Технология производства пенобетона (стр. 1 из 4)
Введение
Пенобетон - легкий ячеистый бетон, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка и воды, а также пены. Эта пена обеспечивает необходимое содержание воздуха в бетоне и его равномерное распределение во всей массе в виде замкнутых ячеек. Пену получают из пеноконцентрата. Очень удобно то, что блоки можно пилить, сверлить, фрезеровать. По своим характеристикам и потребительским свойствам данный материал наиболее близок к дереву, но имеет значительно большую долговечность. Пенобетон очень технологичен при укладке. Блоки из пенобетона имеют достаточно большой размер, при небольшой массе. Например блок размером 500х300х200 весит от 18 до 28 кг в зависимости от плотности, что позволяет уменьшить трудозатраты. Бригада из 3 человек может справиться со сборкой дома из пеноблоков, площадью 120 м3, всего за 10-12 рабочих дней. Пенобетон используется в строительстве с 70-х годов более чем в 40 странах:
· для утепления крыш - плотностью до 300-400 кг/м3;
· для заполнения пустотных пространств (консервация шахт, реконструкция канализационных систем городов) - 600-1000 кг/м3;
· для изготовления строительных блоков - 700-800 кг/м3;
· заборов, балконных ограждений - 800-1000 кг/м3;
· для изготовления армированных и неармированных перегородок, стеновых панелей, перекрытий - 1200-1400 кг/м3.
То есть, данный продукт может быть использован как конструкционный, так и теплоизоляционный материал. К сожалению, у некоторых людей сохранилось предубеждение о низкой конструктивной прочности пенобетона. Во времена СССР действительно применялись устаревшие технологии, которые не позволяли выпускать пенобетон с высокими характеристиками по прочности. В настоящее время возможно использование пенобетона для строительства несущих стен в домах из нескольких этажей. Основное отличие пенобетона от других строительных материалов это высокие теплоизоляционные качества. 30 см пенобетона по теплоизоляционным качествам равны 75-90 см керамзитобетона или 150-180 см кирпича. Альтернативой использованию пенобетона может быть строительство крепости с метровыми кирпичными стенами или оплата собственными деньгами нагрева воздуха вокруг вашего дома. Если тепло не будет теряться через стены вашего дома, то даже использование электрических обогревательных систем не отразится на вашем бюджете.
1. Исходные данные для проектирования
1.1 Характеристика изделия и требования стандартов, предъявляемые к нему
Таблица 1.1.1 Техническая характеристика изделия.
| Наименование изделия | Эскиз | Размеры, мм | Марка | Объем изделия | Примечание | |||
| 1 | b | h | По прочности | По плотности | ||||
| Пенобетонные блоки |  | 200 | 200 | 400 | М35 | D600 | 0.016 | - |
Пенобетон представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый путём вспенивания предварительно приготовленного шлама (теста) с помощью пенообразователей и отвердевания в различных условиях (автоклавная обработка или пропаривание).
Блоки пенобетонные - прочный, лёгкий и удобный строительный материал.
Пенобетонные блоки плотностью от 400 кг/м2 применяются как стеновой материал в малоэтажном или монолитном строительстве.
Пористость пенобетона: в процессе вспенивания пенобетон увеличивается в объеме вверх, поэтому часть пор имеет не сферическую, а вытянутую в этом направлении форму. Это влияет на прочность пенобетона, причем колебания прочности его в разных направлениях могут составлять до 20%. Пенобетон имеет закрытые и открытые, т.е сообщающиеся поры.
Размеры отдельных пор у всех ячеистых бетонов примерно одинаковы; средний размер пор составляет от 0,6 до 0,8 до 2-2,2 мм.
У теплоизоляционно-конструкционных ячеистых бетонов общая объемная пористость составляет 50до 60%.
Водопоглощение. Пористая структура у пенобетона закрытая (поры имеют почти 100% закрытость), в отличие от открытой пористой структуры газобетона и подобных материалов (легкий пенобетон способен плавать в воде несколько недель). Как следствие - пенобетон устойчив к переменному замораживанию, оттаиванию, а это придает ему также и высокую морозоустойчивость.
Энергосбережение. Неавтоклавный пенобетон, по сравнению с автоклавным пено- или газобетоном, позволяет резко снизить затраты на утепление стен и крыш домов и значительно сократить сроки строительства. Достигается это за счет экономии электроэнергии при производстве пенобетона, уменьшения числа рабочих, дешевизны составляющих пенобетона и отсутствием сложной строительной техники.
Теплоизоляция. Из-за ячеистой структуры пенобетон имеет очень низкую теплопередачу. Это означает, что в большинстве случаев использование дополнительной изоляции в полах и стенах не нужно.
Акустические свойства пенобетона такие, что звук поглощается не отражаясь, в отличие от стен из тяжелого бетона или кирпича. Особенно хорошо пенобетоном поглощаются низкие шумовые частоты. Поэтому он часто используется как звукоизолирующий слой на плитах конструкционного бетона, чтобы ограничить шумовое пропускание перекрытий в многоэтажных жилых или административных зданиях.
Долговечность. Пенобетон, в отличие от минеральной ваты и пенопластов, теряющих свои свойства, со временем только улучшает свои теплоизоляционные и прочностные показатели, что связано с его долгим внутренним созреванием.
