Технология ячеистых бетонов
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1 Классификация ячеистых бетонов 4
2 Сырьевые материалы 5
3 Технология производства неавтоклавного ячеистого бетона 9
3.1 Основные этапы получения неавтоклавного пенобетона 9
3.2 Основные этапы получения неавтоклавного газобетона 11
4 Технология производства автоклавного ячеистого бетона 14
4.1 Основные этапы получения автоклавного газобетона 14
4.2 Основные этапы получения автоклавного пенобетона 15
5 Преимущество и недостатки технологии 17
Заключение 19
Список использованной литературы 20
ВВЕДЕНИЕ
Ячеистые бетоны – это легкие искусственные каменные материалы, полученный в результате твердения поризованной смеси, состоящий из гидравлических вяжущих веществ, только дисперсного кремнеземистого компонента, воды и парообразующей добавки.
Пористость ячеистым бетонам придается:
а) механическим путем,
когда тесто, состоящее из
б) химическим путем, когда в вяжущее вводят специальные газообразующие добавки; в результате в тесте вяжущего вещества происходит реакция газообразования, оно вспучивается и становится пористым. Затвердевший материал называют газобетоном.
Ячеистый бетон получил своё развитие именно с развития пенобетона. Следующая стадия развития ячеистого бетона - это повышение прочностных характеристик изделия. Отсюда и возникло развитие технологии газобетона. В настоящее время, за рубежом широко используются автоклавные технологии газобетона и пенобетона. Например, в России, за счёт развала производства стационарного автоклавного пенобетона и необходимости в заполнения ниши сбыта, перешли сразу на последний этап в своём развитии – а именно развитие неавтоклавного газобетона для получения твёрдого строительного материала и развитие неавтоклавного пенобетона для получения лёгкого материала. В силу неэффективности развития отечественного производства, а по некоторым позициям и в его отсутствии, потребители в России в основном предпочитали приобретать дорогое зарубежное автоклавное или неавтоклавное производство и которое являлось, как правило, устаревшим. Однако явление это было временным и понятно почему. В настоящее время строительные компании всё чаще начали покупать отечественные недорогие разработки, которые ни в чём не уступают передовым зарубежным технологиям, а в некоторых случаях по неавтоклавным технологиям превосходят эти разработки.
1 Классификация ячеистых бетонов
Ячеистые бетоны классифицируют по следующим признакам: функциональному назначению, способу порообразования, виду вяжущего, виду кремнеземистого компонента и способу твердения.
Классификация ячеистых бетонов в зависимости от средней плотности и назначения приведена в табл. 1.
Таблица 1
Классификация ячеистых бетонов
Вид бетона |
Средняя плотность, кг/м3 |
Прочность при сжатии, МПа |
Теплоизоляционный |
300-500 |
0,4-1,2 |
Теплоизоляционно- |
500-800 |
1,2-2,5 |
Конструкционный |
800-1200 |
2,5-15 |
По способу порообразовании различают:
- химический (газобетоны, газосиликаты,
газошлакобетоны,
- механический (пенобетоны, пеносиликаты, шлакощелочные пенобетоны, пенозолобетоны и др.);
- механохимический (пеногазобетоны);
- физический (вспучивание массы за счет газообразования при разряжении в вакууме).
По виду вяжущего ячеистые бетоны классифицируют:
- на цементе (газо- и пенобетоны);
- известково-кремнеземистом вяжущем (газо- и пеносиликаты);
- шлакоизвестковом вяжущем (газо - и пеношлакобетоны);
- золе (газо - и пенозолобетоны или газо - и пенозолосиликаты);
- гипсовом вяжущем (газо - и пеногипс).
По способу твердения различают:
- автоклавные ячеистые
бетоны (процессы твердения
- неавтоклавные ячеистые бетоны (твердеют при температуре гидротермальной обработки до 100 °С и атмосферном давлении);
- ячеистые бетоны естественного
твердения (твердеют в
2 Сырьевые материалы
Вяжущие вещества выбираются в зависимости от условий твердения и проектной прочности изделий из ячеистого бетона.
