пенобетонной смеси не контролируется и не обеспечивается из-за неудовлетворительной работы самого смесителя. Для транспортировки пенобетонной смеси по шлангам используется повышенное давление в нагнетателе, а при выгрузке происходит потеря поризации смеси. Однако, при отлаженном технологическом процессе, этот способ транспортировки дает меньшую потерю поризации, чем неоднократные перегрузки пенобетонной смеси.

При использовании  метода аэрирования отмечено колебание  плотности пенобетонной смеси из-за отсутствия точной дозировки компонентов смеси и контроля ее плотности. Узкий оптимальный диапазон технологических параметров в приготовлении пенобетонной смеси, многофакторность метода, отклонение от оптимальных соотношений, а также большой расход пенообразователя приводит к снижению свойств пенобетонной смеси и пенобетонной продукции.

Пенобетонная  технология требует точного соблюдения регламента производства, учета взаимосвязи  и влияния многофакторного процесса каждого метода приготовления пенобетонной смеси на ее свойства и физико-технические свойства пенобетона. Хочется отметить, что технология приготовления пенобетона требует организационного и технологического подхода, так как работа «на глазок» обречена на выпуск некачественной продукции, которую уже выпускают некоторые предприятия и на что есть обоснованные жалобы строителей. Такая организация производства неавтоклавных пенобетонных изделий, устройство монолитной теплоизоляции в строительных условиях может только дискредитировать эту технологию, ее дальнейшее развитие и использование в современном строительстве.

5.2 Выбор производственной линии

1 Производство с автоматической распалубкой форм.

1.1. На данной  установке можно производить  только один типоразмер блоков. Например, если была заказана установка для блоков типоразмером 500х300х200, то в будущем производить блоки других размеров на этой установке нельзя.

1.2. С данной  установкой можно использовать  только импортную смазку форм. Рекомендуемая смазка – Pieri, разводить  смазку нельзя.

1.3. Перед распалубкой  обязательно снимать "горбушку" пенобетона с форм. Верхняя поверхность  формы должна быть ИДЕАЛЬНО  ровная. При невыполнении данного  требования повреждаются выдавливающие  пластины и требуется их замена.

1.4. После распалубки  на формах зачастую остаются включения пенобетона, их необходимо тщательно зачищать и смазывать в ручную.

1.5. Для работы  данной установки необходима  кран-балка для перемещения форм  на позиционирующую тележку. 

1.6. При выдавливании  возможно частичное повреждение граней блоков. Обычно данные повреждения находятся в пределах ГОСТ 21520-89.

1.7. Полная автоматизация.

2. Производство на базе резки пенобетона.

2.1. На данной  установке можно производить  любые типоразмеры блоков.

2.2. С данной  установкой минимальные расход смазки форм.

2.3. Для работы  данной установки необходима  кран-балка для перемещения пенобетона  на резательный комплекс.

2.4. Идеальное  качество продукции (внешний вид).

2.5. Полная автоматизация.

3. Производство  на базе форм для ручной  распалубки форм.

3.1..На данной  установке можно производить  любые типоразмеры блоков используя  разные формы (формы дорогостоящие).

3.2. С данной  установкой можно использовать  не только импортную, но и  отечественную смазку форм.

3.3 Присутствует  многообразие ручного труда.

ВЫВОД: При планируемом  объеме производства 50/100 м³ блоков в смену рекомендуется использовать резательную технологию т.к. возможность производства пенобетонных блоков различных размеров без дополнительных капиталовложений, минимизация ручного труда.

5.3 Выбор технологии

Пенобетонные блоки  изготавливаются несколькими технологиями. Рассмотрим подробно эти технологии: Сравнение методов производства и рекомендации по выбору оборудования.

Рассмотрим важный вопрос для всех тех, кто собирается создать производство пенобетона или расширить его: "Какое оборудование выбрать – с пеногенератором или мобильную установку с баросмесителем".

