Курсовая работа: Проект завода по производству блоков из неавтоклавного газобетона, мощностью 25000 м3/год

Совместный помол наполнителя и цемента (или его части) весьма благоприятно для газобетона, поскольку зерна взаимно «притираются», что позволяет потом получать максимально плотную упаковку в бетоне. Есть еще одна проблема. Дело в том, что образующаяся при помоле песка кварцевая пудра активно работает с цементной растворной щелочью, нейтрализуя ее. Поэтому, в руководствах по бетону, предлагают избегать пылеватый песок, который способен снизить рН среды водоцементного теста даже до 10… 9, когда процесс гидратации цемента практически останавливается. По этой же причине глинистые минералы при концентрации всего от 5…6% способны существенно изменить ход реакции гидратации, поскольку имеют суммарную поверхность больше чем вся фракция песка в бетоне. Конечно, можно компенсировать недостающую – утерянную щелочность, например добавкой негашеной извести, как это делается при производстве газосиликатов. Но для связывания теперь уже излишнего кальция потребуется автоклав.

Таким образом, в части помола наполнителя можно сделать некоторые выводы.

1. Неконтролируемый сухой помол кварцевого песка может привести к образованию «вредной» кварцевой пыли.

2. Измельченный наполнитель со временем теряет первоначальную активность, поэтому это необходимо учитывать.

3. Известняковая (или доломитовая) мука, безусловно, более стабильный молотый продукт и, кроме того, имеющий химически близкое родство с цементом, более перспективный материал для газобетонных смесей. Кроме того, запасы известняка абсолютно неограниченны и относительно стабильны по химическому составу по сравнению с природными песками. Также, для измельчения известняка требуется гораздо меньше энергии при меньшей его природной прочности.

Для механического усиления газобетона можно применить т.н. объемное армирование, т.е. получить газобетонный композит. Смысл его заключается в равномерном распределении определенной длины тонких искусственных волокон в объеме газобетона. Отдаленным прототипом фибры является добавление древними римлянами резанного конского волоса в свои «бетонные» композиции.

С точки зрения «цена-качество» приоритет имеет специально гидрофилизированная базальтовая фибра и рубленная по 15…18 мм. При этом удорожание газобетона составляет до 5%. Однако, прочность при одноосном сжатии возрастает 1,2…2,5 раза, в 2…6 раз при изгибе, в 1,5…2,5 раза при раскалывании, в 3…10 раз при ударе, а повышение несущей способности на 30%. Полностью совместима с цементом, при этом в результате взаимных реакций до 10% волокна растворяется, иначе замещается щелочными новообразованиями и таким образом, в отличие от металлической, полипропиленовой и лавсановой фибр, как бы «врастает» в бетон. Поставляется в герметичных мешках по 15 кг. Расход фибры составляет от 150 г/куб. м до 600 г/куб. м газобетона на низких его плотностях, и зависит от назначения. Добавляется в водоцементный раствор совместно с «ПОС-15».

Отметим основные особенности базальтовой фибры:– прочность на разрыв больше, чем у стали (до 11 т/кв. мм.);– имеет свойства превосходного электрического изолятора;– абсолютно негорючий материал;– не гниет и «неинтересна» грызунам и насекомым;– благодаря низкому коэффициенту линейного расширения, практически не чувствительна к изменениям температуры;– высокотехнологична и удобна в работе;– многолетний период годности.

Порообразователь «ПОС-15» газообразующего действия на основе алюминиевой пудры представляет собой порошкообразную многокомпонентную сухую смесь плотностью 600 кг/куб. м., серовато – серебристого цвета и предполагает некоторые особенности его применения. Требует защиты от влаги, как и цемент.

Состав порообразователя комплексный и содержит в своем составе также специальные добавки пассивирующие металлическую арматуру и предотвращающие грибковую деструкцию бетона. Важнейшим свойством порообразователя «ПОС-15» является «дозированное газовыделение», т.е. способность его за равное время производить равный относительный подъем смеси. Этот эффект заложен в его «конструкцию» и позволяет не «рвать» тесто, а в спокойном ламинарном режиме поднимать газобетонный раствор.

Применение порообразователя «ПОС-15» предполагает принципиально две основные схемы под условными названиями «сухая» и «мокрая»:а) «сухая» – заключается в предварительном промышленном приготовлении специальной сухой смеси, состоящей из цемента, наполнителей и порообразователя «ПОС-15», в целом названной «сухим газобетоном СГБ».б) «мокрая» схема отличается тем, что порообразователь «ПОС-15» добавляется в определенное время в заранее приготовленное водоцементное тесто. Обе схемы имеют свое практическое назначение и обладают кинетической спецификой, тесно связаны с особенностями состава газобетонного раствора.