Для материалов неавтоклавного твердения в основном применяют портландцемент высоких марок, отвечающий требованиям ГОСТ 10178-95 «Портландцемент и шлакопортландцемент. ТУ". Рекомендуется использовать алитовый портландцемент, содержащий в составе не менее 50% трехкальциевого силиката (3СаО*SiO2), выделяющего при гидратации Са(ОН)2, который обеспечивает в систему щелочную среду, необходимую для протекания реакции газовыделения.
Недопустимо использовать в
составе массы
Для автоклавных силикатных изделий в качестве основного вяжущего применяется строительная известь воздушного твердения, отвечающая требованиям ГОСТ 9179 - 77 "Известь строительная. ТУ". Влажность гидратной извести не должна быть более 5%. Рекомендуется использовать негашеную известь - кипелку не менее 2-го сорта с содержанием активных (СаО и MgO 80%, непогасившихся частиц не более 11% и с дисперсностью менее 0,2 мм.
Смешанное вяжущее, такое как цементно-известковое на основе цемента и извести, должно удовлетворять вышеизложенным требованиям.
Известково-белитовое вяжущее должно содержать свободного СаО от 35 до 45%, двухкальциевого силиката - не менее 30%. Удельная поверхность вяжущего должна быть 4000 - 5000 см2/г, а время его гидратации 8-20 мин.
Шлак доменный гранулированный совместно с активизаторами твердения или в составе смешанного вяжущего должен удовлетворять требованиям ГОСТ 3476 и содержать закиси марганца не более 1,5%, сульфидной серы не более 0,1%. Модуль активности для основного и нейтрального шлака должен быть не менее 0,4, а модуль основности не менее 0,9. Для помола пригоден гранулированный шлак, не содержащий плотных камневидных кусков и посторонних примесей, его влажность не должна превышать 15%, а удельная поверхность вяжущего на основе извести и шлака должна быть не менее 5000 см2/г.
Шлакощелочное вяжущее, содержащее молотый гранулированный шлак и едкую щелочь, должно удовлетворять требованиям ГОСТ 2263.
Высокоосновное зольное вяжущее от сжигания горючего сланца, каменного и бурого углей должно содержать СаО не менее 30%, в том числе свободной СаО - 15...25 %, SiO2 - 20...30 %, SO3 - не более 6% и суммарного количества К2О + Na2O - не более 3%. Удельная поверхность должна быть равна 3000 - 3500 см2/г.
Сульфатное вяжущее - обычный строительный гипс по ГОСТ 125 - 79 с добавкой 5% тонкомолотого (удельная поверхность 2000-3000 см2/г) кристаллического карбоната кальция, мрамора и т.п.
Фосфатное вяжущее
- ортофосфорная кислота по ГОСТ
10678, частично нейтрализованная
Кремнеземистый компонент. В качестве кремнеземистого компонента используются: кварцевый песок, золы ТЭС, шлаки и др.
Основными показателями кремнеземистого компонента в составе смеси для производства ячеистых бетонов являются гранулометрический состав и содержание в нем нежелательных примесей (пылевидных и глинистых частиц). В кварцевом песке не допускается наличие зерен более 10 мм в количестве свыше 0,5%, а более 5 мм - свыше 10% по массе. Количество частиц менее 0,16 мм не должно превышать 10 и 15 % соответственно для крупных и мелких песков. Содержание пылевидных (менее 0,5 мм) и глинистых (менее 0,005 мм) частиц не должно превышать 3-5 %.
Кремнеземосодержащий компонент — кварцевый песок — согласно ГОСТ 8736 - 93 "Песок для строительных работ. ТУ" должен содержать не менее 75% свободного кварца, не более 3% илистых и глинистых примесей и не более 0,5% слюды.
Для обеспечения требуемой величины средней плотности удельная поверхность молотого песка должна составлять, см2/г:
1500-2000 при средней плотности 800 кг/м3;
2000-2300 при средней плотности 700 кг/м3;
2300-2700 при средней плотности 600 кг/м3;
2700-3000 при средней плотности 500 кг/м3.
Зола-унос от сжигания бурых и каменных углей также может использоваться в качестве кремнеземсодержащего компонента, должна иметь не менее 45% кремнезема, а величина потерь при прокаливании (ппп) в золе бурых углей не должна превышать 5% и в каменных углях -7%.
