Реферат: Производство пенобетона

  Баросмеситель предназначен для производства пенобетонной смеси по одностадийной схеме. Он служит для изготовления пенобетонов плотностью от 400 до 1600 кг/куб.м и транспортировки их по бетонопроводу к месту использования. Позволяет производить заливку полов и кровель, заполнение подготовленных строительных пустот, изготовление блоков различного размера и плотности. Обеспечивает в период гомогенизации заполнение емкости смесителя компонентами пенобетонной смеси и ее перемешивание на малой скорости вращения вала смесителя, и последующий высокоскоростной режим  поризации смеси. При этом происходит насыщение пеномассы в смесителе сжатым воздухом.

 Баросмеситель совмещает функции смесителя, пеногенератора, пневмокамерного насоса и обеспечивает ввод всех сырьевых компонентов, подачу под давлением пенобетонной смеси на формование. Он оснащен валом со специально разработанными лопастями минимального аэродинамического сопротивления, вращающимися со скоростью до 800 об/мин, что создает турбулентный поток пеномассы. На концах полостей могут располагаться кавитационные насадки. Популярная модель пенобетонной установки "Турбо-0.25", выполненной на основе баросмесителя, поставляемой фирмой СтромРос имеет следующие характеристики:

Пеногенератор

Пеногенератор предназначена для приготовления пены, используемой  в двухстадийной (классической) схеме получения пенобетонной  смеси.

Пеногенератор работает от сжатого воздуха (требуется компрессор) и состоит из трех основных частей: емкости для пеноконцентрата (танка или емкости-ресивера для пеноагента), пеногенераторного узла и сопла-ланцета с аксессуарами (вентили, штуцера и шланги). Разовая загрузка пеноконцентратом танка емкостью  60 л.  обеспечивает изготовление пены для 4 - 6 м.куб пенобетона. Пеногенераторы могут выполняться в стационарном и мобильном исполнении.

Бетононасос

 На строительной площадке подачу пенобетонной смеси к месту заливки,  в опалубку и т.п., можно осуществлять по схеме "кран-бадья", при этом достаточно соблюдать технологическое соответствие способа транспортным средствам. Заливка пенобетонной смеси c применением тяжелых подъемно-транспортных средств не редко длительный и неэкономичный процесс. В явном виде недостаточная эффективность схемы проявляется при интенсивности бетонирования свыше 4-6 м3/час, а также при бетонировании труднодоступных мест (изоляция междуэтажных перекрытий и т.д.).

  Повышение производительности процессов раздачи на стройплощадке пенобетонной смеси обеспечивает замена технологии "кран-бадья" на технологию с применением насосного оборудования. Для заливки сложных конструкций использование бетононасоса кроме повышения производительности снимает также проблему защиты смести от атмосферных влияний (осадки, жара, холод и т.д.).

  Наиболее подходящий для транспортировки пенобетона –  допускается применение плунжерного (поршневого) насоса, дающего небольшой процент (2-3%) потери воздушных пор. Применение центробежных (лопастных) насосов категорически запрещено ввиду практически полного уничтожения рабочим колесом воздушных пор в смеси.

                   Вспомогательное оборудование.

Питатель вяжущего ячеистобетонной установки

 Питатель вяжущего (цемента) ячеистобетонной установки (ЯБУ) предназначен для хранения, дозирования при приготовлении смеси, транспортировки цемента или его аналогов из склада в смеситель ЯБУ.

Дозирование вяжущего осуществляется по массе с точностью не более 2% от расчетной. Объемное дозирование цемента не допускается.

Техническое решение питателя определяется производительностью и компановкой ЯБУ, видом смесителя, количеством марок смеси и другими факторами. Наиболее распространены полуавтоматические и автоматические цикличные весовые питатели вяжущего ЯБУ. В полуавтоматических питателях загрузку и взвешивание материалов производят автоматически; оператор осуществляет их подачу в смеситель. В автоматических дозаторах необходимые операции осуществляют без вмешательства оператора.