Осредненное распределение расхода порообразователя в зависимости от планируемой плотности газобетона можно изобразить графически, как это показано на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Зависимость расхода порообразователя «ПОС-15» от плотностигазобетона

Для «мокрой схемы» возможно использование эффекта более продолжительного набора щелочности раствора, изменяя время и скорость его 10…20-минутного перемешивания. После чего вносится в раствор порообразователь «ПОС-15», предварительно перемешанный в небольшом количестве наполнителя или сухого цемента в соотношении примерно 1:3…5 для облегчения вовлечения порообразователя в турбулентный поток, поскольку порообразователь имеет плотность меньше воды. Конкретно необходимое время устанавливается опытным путем с тем условием, чтобы степень схватывания (не путать с «ложным схватыванием») рабочего раствора была синхронна подъему смеси. Увеличение количества навески «ПОС-15» обратно пропорционально приводит к уменьшению плотности газобетона и наоборот. Верхний теоретический предел подъема смеси составляет 4…4,5 раза при плотности 250…300 кг/куб. м., а нижний естественно переходит в «1 раз» при плотности тяжелого бетона. В табл. 2.3 приведен расход порообразователя «ПОС-15» в зависимости от плотности газобетона. Условия нормальные – комнатные, вода питьевая нежесткая 20 град. С. Расход цемента принят 60% и более, остальное – известняковая мука. Как видно, расход «ПОС-15» уменьшается при увеличении степени пластификации газобетонной смеси с увеличением водотвердого отношения от 0,6 до 0,8. Практический смысл табл. 2.3, например в том, что если необходим монолитный газобетон, для стяжки под полы, то лучше работать на пониженном водотвердом, несколько увеличив при этом расход «ПОС-15». Зато на стяжке под кровлю можно сэкономить на «ПОС-15» и работать на повышенном водотвердом значении.

Таблица 2.3. Расход сырья без учета наполнителя для производства 1 куб. м. неавтоклавного газобетона D500 на «ПОС-15»

МАРКА БЕТОНА ПО СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ	ВОДОТВЕРДОЕ ОТНОШЕНИЕ, В/Т*	ЦЕМЕНТ» (60%), кг	«ПОС-15»***, кг
D300	0,60	-	-
0,70	180	3,3
0,80	180	3,0
D400	0,60	240	2,7
0,70	240	2,4
0,80	240	2,2
D500	0,60	300	2,1
0,70	300	2,0
0,80	300	1,9
D600	0,60	360	1,8
0,70	360	1,6

Приведем расчет состава газобетонного раствора, например, применительно к плотности D500.

Так, основным исходным параметром является величина плотности газобетона. Она включает твердую часть (ТВ) и если не учитывать вес порообразователя «ПОС-15» (менее 1%) и связанной воды (около 1%), тогда ТВ равно общему весу цемента и наполнителя. Принимая количество цемента ПЦ М400ДО в смеси 60%, получаем 300 кг. Соответственно, наполнитель – 200 кг. Количество «ПОС-15» берем из табличных данных для данной плотности из табл. 2.3., соответственно 2.2 кг/куб. м. Водотвердое условно примем 0,57, тогда количество воды составит ТВХО, 57=285 л. Отметим особо, что на горбушку необходимо увеличить количество сырья примерно на 5…10%. Однако, если имеется свежая горбушка или обрат, то его необходимо вернуть в процесс. В случае ровной и последовательной работы обрат постоянно обращается в процессе подготовки раствора и не влияет существенно на экономику.

В табл. 3.1 приведены рекомендации по расходу материалов в производстве газобетона различных плотностей с учетом марок применяемого цемента.