Также в качестве заполнителей
применяют тонкодисперсные
Плотность шлама из грубомолотого песка должна быть не менее 1,6 кг/л, а из песка нормального помола (при вибрационном способе формования изделий) — 1,68 кг/л, из вторичных продуктов — 1,75... 1,8 кг/л.
Порообразователи. В технологии газобетонных изделий в качестве газообразователей главным образом используется алюминиевая пудра марок ПАП – 1 и ПАП - 2, отвечающая требованиям ГОСТ 5494 – 95 « Пудра алюминивая пигментная. ТУ" с содержанием активного алюминия 91,1 - 93,9 % и временем активного (максимума) газовыделения в течение 3 - 4 мин от начала смешивания компонентов газобетонной массы. К пудре предъявляются требования по дисперсности, т.к. с дисперсностью связан процесс протекания газообразования в ячеистобетонной смеси, которая составляет 4600 - 6000 см2/г. Максимальное выделение водорода происходит при температуре смеси 30 – 40 0С. Для получения водной алюминиевой суспензии используется сульфанол (алкилбензосульфат), обладающий свойствами ПАВ, из расчета 25 г на литр воды. Сульфанол должен удовлетворять требованиям ТУ 6 - 01- 1001 - 77.
В качестве газообразователя также применяют пергидроль Н2О2 газопасты ГБП и комплексный газообразователь, представляющий собой смесь алюминиевой пудры и дисперсного ферросилиция.
Существует много разновидностей пенообразователей как отечественного, так и зарубежного производства: клееканифольный, алюмосульфонафтеновый, смолосапониновый, ПО—1, БелПор-1Ом, "Унипор", ПО - 6, ПБ – 2000 и зарубежные "Неопор", "Диет", "Едама" и др., удовлетворяющие требованиям ГОСТ 6948 -81.
Клееканифольный пенообразователь приготовляют из мездрового или костного клея, канифоли и водного раствора едкого натра. Хранят его не более 20 суток в условиях низкой положительной температуры.
Смолосапониновый
Алюмосульфонафтеновый пенообразователь получают из керосинового контакта, сернокислого глинозема и едкого натра. Он сохраняет свои свойства при положительной температуре до 6-ти месяцев.
Пенообразователь ГК готовят из гидролизованной боенской крови марки ПО-6 и сернокислого железа. Этот пенообразователь сохраняет свои свойства при нормальной температуре до 6-ти месяцев.
Расход клееканифольного пенообразователя составляет 8 — 12 %, смолосапонинового - 12... 16 %, алюмосульфонафтенового - 16...20 % и пенообразователя ГК - 4...6 % от расхода воды. Смесь из двух пенообразователей (например, ГК и эмульсии мыльного корня в соотношении 1:1) позволяет получить более устойчивую пену.
Доказано, что пенообразователи
на основе природных органических продуктов
(клееканифольный, сапониновый и
др.) не всегда являются технически эффективными.
Отечественные пенообразователи обладают
рядом недостатков, так, к недостаткам
сапонинового пенообразователя относятся:
необходимость длительного
К недостаткам клееканифольного
пенообразователя следует отнести
сравнительно сложную технологию, длительность
приготовления пены, короткие сроки
хранения и необходимость помола
компонентов до крупности песка.
Пенобетон на клееканифольном
Алюмосульфонафтеновый пенообразователь
так же, как и клееканифольный,
отличается достаточно сложной технологией.
Однако менее дефицитен по сравнению
с клееканифольным и
Наиболее перспективными для приготовления пеноматериалов являются анионоактивные ПАВ с высокой пенообразующей способностью, состоящие из биополимеров, построенных из атомов аминокислот, связанных между собой длинными полипептидными цепями.
Ряд предприятий по производству
пенобетонных изделий использует пенообразователь
немецкой фирмы "Неопор". Тюменская
домостроительная компания использует
высокоэффективный
3 Технология по производству НЕавтоклавного ячеистого бетона
3.1 Основные этапы получения неавтоклавного пенобетона
Рисунок 1 - Схема производства изделий из неавтоклавного пенобетона
Приготовление технологической пены. Предварительно разведенный в воде пеноконцентрат заливается в ресивер пеногенератора. Оттуда под давлением смесь поступает в сам пеногенератор. Процесс вспенивания происходит сжатым воздухом под действием компрессора. Это классическая схема производства пены.