  Оборудование питателя вяжущего ЯБУ комплектуется из готовых и заказных изделий применительно к требуемой ЯБУ. Структура питателя включает склад вяжущего, дозирующее устройство, средства энергообеспечения и автоматики. Последние включаются в систему управления ЯБУ. На аналогичных принципах назначения, структурной компановки и управления строятся питатели заполнителя, воды и добавок ЯБУ.

Питатель заполнителя ячеистобетонной установки

 Питатель заполнителя ячеистобетонной установки (ЯБУ) предназначен для хранения, дозирования при приготовлении смеси, транспортировки песка или его заменителей из склада в смеситель ЯБУ.

Дозирование заполнителя осуществляется по массе с точностью не более 2,5 % от расчетной. Объемное дозирование заполнителя разрешается лишь при изготовлении небольших количеств ячеистобетонной смеси и бетонировании неответственных конструкций. При объемном дозировании существенные погрешности объясняются колебаниями объемной насыпной массы сыпучих материалов, в особенности при изменении их влажности.

Технологическая схема, принципы компоновки и комплектации питателя заполнителя схожи с питателем вяжущего ЯБУ.

Опалубка для отливки изделий и конструкций из ячеистого бетона.

Опалубка предназначена для возведения монолитных конструкций различных размеров и конфигураций (например, стеновых колонн и т.п.). Благодаря подвижности ячеистого бетона с помощью опалубки возможно получение большого числа конструкций любой формы, включая криволинейную.

При разработке и изготовлении опалубки следует учитывать следующие факторы, прежде всего подвижности бетона.

Литой пористый бетон требует более герметичную опалубку, чем обычный текущий бетон. Это условие необходимо обеспечить для того, чтобы предотвратить возможное вытекание смеси. Кроме того, при расчете вертикальной опалубки необходимо учитывать, что за счет увеличения активного слоя бетона боковое давление на опалубку возрастает на 20-30% по сравнению с обычным тяжелым бетоном такой же плотности.

С другой стороны, пенобетон легче обычного бетона и не требует вибрации, поэтому опалубка может быть очень простой конструкции. Можно применять пластмассовую, металлическую, алюминиевую, деревянную (с защитой от впитывания деревом воды из бетона, либо с максимальной пропиткой дерева водой за 1 час до бетонирования).

Оборудование работает от электричества, мощность 380 В.

Отходы  и  потери  образующиеся при производстве пенобетона.

Объем отходов пенобетона в виде производственного брака невелик.

Ячеистые бетоны в соответствии с ГОСТ 25495- неавтоклавный пенобетон. Пенобетон имеет преимущественно замкнутую пористость.
Лом неавтоклавного пенобетона может быть пущен в производство блоков после двухстадиального дробления. При этом в первой стадии дробления рекомендуется применять облегченные конструкции дробилок со сложным качанием щеки. В нашей практике эксплуатируется подобная дробилка с удлиненной щекой и разгрузочной щелью, регулируемой в пределах 5"20 мм. Дробилка позволяет дробить обломки пенобетона крупностью до 350"400 мм в двух измерениях со степенью сокращения 20"25. Масса дробилки 60 кг без станины, установленная мощность привода 3-4 кВт. Производительность облегченных щековых дробилок при переработке отходов ячеистых бетонов составляет 0,5"0,8 м3/ч.

Вторая стадия дробления осуществляется в быстроходной валковой дробилке, позволяющей получить 70% продукта крупностью мельче 0,4 мм с максимальным размером единичных зерен 1,2 мм. Такой продукт также можно непосредственно использовать в производстве пенобетона по классической схеме.

Благодаря простоте конструкции и малой массе обе упомянутые дробилки отличаются высокой ремонтопригодностью; их легко эксплуатировать даже в системе малого бизнеса при отсутствии специализированной механической службы. Одним из наиболее серьезных вопросов их эксплуатации является смазка узлов подшипников дробилок. Даже при относительно невысокой прочности дробимого материала эти узлы работают в условиях запыленности и большой энергонапряженности, обусловленной высокой степенью сокращения дробимого материала. Это требует особого внимания к подбору смазочных материалов.

