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. 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 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;