Качественно приготовленная пена отличается белым цветом и достаточной устойчивостью. Стойкие поры помогают не расслаиваться пенобетонной смеси и не терять объём, в случае, если укладка происходит с запозданием. Расход пеноконцентрата рассчитывается согласно рецептуре, но не более 2 кг на 1 куб. м. бетона.
Приготовление пенобетонной массы. Рекомендованная последовательность выполнения процессов приготовления пенобетона:
- засыпать в бетоносмеситель песок. Это поможет связать жидкость, оставшуюся после предыдущей смеси.
- добавить, в соответствии с рецептурой, необходимое количество цемента.
- перемешать до получения однородной смеси. Качество пенобетона напрямую зависит от равномерности распределения цемента в песке.
- затворить водой и перемешивать до пластичного состояния.
- согласно рецептуре, добавить необходимое количество технологической пены. Количество пены влияет на плотность смеси, а следовательно, и на прочностные характеристики пенобетона.
- перемешивать все компоненты в течение 2-3 минут.
Формование пенобетонной массы. Существуют два основных способа формования пенобетонной массы: наливной или штучной, с применением форм. Но каждый из этих способов включает общие технологические процессы.
Подготовка. Прежде чем укладывать пенобетонную смесь, необходимо произвести чистку, смазку и сборку форм и опалубки. Закрепить арматурные каркасы, закладные детали, образователи проёмов. Элементы коммуникационных сетей (сантехнических, электрических и пр.) необходимо заизолировать, заглушить, в соответствии с технологическими нормами.
Для качественной укладки
подвижность смеси должна составлять
не менее 60 см. Такой показатель не требует
дополнительного процесса уплотнения.
Также подвижность смеси даёт
больше возможностей получить бетонные
конструкции разнообразных
К опалубке, применяемой для литого пористого бетона, предъявляются повышенные требования по герметичности и усилению боковых поверхностей. В тоже время, отсутствие вибраций при уплотнении позволяет использовать опалубки несложных конструкций.
Подача смеси. При осуществлении подачи пенобетонной смеси допускается применение бетононасоса, бункера бетонной массы или бетоноукладчика. Если бетонирование осуществляется в труднодоступных местах или при производительности более 4-6 м3 в час, то использование бетононасоса будет наиболее рациональным. Конструкции насоса, рекомендуемые к применению – винтовой или плунжерный. Использование лопастных насосов для подачи пенобетона запрещено, т.к. принцип его работы полностью уничтожает воздушные поры в смеси. Диаметр всасывающего патрубка бетоновоза не должен быть меньше 80 мм.
Заливка смеси. Во избежание холодных швов, процесс заливки не должен прерываться более чем на 10-15 минут. Для обеспечения этих условий желательно использовать несколько бетононасосов или бункеров, а организацию заливки производить одновременно в нескольких местах конструкции.
Для изготовления пенобетонных блоков, бетонная масса заливается в опалубочные формы. Чтобы не нарушить структуру пенобетона и обеспечить необходимую прочность, формооснастку не рекомендуется перемещать после заливки в течение 2-6 часов. Через 8-10 часов можно производить распалубку форм. За это время, при соблюдении оптимальных условий твердения, пенобетон набирает 25% прочности.
Твердение пенобетонной массы. Твердение пенобетона может происходить в естественных условиях или при обеспечении давления и прогрева. Естественный способ твердения является более экономичным, но требует соблюдения температурно-влажностного режима.
Созревание бетона должно происходить при температуре не ниже +7°С. Оптимальной является температура +22°С. При этих условиях пенобетон набирает 50-70% проектной прочности через 7 суток. Отпускной прочностью сборных пенобетонных блоков считается 70-80% от марочной.
Для соблюдения влажностного режима, свежеуложенную смесь необходимо накрыть полиэтиленом и обеспечить регулярное увлажнение в течение всего срока твердения.
Выдержка готовых изделий. Срок выдержки пенобетонных блоков составляет 28 суток. Проектной прочности пенобетон достигает уже в процессе эксплуатации.
3.2 Основные этапы получения неавтоклавного газобетона
Производство газобетона во многом схоже с производством пенобетона по одностадийной схеме. Основными этапами являются:
- дозирование и подготовка исходных компонентов. Размалывание песка и пропуск его через сито.