Фракция -50+5 мм находит применение в качестве теплоизолирующей засыпки, что не слишком рентабельно, так как она может быть реализована только в ценовой категории керамзитов. Фракция -12 +1 мм находит применение в качестве абсорбирующего носителя для очистки и кондиционирования бытовых и промышленных сточных вод. После удаления пылевидной фракции и соответствующей модификации поверхности абсорбирующий носитель может быть использован как в режиме одноразового (сменяемого) продукта, так и в режиме регенерируемого продукта. Такая фракция обладает более высокой добавленной стоимостью и обеспечивает рентабельность переработки.

Фактические экономические показатели промышленной переработки отходов ячеистых бетонов приведены в табл. 2

Аварийные ситуации и (сбои) в ходе производства пенобетона.

При производстве пенобетона применяются различные добавки и смеси. Утечка этих смесей или несоблюдение элементарных правил безопасности при работе с этими материалами  при попадании на кожу, слизистые оболочки глаз, случайном проглатывании, вдыхании паров может вызвать раздражение верхних дыхательных путей  и отравление.

Избежать этого можно соблюдая правила безопасности при работе с добавками и смесями. Следует применять индивидуальные средства защиты - халат, респиратор, резиновые перчатки. В аварийных ситуациях необходимо использовать противогаз.

Противоморозная добавка Формиат Натрия.  Добавка используется для возведения монолитных (изготовления сборных) бетонных и железобетонных конструкций при отрицательной температуре наружного воздуха от 0оС до -15оС.

Технология приготовления бетонной смеси с добавлением формиата натрия отличается от обычной тем, что в процессе её приготовления дополнительно вводится предварительно отдозированный раствор добавки.

Формиат натрия технический взрывобезопасен и не горюч, однако в местах хранения и работы с ним следует запрещать курение и применение открытого огня, по степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. При работе с формиатом натрия следует применять индивидуальные средства защиты - халат, респиратор резиновые перчатки. В аварийных ситуациях необходимо использовать противогаз марки А или М.

"Пенообразователь ПБ-2000. "

Малоопасное вещество. При попадании в глаза вызывает развитие

конъюнктивита и блефарита в умеренной степени. При многократном

воздейтвии обладает кожно-раздражающим действием в слабой

степени. Горючее, невзрывоопасное вещество. Может загрязнять

окружающую среду. ОСНОВНЫЕ ОПАСНЫЕ КОМПОНЕНТЫ: Натриевая соль алкилсульфатов смеси спиртов

Т.к. оборудование работает при высоком напряжении 380 В, во избежание несчастных случаев на производстве, следует строго соблюдать правила техники безопасности, при работе с данным оборудованием. Также необходимо знать и выполнять нормативно- правовые  акты об охране труда, пользоваться средствами коллективной и индивидуальной защиты.

Экологические последствия производства пенобетона.

Отрицательные последствия для экологии при производстве пенобетона не наблюдаются.  В качестве исходного сырья используются только экологически чистые природные компоненты: цемент, песок, вода. Ядовитые и токсические материалы не применяются. Пенообразователь Ареком-4 является экологически чистым, биоразлагаемым продуктом. Внешний вид однородная прозрачная жидкость светло-коричневого цвета Плотность 1000-1200 Водородный показатель (рН) пенообразователя, в пределах 8-9. При производстве пенобетона  используют биологически разлагаемые смазки (например, Компил), что позволяет получать экологически чистую и внешне привлекательную продукцию. Пенобетон не горит, обладает высокой противопожарной устойчивостью, что делает его привлекательным материалом при возведении огнестойких конструкций. Если при производстве пенобетона возникающий  брак, не выкидывается на свалку, тем самым, загрязняя окружающую среду, а подлежат дроблению и повторному использованию.

