Технологія виробництва пінобетону

Родовище піску

Зміст гравію,%

Приватні (повні)

залишки,%, на ситах, мм

Зміст пилуватих, мулистих і глинистих частинок,%

Модуль крупності

Щільність, кг / м ³

2,5

1,25

0,63

0,316

0,16

насипна

істинна

Кудровское

-

0,5

(0,5)

1,0

(1,5)

4,5

(6,0)

35,0

(41,0)

53,5

(94,5)

4,0

1,44

1390

2600

Вид цементу

Завод виробник

Нормальна густота цементного тесту,%

Терміни схоплювання, годину-хв

Межа міцності, МПа

Марка цементу

Зміст мінеральних добавок,%

початок

кінець

вигин

стиск

Шлакопортландцемент

Топкінскій

26,5

2-55

4-00

6,25

40,4

400

37

Вид цементу

Завод

виготовлювач

Зміст мінералів,%

C ₃ S

C ₂ S

C ₃ S

C ₄ AF

Шлакопортландцемент

Топкінскій

56-60

14-18

7-9

11-13

Щільність пористого бетону, кг / м ³

пісок, кг

Вода, кг

Цемент

Технічна піна

600

180

220

320

1,5

Найменування

2. Технологічна частина

2.1 Обгрунтування вибору технологічної схеми

Виробництво пінобетонних блоків можна вести як по агрегатно-поточного, так і по конвеєрному способів. Але так як у нас однотипні вироби невеликий номенклатури ефективний все ж конвеєрний спосіб виробництва. Цей спосіб відрізняється від агрегатно-потокового набагато більшою продуктивністю, наявністю меншої кількості кранових операцій, більшою потужністю технологічних ліній, меншою трудомісткістю і можливістю майже повної автоматизації процесів.

При цьому способі операції і пости розташовані уздовж руху лінії конвеєра з виробами.

2.2 Опис технологічної схеми

Сутність процесу піноутворення при отриманні пінобетону полягає у взаємодії технічної піни з середовищем розчину. Якщо схоплювання розчину відбудеться раніше, ніж закінчиться піноутворення, то подальше виділення піни може викликати руйнування початківців тверднути пористих виробів.

Основне завдання при цьому полягає в тому, щоб забезпечити відповідність між швидкістю реакції пенобразованія і швидкістю наростання в'язкості в'яжучого тіста або розчину. Виділення піни повинне закінчуватися до початку затвердіння розчину, коли він втрачає свою рухливість.

Пінобетон виготовляють мокрим способом. При мокрому способі виробництва Пінобетону помел піску здійснюється в кульовій млині з одночасним поданням до неї води.

Мокрий помел піску найбільш раціональний і економічний.

Тонкість помелу піску залежить від кількості завантаження піску в млин і ступеня наповнення її камер молольними тілами. Отриманий піщаний шлам проходить через сито відділення нерозмиті частинок, що порушуються структуру пінобетону.

Шлам отримують в силосах, розташованих над рівнем землі, які наповнюються їм за допомогою пневматичних установок. З кульового млина шлам надходить в мірник-дозатор. При наповненні мірника шламом впускний отвір його автоматично закривається, стиснене повітря під тиском 6 - 8 атмосфер входить в мірник і виштовхує шлам з мірника в силос.

Силоси спорожняються самопливом, для чого їх розміщують над дозаторами шламу і бетономішалками.

Шлам дозують у відкритій ванні дозатора, де його підігрівають гострою парою до температури 40 - 45 ^о С.

Дозування піску та цементу здійснюють ваговими дозаторами різних систем. Дуже точне повинно бути при дозування технічної піни. Всі компоненти пінобетонної маси змішуються в пенобетоносмеситель, який може пересуватися за допомогою мостового крана, кран балки чи тельфера, а також по рейковому шляху.

Складові частини пінобетонної маси завантажуються в пенобетоносмеситель в такій послідовності. Спочатку заливається піщаний шлам, потім цемент. Суміш перемішується протягом 5 хв. Потім додається в пенобетоносмеситель точно відведені кількість технічної піни у вигляді водної суспензії, продовжуючи перемішування ще протягом 5 хв мішалкою, при цьому вібрація і обертання лопатевого вала триває.