- загрузка сырья в газобетоносмеситель. Затворение водой. Перемешивание в течение 2-3 минут.
- приготовление газообразователя и введение его в растворную смесь. Тщательное перемешивание газобетонной смеси в течение времени, определенного технологическим регламентом.
Рисунок 2 - Схема производства изделий из неавтоклавного газобетона
Точность соблюдения этого
пункта обеспечивает однородность газобетонной
массы и равномерное
- загрузка газобетонной смеси в подготовленные формы. Заполнение форм должно производиться с учетом дальнейшего вспучивания на 2/3 – 3/4 высоты.
- вызревание бетона в формах. Процесс вспучивания занимает, как правило, 30-40 минут. После этого начинается схватывание и твердение бетона в течение 2-4 часов. Для лучшего протекания этого процесса необходимо соблюдать температурный режим в помещении не ниже +25°С. Формы с бетоном нельзя перемещать и подвергать ударам, чтобы масса не осела.
- срезание верхушки. При вызревании газобетон образует на формах шапку или горбушку. После затвердевания она срезается вручную или специальным оборудованием.
- резка бетонного массива на элементы с необходимыми геометрическими параметрами.
- выстраивание газобетона в формах в течение 8-16 часов.
- распалубка форм и укладка блоков на поддоны.
- сушка изделий в течение 2 суток при температуре не ниже +20°С.
- выдержка газобетонных блоков на складе готовой продукции в течение 28 суток, для набора проектной прочности.
4 Технология по производству автоклавного ячеистого бетона
4.1 Основные этапы получения автоклавного газобетона
Рисунок 1 - Схема производства изделий из автоклавного газобетона
Газобетон производится из экологически чистого минерального сырья: кварцевого песка, цемента, извести, алюминиевой пудры и воды. На первом этапе производства кварцевый песок перемалывается в песочный шлам, который затем смешивается с остальными компонентами для образования ячеистобетонного раствора.
Рецепт смеси во многом определяет характеристики готового продукта, поэтому тщательно разрабатывается и контролируется. Автоматическая система управления весовым дозатором и смесителем является сердцем линии по производству автоклавного газобетона, она связана с центральным компьютером завода, где хранятся все параметры сырья и рецептуры. Каждый новый замес сравнивается с предыдущим, и возможные незначительные отклонения автоматически устраняются. Переход с одной рецептуры на другую занимает минимум времени.
Готовый раствор заливают в формы, где начинается химическая реакция с выделением водорода (в качестве газообразователя выступает алюминиевая пудра), образующиеся при этом пузырьки газа вспучивают раствор, и последний распределяется вокруг пузырьков, образуя равномерную ячеистую структуру.
После формирования массива-сырца газобетона, он на несколько часов помещается в специальную камеру с подогревом для набора предварительной прочности (созревания), необходимой для резки.
Затем массив извлекается из формы и поступает на резательную установку, где разрезается в двух направлениях на готовые блоки, заданных размеров. В резательной установке используются сильно натянутые тонкие стальные струны, которые гарантируют очень высокую геометрическую точность готовых блоков с возможной погрешностью +/- 1мм.
После этого нарезанные блоки на специальных вагонетках поступают в автоклав, где они проходят термическую обработку водяным паром при температуре 175-200°С и давлении 8-13 атмосфер. Все перечисленные выше компоненты ячеистобетонного раствора при автоклавной обработке вступают в реакцию друг с другом и образуют уникальную кристаллическую структуру, новый минерал - доберморит, за счет которого повышается прочность блока и в несколько раз уменьшается усадка.
В результате описанного выше процесса производства на выходе получается искусственно созданный белый камень, который не содержит ни песка, ни цемента, ни извести, ни алюминиевой пудры.
На последнем этапе готовые блоки поступают на линию упаковки: проходят через разрывную машину, устанавливаются на поддоны и упаковываются. Упаковочный автомат набрасывает на партию блоков пакет из усадочной пленки, который обжимается при помощи газового подогрева по форме блоков.
Далее готовые упакованные в пленку блоки транспортируются погрузчиками на склад готовой продукции.