При производстве пенобетона, даже в больших промышленных масштабах, нет вредных для экологии выбросов и отходов.

Коэффициент экологичности пенобетона, по данным Минздрава  Украины, составляет 2,0 и уступает только древесине (коэффициент 1,0). Он "дышит", регулируя влажность в здании. Преимущества ячеистого бетона - его теплоизоляционные свойства, используемые как в теплых, так и в холодных климатических условиях. Материал не гниет и не горит, в отличие от дерева, не ржавеет, по сравнению с металлом. Он не стареет. Обладает свойствами дерева и камня одновременно.

Условия труда работников занятых  на производстве пенобетона.

Согласно нормам действующего законодательства, работодатель обязан обеспечить необходимые условия труда для работника. Условия и безопасность труда должна быть доведена до нормативных требований. Также работодателю необходимо выполнять комплексные мероприятия по предотвращению случаев производственного травматизма, профессиональных заболеваний и аварий. Мероприятия по охране труда на каждом рабочем месте предприятия (производства) являются приоритетными и направлены на сохранение здоровья, работоспособности работников, на снижение потерь рабочего времени и, как следствие, на повышение производительности труда.  

Мероприятиями должно предусматриваться обеспечение работников, непосредственно связанных с производством пенобетона, специальными одеждой, обувью и другими средствами индивидуальной защиты, а именно: халат, респиратор, резиновые перчатки, а также обеспечение надлежащего лечебно-профилактического обслуживания работающих.

                                Сроки носки спецодежды:

Вслучае преждевременного износа этих средств, не по вине работника, предприятию следует производить замену.

Санитарно-гигиенические условия труда должны обеспечивать оптимальность микроклимата (температуры, влажности, чистоты воздушной среды, естественного и искусственного освещения, уровня производственных шумов, вибрации и др.).

Создать условия для прохождения обязательного медицинского осмотра работников. Не предлагать работнику работу, которая по медицинскому заключению, противопоказана ему по состоянию здоровья.

Также необходимо проводить обучение работников по вопросам охраны труда, в соответствии с требованиями соответствующих нормативно-правовых актов об охране труда.

Вредные и опасные факторы при производстве пенобетона имеются.

А именно:

- работа противоморозной добавки Формиат Натрия;

- работа с пенообразователем  «ПБ-2000».

- работа с цементом;

Технологии позволяющие заменить пенобетон.

Пенополистирол.

Пенополистирол (пенопласт) - изоляционный материал белого цвета на 98% состоящий из воздуха, заключенного в миллиарды микроскопических тонкостенных клеток из вспененного полистирола.

- Изделия из пенополистирола (пенопласта) биологически безопасны и используются для упаковки продуктов питания.

- Пенополистирол устойчив к воздействию влаги, устойчив к старению, не подвержен воздействию микроорганизмов.

- Как наиболее эффективные, изоляционные материалы из пенопласта, пенополистирола вот уже 30 лет применяются для теплоизоляции кровли, стен, потолков и полов в жилых и административных зданиях.

- Легкость обработки при помощи ручной пилы или ножа, низкий объемный вес, возможность склеивания с различными строительными материалами, простота механического крепления - несомненные достоинства пенополистирола (пенопласта).

 Достоинства - низкая цена и высокая теплозащита / сразу после изготовления/. Недостатки материала - недолговечность, низкая теплостойкость, ядовитые выделения, низкая паропроницаемость, высокое водопоглощение, невозможность вести работы зимой и при осадках. Все это относится как к самому материалу, так и к строительным конструкциям с их использованием. Так долговечность пенополистирола при оптимальных условиях его эксплуатации производителями гарантируется в пределах 15-20 лет, что на порядок меньше основных стеновых конструкций. Естественный процесс старения сильно ускоряется под влиянием различных факторов. Так в результате исследований НИИСФ/2001 г./ с привлечением специалистов общественных организаций установлен целый ряд факторов существенно влияющих на ухудшение физико-технических характеристик пенополистирола и его полную деструкцию в строительных конструкциях, при этом выделяющиеся из полистирола летучие вещества в свою очередь разлагают примыкающие материалы . Это имеет место при соприкосновении пенополистирола со многими гидроизоляционными материалами, углеводородными выделениями многих фасадных красок, кислорода, озона, воды и т.д.