Ретельне перемішування маси має дуже велике значення, тому що при недостатньому змішуванні пінобетон може мати неоднакову за величиною і нерівномірно розподілену пористість, що знижує його міцність і погіршує теплоізоляційні властивості. Але й занадто довго перемішувати суспензію технічної піни з розчином не можна, так як пеновиделеніе може початися вже в пенобетоносмеситель після заливки у форми пінобетонна маса не дасть потрібного спінювання.

Отримана бетонна маса з заданими значеннями пористості, досягнутими в пенобетоносмеситель заливається у форми на повний обсяг, причому надалі значної зміни пористості не відбувається. Форми встановлюються вздовж шляху пересування змішувача і після їх заповнення сумішшю вони не повинні пересуватися або піддаватися струсів аж до закінчення процесу схоплювання маси.

Заливається у форми маса повинна мати таку в'язкість, щоб до початку схоплювання в'яжучого речовини тверді, рідкі та пінкоподібні компоненти її не розділялися і маса не розшаровувалася.

Вироби витримуються у формах до автоклавної обробки не більше 1 годину в опалювальному приміщенні, або в камері мікроклімату, після чого зрізають окраєць і розрізають на вироби потрібних розмірів.

Іноді у пенобетонов окраєць не зрізають, а вирівнюють верхню поверхню спеціальним інструментом ще до закінчення тужавлення в'яжучих.

Горбушку зрізають машинами типу К-386 / 3, в даний час на заводах пористого бетону застосовують різальні технологію, що забезпечує високу точність розмірів, прямолінійність граней і відсутність масляних плям на поверхні. Завдяки різальної технології підвищується ступінь заповнення автоклава, знижується металоємність виробництва, різко зменшується кількість ручних операцій.

Потім йде Тепловологісна обробка виробів. Для запарювання виробів в автоклавах використовують вологий насичений водяний пар, швидко конденсується і створює водне середовище в порах матеріалу. При надходженні з котельні сухого насиченої пари його зволожують за допомогою спеціальних зволожувачів. Перегрітий пар для автоклавної обробки не застосовується. Тиск пари в ізотермічний період запарювання зазвичай становить від 9 до 13 атмосфер (175-190 ^о С). необхідність підняття тиску до 9 атмосфер пояснюється тим, що інтенсивність розчинення SiO ₂ в розчині починається при температурі 170-175 ^о С.

Витрата пари на 1 м ³ пінобетону коливається від 225 до 300 кг.

З метою найбільш економічного використання пари автоклави працюють з перепуском пара з одного автоклава в інший: з тільки що завантажений виробами автоклав спочатку подають відпрацьований пар з іншого автоклава, в якому ізотермічний період запарювання вже скінчився, лише після вирівнювання тиску в обох автоклавах починається випуск в перший автоклав свіжої пари з котельні. Перепуск обробленого пара з одного автоклава до іншого здійснюється поступовим відкриванням парового вентиля.

Процес обробки їх за характером відбуваються при цьому фізико-хімічних явищ може розділиться на три стадії.

Перша стадія починається з моменту впуску пари в автоклав і продовжується до тих пір, поки температура оброблюваних виробів не буде дорівнює температурі пари. Ця стадія характеризується переважно фізичними явищами. Впускається в автоклав пар починається охолоджуватися і конденсуватися від зіткнення з холодними виробами та внутрішньою поверхнею автоклава. Спочатку конденсується пар осідає на зовнішніх поверхнях виробів, а потім у міру підвищення тиску проникає в капіляри і пори виробів, конденсуючись в яких, також створює водне середовище.

Вода розчиняє розчинні сполуки, що входять до складу виробів, і утворює їх розчини.

Отже, утворення розчинів в порах і капілярах виробів буде в свою чергу сприятиме конденсації водяної пари і подальшому зволоженню виробів. Нарешті, капілярні властивості матеріалу є однією з причин конденсації водяної пари в порах виробів. Таким чином, перша стадія обробки їх в автоклавах полягає в основному у створенні в порах матеріалу і на його поверхні водного середовища, необхідної для подальших фізико-хімічних процесів.