1. Мобильное  оборудование с баросмесителем  Плюсы: 

• дешевизна, нужна только установка и компрессор
• мобильность, за счет малого веса и малых размеров легко перемещается в прицепе легкового автомобиля и по стройке. Например, при заливке полов, установку легко можно перетаскивать из комнаты в комнату.
• возможность работы с установкой даже неквалифицированного рабочего
• простота в обслуживании и ремонте

Минусы:

• "плавающая" плотность пенобетона, трудно получить пенобетон фиксированной плотности при больших объемах
• малая производительность
• невозможность внедрения в существующие бетонные производства
• более высокий расход пенообразователя
• более высокие требования к цементу, только 500Д0
• более высокие требования к пенообразователю, категорически не подходят дешевые и самостоятельно приготовленные пенообразователи

2. Оборудование  на базе пеногенератора Плюсы: 

• высокая производительность
• возможность внедрения на существующие бетонные производства
• возможность получения пены со стабильной плотностью
• работа на любом типе пенообразователя (можно работать, даже на самостоятельно изготовленных пенообразователях)
• меньший расход пенообразователя
• возможность работы совместно с растворомешалкой, штукатурной станцией или растворным узлом. (рекомендуемый смеситель должен быть принудительного типа, т.е. с лопатками)
• возможность использования цемента марки 400 для производства пенобетона
• возможность регулировки плотности пены
• простота в обращении и очень высокая надежность

Минусы:

• при условии начала производства "с нуля", более высокие начальные затраты на открытие производства

Вывод: Мобильные установки  с баросмесителями хорошо подходят для открытия небольших производств с ограниченным бюджетом и малого коттеджного строительства. Для создания производства пенобетона на базе существующих бетонных производств, или создания производств со средней или большой производительностью, оборудование с пеногенератором оказывается более экономичным вариантом и позволяет снизить себестоимость продукции.

 

5.4 Описание технологического оборудования для производства пенобетона

Завод по производству пенобетона на базе автоматической линии  резки, производительностью 50 м³ в смену (8 часов).

Компоненты  завода:

1. Участок складирования  цемента (бункер цемента 60 тонн, запас на 4 дня).

Предназначен  для приема цемента из цементовоза, хранение и подача его в весовые  дозаторы пенобетоносмесительной установки.

Участок состоит  из цементного бункера нужного объема.

Характеристики  склада цемента

Для ключевых элементов  силосов цемента используются Итальянские  комплектующие:

• датчики уровня (фирма WAM, Италия)
• фильтр (фирма WAM, Италия)
• дисковая заслонка (фирма WAM, Италия)

Несущий каркас и все части расходных бункеров изготавливаются из качественной стали  и покрываются защитным составом от коррозии. Это позволяет работать в любых климатических условиях и гарантирует долговечность  силосов цемента. Детали складов  цемента изготавливаются из стали толщиной 6 - 10 мм. Размеры силосов, борта которых могут быть наращены, обеспечивают большие объемы загрузки заполнителей.

Для зимнего  использования возможна обшивка  многослойным утеплителем снаружи  бункеров. Под каждым бункером устанавливается электрический вибратор.

В комплект каждого склада цемента входит таблица 5: силос цемента, опорные конструкции, площадка обслуживания, лестница, устройство аэрации, вибратор, цементный фильтр, датчики уровня - верхний и нижний, загрузочная труба, ограждения, вибратор (подробнее в таблице ниже).

Выгрузка цемента  из склада осуществляется шнеком или  пневмонасосом. Подача цемента в  силос осуществляется из цементовоза, по наклонному ленточному транспортеру, или пневматическим податчиком.

Таблица 5- Характеристика склада цемента

Наименование показателя	Единицы измерения	Склад цемента 60тонн
Ёмкость склада	м3/т	40/60
Загрузка цемента в  склад	из автоцементовозов
Разгрузка цемента из склада	наклонным шнековым питателем  в весовой дозатор БСУ
Производительность шнекового  питателя при непрерывной работе	т/час	12
Производительность питателя при его работе в блокировке с  весовым дозатором бетоносмесительной установки	т/ч	4,5
Диаметр винтового вала питателя	мм	145
Шаг лопастей винтового  вала питателя	мм	125
Угловая скорость вала питателя	об/мин	300
Угол наклона шнекового  питателя к горизонту	град	20-50
Угол поворота питателя в горизонтальной плоскости	град	20
Привод питателя:
тип электродвигателя	4А112МА6У3
напряжение	В	380
угловая скорость	об/мин	1000
мощность	кВт	3
Способ сводообрушения в складе	с помощью вибратора
Вибратор:
тип	ИВ-98
напряжение	В	220/380
частота колебаний	кол/мин	2800
возмущающая сила	Н	500...10000
мощность	кВт	0,55
Общая установленная  мощность	кВт	3,55
Габаритные размеры склада:
диаметр	мм	24000
высота	мм	13100