Газобетон

  Еще совсем недавно первая разновидность ячеистых бетонов - газобетон имел преимущественное развитие. Технология газобетона достаточно проста и позволяет получить материал пониженной плотности со стабильными свойствами.
  Газобетон приготовляют из смеси портландцемента (часто с добавкой воздушной извести или едкого натра), кремнеземистого компонента и газообразователя. По типу химических реакций газообразователи делят на следующие виды:

- вступающие в химические взаимодействие с вяжущим или продуктами его гидратации (алюминиевая пудра);

- разлагающиеся с выделением газа (пергидроль);

- взаимодействующие между собой и выделяющие газ в результате обменных реакций (например, молотый известняк и соляная кислота).

Чаще всего газообразователем служит алюминиевая пудра, которая, реагируя с гидратом окиси кальция, выделяет водород.

Газобетон как материал обладает следующими свойствами:

Прочный, но легкий.

Не горит, не гниет и не боится сырости.

Теплоудерживающий (работает как аккумулятор тепла).

Экологически чистый (не содержит вредных для здоровья веществ).

Удерживает благоприятный микроклимат в помещениях (дышащий материал).

Применяя конструкции из газобетона, вы обеспечиваете своему дому и другим строениям целый ряд существенных преимуществ перед традиционными строительными материалами:

Простоту в монтаже, которая достигается высокой размерной геометрической точностью блоков (+\- 1 мм) и возможность кладки на клей (специальная сухая смесь упакованная в мешках и приготовляемая путем добавления воды).

Отсутствие мостиков холода (толщина кладочного шва до 3 мм и соответственно исключение промерзания)

Уменьшение трудоемкости и расхода материалов на кладке ( 1м3 - 25 кг клея или 1м3 - 250 кг бетонного раствора) и штукатурных работах (за счет точной геометрии блоков).

Архитектурную выразительность благодаря легкости обработки (легко пилится, режется и фрезеруется).

Экологическая чистота - коэффициент экологичности: ячеистый бетон - 2,0.

Пожаробезопасность: несгораемый материал (изделия соответствуют всем требованиям классов сопротивления огню).

Экономию на 20% - 30% средств на отопление помещений благодаря высоким теплоизоляционным свойствам.

При использовании в наружных стеновых конструкциях блоков удельным весом 600 кг/м3 и толщиной 300мм по действующим нормам и СниП не требуется применения дополнительной теплоизоляции.

Хорошие звукоизоляционные характеристики, влагоустойчивость и морозоустойчивость.

Газосиликат

  Газосиликат  - ячеистые бетон, получаемый из смеси извести с молотым кварцевым песком путём вспучивания предварительно приготовленного шлама (теста) с помощью газообразователя  твердения в различных условиях (автоклавная обработка, пропаривание и др.).

  Газосиликат автоклавного твердения в отличие от газобетона изготовляют на основе известково-кремнеземистого вяжущего, используя местные дешевые материалы - воздушную известь и песок, золу-унос и металлургические шлаки. Изделия из газосиликата приобретают нужную прочность и морозостойкость только после автоклавной обработки, обеспечивающей химическое взаимодействие между известью и кремнеземистым компонентом и образование нерастворимых в воде гидросиликатов кальция.

  В газосиликатах неавтоклавного твердения вспенивание производится не в результате химической реакции, а специальными миксерами.

  По способу применения газосиликаты малой плотности в основном относят к теплоизоляционным бетонам. Пористая структура придает материалу ряд физико-механических свойств, которые делают его хорошим стеновым материалом.  Газосиликатные блоки предназначены для кладки наружных, внутренних стен и перегородок зданий с относительной влажностью воздуха помещений не более 75% при неагрессивной среде.