Морозостойкость ячеистых бетонов проверена положительным опытом применения их в строительстве.
Лабораторные испытания тоже подтверждают это. Так, потеря прочности пенобетона после 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания составляет для пенобетона марки 700-20%, а марки 1000-18%. Исследования показали, что на долю резервных пор в ячеистых бетонах приходится около 10% общего объема пор, заполненных водой, что является достаточным для расширения воды при превращении ее в лед.
Температуростойкость и огнестойкость. Температуростойкость ячеистых бетонов невысока. Предельные температуры применения изделий могут быть приняты примерно 400оС. Скорость нагревания отражается на прочность изделий: быстрый нагрев способствует появлению трещиноватости скорее, чем медленное нагревание до той же температуры.
Ячеистые бетоны относятся к несгораемым строительным материалам. Изделия из них обладают более высоким пределом огнестойкости, чем из обычных плотных бетонов, благодаря большой пористости и низкой теплопроводностью.
Таблица 1.1.2 Свойства пенобетона
| Марка по средней плотности | Марка по прочности при сжатии | Класс по прочности при сжатии | Марка по морозостойкости (F) | Водопог-лощение, % | Основное назначение |
| 600 | 35 | 0.75 | 6…9 | Тепло |
Таблица 1.1.3 Теплофизические свойства ячеистого бетона по СниП II-3-79
| Характеристики в сухом состоянии | Расчётная массовая влажность материала (при соблюдении условий эксплуатации), % | Расчётные характеристики (при соблюдении условий эксплуатации) | ||
| Плотность, кг/м2 | Теплопроводность, Вт/м*°С | Теплопроводность, Вт/м*°С | Паропрони-цаемость, мг/м*час*Па | |
| 600 | 0.11 | 8..12 | 0,14..0,15 | 0,23 |
1.2 Режим работы, производственная программа
Для предприятий с автоклавной обработкой, т.е. выпускающих ячеистые бетоны автоклавного твердения, в году принимается 305 рабочих дней, формирование проводится в 2 смены. Продолжительность смены 8 часов.
При производительности 12 тыс. м3 в год изделий без брака. Брак на производстве составляет 5%.
Таблица 1.2.1 Производственная программа цеха
| Наименование изделия | Производственная программа | |||||||
| в год | в сутки | в смену | в час | |||||
| м3 | шт. | м3 | шт. | м3 | шт. | м3 | шт. | |
| Пенобетонные блоки | 12000 | 750000 | 39,34 | 2458,75 | 19,67 | 1229,37 | 2,46 | 153,75 |
1.3 Характеристика сырьевых материалов
Основными видами сырья для изготовления автоклавных ячеистых бетонов служат песок, известь, вода и пенообразователи.
Песок используют преимущественно с содержанием 76-95% двуокиси кремния, хотя оптимально – не менее 90% SiO2,не более 5% глины и 0,5 слюды. По остальным показателям песок должен удовлетворять ГОСТ 8736-74; он должен содержать несвязанной двуокиси кремния не менее 90%, сернистых и сернокислых примесей в пересчете на SO3 – не более 2%, щелочей (в пересчете на Na2O) – не более 0,9; пылевидных, илистых и глинистых частиц размером менее 0,05 мм – не более 0,5 %; зерен размером более 5 мм – не более 5%. Средняя насыпная плотность 1500 –т 1550 кг/м3. Дисперсность песка, после сухого или мокрого помола на заводах выпускающих пенобетон средней плотностью 320 – 500 кг/м3 с пределом прочности при сжатии 1- 1,6 МПа, должна быть 2300-300 и 2200-2500 см2/г – для газобетона средней плотностью 340-500 кг/м3 с пределом прочности 0,9-1,6 МПа. Получение песка необходимого гранулометрического состава, обеспечивающего наиболее плотную укладку компонентов смеси, возможно при мокром помоле части песка и совместном сухом помоле другой части с цементом.
Более прочный пенобетон получают из чистых песков с большим содержанием двуокиси кремния, что объясняется малым содержанием или полным отсутствием в цементирующим веществе включений или новообразований, снижающих прочность бетона.
При изготовлении пенобетонных блоков в городе Томске был использован песок Кудровского месторождения с характеристиками, которые удовлетворяют требованиям ГОСТ 8736-74.
Таблица 1.3.1 Характеристика песка
| Месторождение песка | Содержание гравия, % | Частные (полные)остатки, %, на ситах, мм | Содержание пылеватых, илистых и глинистых частиц, % | Модулькрупности | Плотность, кг/м3 | |||||
| 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,316 | 0,16 | насыпная | истинная | ||||
| 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 |
Таблица 1.3.2 Характеристика цемента
| Вид цемента | Завод изготовитель | Нормальная густота цементного теста, % | Сроки схватывания, час-мин | Предел прочности, МПа | Марка цемента | Содержание минеральных добавок, % | ||
| начало | конец | изгиб | сжатие | |||||
| Шлакопортландцемент | Топкинский | 26,5 | 2-55 | 4-00 | 6,25 | 40,4 | 400 | 37 |
Таблица 1.3.2 Минералогический состав цемента