Друга стадія починається при досягненні в автоклаві 175-190 ^о С, чому сприяє тиск пари приблизно 9-13 атмосфер. На початок цього періоду пори матеріалу заповнено вже водним розчином гідроокису кальцію, який починає взаємодіяти з кремнеземом.

Розчинність SiO ₂ підвищує з збільшенням вмісту в розчині гідроксильних іонів ОН ^{- -} від дисоціації Са (ОН) _2, що у свою чергу залежить від температури: зі зростанням температури розчинність Са (ОН) ₂ збільшується. На початку взаємодії кремнезему з цементом іони ОН гідратіруются молекули SiO ₂ і утворюють SiO ₂ * Н ₂ О. Гідратовані молекули SiO ₂ вступають у з'єднання з іонами Са і утворюють силікати кальцію, що знаходяться в колоїдальному стані. Спочатку ці новоутворення виникають на поверхні окремих піщинок. У міру зростання колоїдних оболонок навколо зерен кварцу ці оболонки утворюють суцільну масу зрощених між собою піщинок, облямованих гелем гідросилікату кальцію.

Надалі колоїдний характер гідросилікату кальцію переходить в кристалічні. Дрібні кристали, які утворюються в різних місцях колоїдної маси, являють собою численні центри кристалізації. Під впливом температури і при наявності водного середовища вони швидко розростаються і створюють своєрідну мелкокристаллическую структуру матеріалу.

Таким чином, у другій стадії обробки їх у водному середовищі при підвищеній температурі відбувається утворення гідростліката кальцію спочатку в колоїдному стані, яке потім поступово переходить в кристалічний.

Третя стадія процесу обробки їх протікає після припинення подачі пари в автоклав; вона характеризується поступовим зниженням тиску в автоклаві. У результаті зниження тиску води, що заповнює пори виробів, інтенсивно випаровується, розчин стає насиченим і відбувається осадження гідросилікату кальцію, що збільшує міцність зчеплення окремих піщинок. Триваюче зневоднення сприяє дегідратації сполук, що складають масу матеріалу. Найбільше значення має дегідратація гелю SiO _2.

Таким чином, в останній стадії запарювання до основного фактору освіти міцності матеріалу - перекристалізація гідросилікату кальцію - додається фактор міцності від дегідратації гелю кремнезему.

3. Проектування технології ніздрюватого бетону

Характеристика властивостей пінобетонних блоків: пористість, водопоглинання, теплоізоляція і довговічність. Виробнича програма підприємств з автоклавної обробкою. Процес піноутворення і вибір обладнання при отриманні комірчастого пінобетону.

3.1 Розрахунок кількості обладнання

Розрахунок обладнання проводиться за формулою:

де: N - кількість машин або установок, шт; П - необхідна продуктивність технологічного переділу т / год, м ³ / год, шт / год; Пм - продуктивність машини або установки, т / год, м ³ / год, шт / год; До _іо - коефіцієнт використання обладнання.

Помел піску проводиться в кульовій млині мокрим способом. Більшість млинів має три камери, довжину до 13 м, діаметр 2,2 м, частоту обертання 23 хв ^-1. Потужність електроприводу до 600 кВт. Продуктивність 9-16 т / год

= 0,5 (т / год перемелюється піску) / 9 * 0,94 ≈ 1 кульовий млин.

Пересувний пенобетоносмеситель СМ-553 місткістю 4 м ³ має привід для пересування зі швидкістю 0,64 м / с, забезпечена лопатевої мішалкою з частотою обертання 49,5 хв ^-1. висота, ширина і довжина установки - відповідно 3580,2720 і 2750 мм, маса 4060 кг.

Для підвищення однорідності суміші у вертикальній стінці корпусу пенобетоносмеситель вмонтовані турбинки діаметром 500 мм з частотою обертання 1000 хв ^-1.