4.2 Основные этапы получения автоклавного пенобетона
Песок из горелых пород с крупностью зерен 1-3 мм, получаемый на дробильно-помольной установке с фракционированием, через приемный бункер ленточным транспортером и ковшовым элеватором доставляется в сушильное отделение, оборудованное ячейковым сушильным барабаном типа СМ-45. Часть высушенного песка размалывается в шаровой мельнице СМ-267 и через элеватор попадает в систему из трех бункеров с дозаторами, находящихся над сухим смесителем и пенобетономешалкой емкостью 500 л. Два из них заняты песком и молотой негашеной известью, которая готовится на отдельной дробильно-помольной установке, непосредственно примыкающей к цеху. В буккер извести можно подать и цемент в случае необходимости получения пенобетона, где песок из горелых пород играет роль активного заполнителя. Вспененная масса направляется по пневмопроводу в вагонетки с кабелем, а затем кабель при помощи тельфера, двигающегося по монорельсу, транспортируется на стенды к месту заливки форм, находящихся на автоклавных вагонетках. Залитые пенобетоном формы поступают в автоклав, затем в склад готовой продукции.
Рисунок 4 - Технологическая схема производства автоклавного пенобетона.
1 -приемные устройства; 2 -ковшовые элеваторы; 3 -сушильный барабан; 4 -шаровые мельницы; 5 -бункера; 6 -дозаторы; 7 -сухой смеситель; 8 -пенобетономешалка; 9 -рукавная течка; 10-вагонетка с кабелем; -тельфер и монорельс; 12 -кабель; 13 -автоклав; 14 -вагонетка с остывающими изделиями; 15 -кран-балка; 16 -молотковая дробилка для извести.
5 Примущества и недостатки технологии
Неавтоклавная технология - процесс получения смеси происходит в естественных условиях, при обычной температуре воздуха и в результате протекание щелочной реакции в блок-форме.
Преимущество неавтоклавной технологии следующие - существенно не дорогая, используется обычный не измельчённый речной или карьерный песок с модулем крупности от 1.4 до 2.1 единиц. Не требуется стационарных условий производства - а это значит, может быть мобильным. Производство доступно каждому, кто хочет строить. За счёт повышенной пористости изделия лучше отдают воду и, поэтому, более устойчивы к резким перепадам окружающей температуры воздуха. Изделия могут применяться как для несущей части стен, так и для отделки фасадной части зданий и ложиться на обычный раствор. За счёт мобильности производства возможно монолитная заливка промежностей стен, полов и работать на открытой строительной площадке. Неавтоклавные технологии по своим характеристикам изделий ни в чём не уступают автоклавным технологиям. Неавтоклавные технологии настолько быстро развиваются, что для изготовления, например, 100 кубометров продукции в сутки, можно просто освоить 2-3 -мя мобильными установками и для этого не нужно больших площадей, наличие громоздкого и дорогостоящего оборудования, себестоимость оборудования и выпускаемой продукции будет на много меньше автоклавного при одном и том же качестве. Неавтоклавный ячеистый бетон начинает эффективно применяться при строительстве каркасного высотного домостроения с ограждающей частью из неавтоклавного газобетона. Основные физические характеристики изделия (прочность, плотность и теплопроводность) по своим свойствам практически не уступают характеристикам изделий, полученных в автоклавной технологии. Мощности производства мало разнятся друг от друга. Отметим, что в неавтоклавной технологии изделия должны отстаиваться более длительное время для набирания прочности (27 суток). При естественном твердении, в отличие от автоклавной, вероятны трещины, усадка и шелушение на поверхности изделий.
Автоклавная технология - тепловая обработка ячеистых бетонов протекает в автоклавах (герметичное замкнутое пространство) в среде насыщенного водяного пара в течение 8 - 24 часов при температуре 150 - 200 градусов под давлением 0,8-1,3 МПа. Такой подход даёт стабилизацию объёма, прочности и других свойств бетона.

- Технології авіаційної промисловості
- Технології виробництва охолодженої і мороженої рибної продукції
- Технології машинобудування
- Технології проведення «мозкового штурму
- Технології професійного навчання
- Технології соціальної роботи з особами, які відбувають покарання в місцях позбавлення волі
- Технології соціальної роботи із жертвами сімейного насилля
- Технология художественной керамики
- Технология художественной росписи по ткани
- Технология швейных брюк
- Технология электромонтажных работ
- Технология электронной почты
- Технология эффективного общения в конфликте
- Технология эффективного общения в конфликте