Таблица 3.1. Расход сырья в производстве неавтоклавного газобетона различных плотностей с учетом марок применяемого цемента

Сырье	Расход компонентов сырья для изготовления 1 куб. м. газобетона без учета горбушки*, в кг
Марка по плотности (кг/ куб. м)
D400	D500	D 600
Подъем смеси в форме, раз	2.7	2,1	1.8
ПЦ М400 ДОНаполнитель**ПОС-15Вода***	34060 (15%)2 5240 (В/Т=0,60)	300200 (40%)2,2285 (В/Т=0,57)	330270 (45%)1,7336 (В/Т=0,56)
ПЦ М500 ДОНаполнительПОС-15Вода	32080 (20%)2,4240 (В/Т=0,61)	275225 (45%)2,1290 (В/Т=0,58)	300300 (50%)1,7330 (В/Т=0,55)

3. Способы производства неавтоклавного газобетона

Неавтоклавный газобетон производится с конкретной целью для получения изделий (блок) или монолита (полы). Поэтому, в зависимости от этого различают способы производства газобетона. В свою очередь каждый способ предполагает свой перечень оборудования и свои специфические производственные особенности. Различают как минимум два основных способа получения газобетона: монолитом (полы, кровля, бассейны, монолитная стена, художественные изделия и т.п.) и стеновыми блоками, с правильными повторяющимися геометрическими размерами.

Монолитный газобетон. Продукция – стяжки под полы и кровлю, монолитная стена ограждения, плита перекрытия до 6 м длиной, заполнение колодцевой кирпичной кладки и т.п. Форма или заливочная карта должна соответствовать возможности миксера, с учетом подъема смеси, включая горбушку. Крайне желательно, чтобы слив раствора происходил одновременно в несколько форм, а не в порядке очередности. Материал для изготовления форм может использоваться практически любой, однако лучшим будет наиболее теплосберегающий (дерево, пластик и т.д.). Герметизация форм осуществляется любым уплотнителем, в том числе и оконным поролоном. Особое внимание обращают на нижнюю часть формы, где наблюдается наибольший риск протечек во время слива раствора. При необходимости форма проверяется на герметичность наливом воды. Форма должна закрываться после налива раствора полиэтиленом или другим подобным материалом для сохранения тепла. Раствор не должен прилипать к элементам формы, для этого используют разделяющие составы типа эмульсола (например, марки «ЭПМ» от НИиХП) с расходом при подготовке смазки до 3 кг на 100 литров воды или специального «концентратора смазки «КСФ-1» (НИиХП) с расходом 9 кг на 100 литров воды. Можно изготовить всю форму из материала с «нулевой» адгезией типа фторопласта.

Миксер является основным и ответственным аппаратом, предназначенным для интенсивной и длительной эксплуатации. Газобетон с применением «ПОС-15» изготовляется в скоростном миксере принудительного действия объемом до 2,0 куб. м газобетонного раствора при скорости вращения крыльчатки 1000…3000 об/мин., в зависимости от требуемой производительности. При малых скоростях вращения крыльчатки до 100…300 об/мин. происходит расслоение (стратификация) раствора.

Пустой миксер должен легко перемещаться к месту заливки форм в заводских условиях и к месту заливки в опалубку в условиях строительной площадки. Возможно обойтись без больших затрат и изготовить самим небольшой, но практичный в работе миксер по следующим требованиям, наподобие стиральной машинки на базе 200-литровой бочки:– оптимальное количество оборотов 900…1500 об/мин; динамика раствора внутри емкости миксера – подъем снизу вверх па центру, общее вращение по часовой стрелке и обрушение по стенкам;– форма активатора любая из пластины или подрезанного уголка, отдаленно похожая на винт самолета с «углом атаки», примерно 15…20 градусов и размахом лопасти 100…150 мм;– слив через дно емкости или низ цилиндра бочки через патрубок и шаровый кран, через выпуск подобно сливному бачку, либо по другому (например, просто поднять сливной шланг, надетый на патрубок); двигатель можно приспособить снизу – сбоку, привод может быть ременный, однако можно и проще – двигатель на лапах установить наверху напрямую, соосно с наклоненным слегка рабочим длинным валом; крышка бочки разрезанная, складывающаяся, чтобы ее можно было закрыть и защелкнуть после загрузки; для устранения вибрации вал должен «протыкать» дно бочки опираясь на закрепленный сухой подшипник снизу; для недопущения течи использовать «сантехнический клиновой зажим» с обычным уплотнителем и регулировкой уплотнения двумя подтягивающими болтами;– желательна колесная база – два колеса и опорный костыль;– сверху под крышкой обязательна съемная защитная решетка, на которую подают разрезанные мешки с цементом и наполнителем.

Такой небольшой установкой возможно производить 10 куб. м газобетона в смену за 8 часов непрерывной работы. «Цикл может составить до 20 мин. Но при этом подача цемента и наполнителя в мешках. Удобство такой установки в том, что она весит около 80 кг и легко проходит через дверной проем. При этом миксер неприхотлив и ремонтопригоден. Возможны и другие разработанные конструкции мик