Вихідні компоненти завантажуються через люки, наявні в кришці; готову пінобетону масу вивантажують через затвор шлангового типу. Під затвором розташовується лоток, призначений для заливки пінобетонної суміші у форму, встановлену на уздовж шляху пересування змішувача. Скільки пенобетоносмеситель потрібно можна вирахувати виходячи з того, що час одного перемішування становить 10хв, тобто перемішування проходить в 6 циклів за 1 годину.

Пм = 3,6 * 6 = 21,6 м ³ / год;

= 4,7 / (21,6 * 0,94) = 0,2 ≈ 1 пенобетоносмеситель.

3.2 Підбір технологічного і транспортного обладнання

Для розрахунку необхідної кількості автоклавів необхідно вибрати спочатку тип автоклава, режим роботи автоклава.

Таблиця 3.2.1 Технічна характеристика автоклавів

Таблиця 3.2.2 Тривалість циклу роботи автоклава, годину

Таблиця 3.2.3Характерістіка автоклавів

Таблиця 3.2.4 Технічна характеристика автоклавних вагонеток

Так як у нас вагонетка розмірами 6800 * 2000 а вироби 400 * 200 то виходячи з цих розмірів можна вирахувати кількість виробів на вагонетки:

6800/400 = 17; 2000/200 = 10; 10 * 17 = 170 штук в одному ряду. Але враховуючи що вироби можна укласти по висоті в 3 ряди то кількість виробів на одній вагонетки дорівнюватиме: 3 * 170 = 510 штук.

Довжина автоклава за технічними характеристиками дорівнює 21000мм, тобто в нього по довжині увійде 3 вагонетки довгою 6800: 21000/6800 ≈ 3 шт.

Для розрахунку необхідної кількості автоклавів слід знати коефіцієнт оборотності автоклава на добу, що визначається:

де: 24 - тривалість доби, год;

- Тривалість циклу роботи автоклава, ч.

К _о = 24/12 = 2

Розрахунок кількості автоклавів проводиться за формулою:

де: П _г - програма випуску продукції на рік, шт;

У _рс - річне розрахунковий час роботи автоклава, діб.;

n - число вагонеток в автоклаві, шт;

a - кількість виробів на одній вагонетці, шт;

K _о - коефіцієнт оборотності автоклава;

K _иа - коефіцієнт використання автоклава, K _иа = 0,8.

N _a = 750000 / 220 * 3 * 210 * 2 * 0,8 ≈ ​​3 шт.

Можна перевірити це умова з того, що ми знаємо що за технічними характеристиками за 12 годин у автоклаві пропарюють 1020 штук виробів на трьох вагонетках. Але на нашому заводі за 16 годин пропаритися повинно 2459 штуки блоків. У результаті можна порахувати скільки буде пропарювати виробів за 12 годин при нашій продуктивності виробів: 2459 / х = 16/12 з цього випливає що х = 3278,7 штук за 12 годин, але так як в автоклав максимально завантажується 1020 штук то автоклавів потрібно: 3278,7 / 1020 = 2,14 = 3.

Таблиця 3.2.5 Характеристика електропередавальних мостів

4. Контроль виробництва і якість виробів

При виробництві комірчастих бетонів та іншим виробів технічний контроль здійснюють на різних стадіях технологічного процесу. У залежності від цього контроль розрізняють вхідний, операційний і приймальний.

Контроль виробництва здійснюють цехової технічний персонал, він відповідає за дотримання технологічних вимог до виробів. Відділ технічного контролю підприємства контролює якість і проводить прийом готової продукції, перевіряє відповідність технології технічним умовам виробництва виробів.

До завдань виробничого контролю входять: контроль якості надійшли на підприємство матеріалів і напівфабрикатів - вхідний контроль. При виробництві газосилікатних блоків особливу увагу приділяють контролю якості вапна, беручи різні проби визначають активність і вміст у ній різних домішок і т.д при контролі заповнювачів потрібно перевірити вигляд, наявність паспорта, фізико-механічні властивості, вологість; контроль виконання технологічних процесів, здійснюваний у час виконання певних операцій відповідно до встановлених режимами, інструкціями та технологічними картами - операційний контроль, при такому контролі необхідно при тепловій обробці контролювати температуру, вологості і тривалість процесу, а також проводиться зовнішній огляд блоків, перевіряти розміри і якість поверхні виробів; контроль якості і комплектності продукції, відповідність її стандартам і технічним умовам - приймальний контроль.