Материал достаточно легок. Стандартный блок размером 600х200х300 мм. марки D600 имеет массу 26 кг (после усыхания - 22 кг) и может заменить в ограждающей стене 30 кирпичей, вес которых более 120 кг. При низкой объемной массе газосиликат имеет довольно высокую прочность на сжатие. Максимальная этажность зданий с несущими станами составляет 4 этажа.

Считается, что материал морозостоек, если его водонасыщение не превышает критической величины - 60% от массы. На практике же, при правильной эксплуатации, эта величина не превышает 35%.

Пенобетон вне конкуренции по сравнению с газобетоном. Их характеристики по некоторым показателям схожи, но, в основном пенобетон превосходит своего «собрата».

Единственное преимущество газобетона в том, что он (при одинаковой плотности) имеет прочность несколько выше, чем пенобетон (за счет автоклавирования)

Пеносиликат

  Пеносиликат  - разновидность ячеистого бетона, получаемого из смеси известково-кремнеземистых вяжущих и наполнителей с помощью пенообразователей.  Пеносиликат получают различными способами. Имеются разработки пеносиликата на основе вспененного жидкого стекла, расплава промотходов и др.  Пеносиликат на основе вспененного жидкого стекла  получают из сырьевой смеси, содержащей в своем составе кроме жидкого стекла также тонкомолотые минеральные наполнители, специальные добавки.

  Отличительной особенностью технологии пеносиликатов является использование для получения материала преимущественно отходов промышленных предприятий. Пеносиликат, полученный из промышленных отходов, находится в рентгено-аморфном состоянии, которое повышает гидравлическую активность его при взаимодействии со связующим. Это обеспечивает получаемому ячеистому бетону необходимые свойства для использования его в качестве звуко- и теплоизоляционного материала. Низкое значение теплопроводности и высокая пористость приводит к увеличению общей пористости получаемого ячеистого бетона и к снижению его теплопроводности.

Технологические особенности получения пеносиликатов из расплава промотходов (металургических, угольных, рудных) на основе технологических схем отходообразующих производств сводятся к выделению из расплава промотходов силикатной части.

  Выбор состава расплава обеспечивает как условия хорошего формирования и разделения металлической (Fe-Si) и силикатной фаз, так и условия пенообразования. Силикатная часть расплава, при охлаждении которой в воде получается новый, высокопористый, стабилизированный по химическому составу материал (пеносиликат) широкого круга использования, в том числе в качестве исходного материала для получения стеклокристаллических материалов и пенокерамик с заданной структурой и пористостью.

Таблица 1. Основные характеристики пеносиликата

Производство пенополистирола, газобетона, газосиликата и пеносиликата – является более дорогостоящим, затратным и экологически вредным.

Таблица. Состав и свойства пенобетона

Вывод: технология производства пенобетона превосходит другие технологии по производительности, качеству и эффективности использованию ресурсов.

Литература

1. Верещагин О. Н. История развития строительства из ячеистых бетонов и пенобетона как их  разновидности. //Строительная альтернатива. - 2002. - № 1.
2. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. М., Стойиздат 1984. 672с.
3. Пинкер В. А. Пенобетон в современном строительстве // Строительная альтернатива. - 2002. - № 3
4. Удачкин В.И., Смирнов В.М. и др. Новая технология и оборудование для производства изделий из пенобетона без автоклавной обработки. Строительные материалы, 2002г.
5. Михайлов В. В. Расширяющиеся, напрягающиеся цементы и самонапряженные железобетонные конструкции /Михайлов В, В.,  Литвер С. Л. - М.: Стройиздат, 1998.
6. http://www.e-concrete.ru, Новости 2003г.
7. Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. - М.: Технопроект, 1998.
8. http://www.ybeton.ru/content.htm