Приймальний контроль - це контроль готової продукції, за результатами якого приймається рішення щодо її придатності до постачання споживачеві. Його результати використовують для виявлення недоліків технологічного процесу і внесення необхідних змін. Він встановлює відповідність якісних показників вимогам ГОСТу та проекту виробу. Він передбачає випробування та вимірювання готових газосилікатних виробів та узагальнення вхідного та операційного контролю.

Контроль може бути суцільним, тобто кожної одиниці продукції, і вибірковий, тобто контроль частини продукції, за результатами якого оцінюють всю партію.

При відповідній якості матеріалів і правильно організованого операційному контролі створюються умови виконання технологічного процесу, що гарантує вихід продукції високої якості.

Вихідні матеріали, що надходять на завод, підлягають систематичному контролю. Дієвість контролю забезпечується правильним зберіганням матеріалів за видами, марками і партіями, паспортизацією матеріалів та їх використанням.

Найчастіше на підприємствах теплова обробка контролюється автоматичними пристроями.

Автоматизація контролю і регулювання виробничого процесу знаходить застосування на заводах пористого бетону, де вже практично вирішено завдання створення заводів - автоматів.

5. Охорона праці

При проектуванні, будівництві та експлуатації нових і реконструкції діючих підприємств з виробництва пористих бетонів необхідно керуватися "Загальними правилами по техніці безпеки і промислової санітарії для підприємств промисловості будівельних матеріалів". Несприятливі умови праці можуть бути в основному обумовлені підвищеною концентрацією пилу і вологи в приміщенні; недостатньої теплової ізоляцією апаратів; ненадійним огорожею обертових частин механізмів і т. п.

Усі обертові частини приводів та інших механізмів повинні бути надійно захищені, струмопровідні частини ізольовані, а металеві частини механізмів заземлені на випадок пошкодження ізоляції. Звукова та світлова сигналізація повинна попереджати про пуск будь-якого обладнання, а також про несправності або аварійних ситуаціях.

Агрегатами підвищеної небезпеки є теплові установки. Обслуговуючий персонал допускається до роботи тільки після перевірки знань і правил їх експлуатації. Сушильні установки повинні, як правило, працювати під розрідженням. Сушильні цехи обладнують припливно-витяжною вентиляцією.

Всі виробничі джерела теплоти (корпусу агрегатів, трубопроводи і т. п.) повинні бути забезпечені пристроями і пристосуваннями, різко обмежують виділення конвекційного або променистої теплоти в робочому приміщенні. Температура нагрітих поверхонь обладнання в місці перебування обслуговуючого персоналу не повинна перевищувати 45 ° С.

Список використаної літератури

1. Глухівський В.Д. Основи технології обробних, тепло-і гідроізоляційних матеріалів / В.Д. Глухівський, Г.Ф. Рунова. - Київ.: Віца школа, 1995. - 288 с.

2. Горяйнов К.Е., Коровникова В.В. Технологія виробництва полімерних і теплоізоляційних виробів. Підручник для ВУЗів. М., Висш.школа, 1975. 296с.

3. Горяйнов К.Е. Технологія теплоізоляційних матеріалів і виробів / К.Е. Горяйнов, С. К. Горяйнова. - М.: Стройиздат, 1982 - 376с.

4. Горлов Ю.П. Технологія теплоізоляційних та акустичних матеріалів і виробів. - М.: Вищ. шк., 1989. - 384 с.

5. Лекції з курсу "Технологія виробництва ізоляційних будівельних матеріалів"

6. Кудряшев І.Т., Купріянов В.П. Комірчасті бетони. Підручник для ВУЗів. М., Госстройіздат, 1959, 182с.