Повышение эффективности деятельности ООО УСК Сибиряк (стр. 17 из 23)
Смеси с плотностью 300 - 600 кг/м3 состоят из цемента и пены. Смеси с плотностью 700 кг/м3 и выше состоят из цемента, песка и пены.
Пенобетон чрезвычайно огнестоек и, таким образом, хорошо подходит для применения в огнестойких конструкциях. Кроме того, при воздействии интенсивной теплоты, типа паяльной лампы, на поверхность бетона он не расщепляется и не взрывается, как это имеет место с тяжелым бетоном.
В результате этого арматура защищена более долгое время от нагревания. Тесты показывают, что пенобетон толщиной 150 мм защищает от пожара в течение 4 часов.
Качество пенобетона подтверждено ГОСТом, а также Испытательным Центром СПб ГАСУ. Есть заключения: ЛенНИИпроекта N 20 от 23.10.03 г., что использование теплоизоляционного пенобетона в ограждающих конструкциях при домостроении отвечает действующим строительным нормам; ЦНИИ им. Кучеренко от 31.01.2003 г. о надежной защите пенобетоном стройконструкций от распространения пожара и соответствия его I ст. огнестойкости; Управления Гос. пожарной службы СПб N 329 от 19.02.01 г.; Государственной санэпидемслужбы N 78.01.06.587.П.003677.05.01. от 07.05.01 г.; Управления Главгосэкспертизы РФ по Новосибирской обл. N 226/05 от 08.06.05 г. о целесообразности применения пенобетона при строительстве зданий и др. документы [23].
Рассмотрим технологическую схему производства пенобетона.
Пенобетон (ячеистый бетон), получают путем смешивания предварительно приготовленной стабильной пены с цементным или цементно-песчаным раствором. В результате этого в бетоне появляется огромное количество мельчайших пузырьков воздуха, что делает его намного легче (его плотность снижается). Можно производить пенобетон разной плотности от 200 кг/м3 до 1800 кг/ м3, в зависимости от назначения.
Технологическая схема производства пенобетона представлена на рисунке 14.
Рисунок 14 – Технологическая схема производства пенобетона
Пена является наиболее важным компонентом (заполнителем) в пенобетоне. Она должна быть стабильной и "жить" в течение всего времени перемешивания бетонной смеси. Существует много разных типов пен (некоторые даже запатентованы), на синтетической или протеиновой основе, все они с разным успехом используются для создания пенобетонов.
Пена делается при помощи пеногенератора, устройства, где вода, воздух и пеноагент смешиваются. Полученная пена подаются через сопло наружу. Количество пены в свою очередь определяет стоимость пенобетона.
Обычный пенобетон содержит 400 - 500 литров пены на кубический метр (при плотности 900 – 1300 кг/м3). Пеногенератор служит для приготовления замесов пенобетонный смеси емкостью до 1 кубического метра за один раз.
Существуют и другие методы вовлечения воздуха в бетон без использования пеногенератора. Например, путем добавления пеноагента непосредственно в смеситель и перемешивания смеси на высоких скоростях, смесь вспенивается до желаемой плотности и бетон разливается в формы.
Такая технология весьма чувствительна к видам смесителя и параметрам перемешивания она требует высокой стабильности всех технологических параметров, и, в конечном счете, приводит к большому разбросу показателей качества пенобетона [10].
Необходимо провести обоснование расхода материалов для производства пенобетона.
Для получения пенобетона плотностью 1000 кг/т во влажном состоянии (объём готового замеса 0,5 м3) общая масса исходных компонентов на замес будет равна 0,5x1000 = 500 кг. Эта масса получается из цемента, песка, воды, пены.
Используем соотношение между компонентами смеси 1:1:0,5 получаем вес: цемент = 200 кг, песок = 200 кг (сухого песка), вода = 100 кг (включая воду, содержащуюся в пене). Плотность раствора – 2000 кг/т, соответственно подсчитываем объём раствора = 500 / 2000 = 0,24 м3. Затем, исходя из заданного конечного объёма пенобетона (0,5 м3), рассчитываем требуемый объём вовлеченного воздуха и соответственно объём пены в смеси, содержание пены в смеси = 0,5 - 0,25 = 0,25 м3 требуемый объём пены = 250 литров.
Производительность пеногенератора составляет = 1,5 литра в секунду, значит, необходимо будет подавать пену в течение 250 / 1,5 = 2,77 мин.
Зная состав пенобетона, можно приступать непосредственно к его приготовлению. В первую очередь загружают в смеситель песок и цемент, затем перемешивают их несколько минут, и вводят воду, продолжая перемешивать смесь до её полной однородности. Затем вводят пену. Она должна полностью перемешаться с раствором. После окончания перемешивания измеряют, плотность пенобетонной смеси, она должна соответствовать заданной.
Плотность сухого пенобетона обычно меньше чем влажного (свежего) и зависит, в конечном счете, от многих параметров, таких как водоцементное соотношение, структура и др. Поэтому надо получить плотность влажного пенобетона, немного выше, чем ту плотность, которая нужна в сухом материале [16].
Рассмотрим компоненты, которые входят в пенобетонную смесь:
- цемент (портландцемент, рекомендуемая марка цемента 400 и выше);
- заполнители (крупные заполнители (щебень, гравий) в качестве тяжелого заполнителя не требуются, требуется добавление легкого заполнителя (например, керамзит));
- вода (рекомендуется применять питьевую воду, без какой-либо проверки, температура не выше +25 °С);
- пенообразователь (протеиновый пеноконцентрат).
Материальный баланс компонентов, необходимых для получения 1 м3 пенобетона представлен в таблице 38.
Таблица 38 – Расход сырья для получения 1 м3 пенобетона
| Наименование материала | 400 кг/м3 | 600 кг/м3 | 800 кг/м3 |
| Цемент, кг | 173 | 216 | 300 |
| Песок, кг | 76 | 127 | 186 |
| Вода, л | 100 | 140 | 180 |
| Пенообразователь, л | 2 | 1,8 | 1,5 |
| Состав обработки форм, л | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Ускоритель твердения, кг | 1 | 1 | 1 |
3.2 Описание и характеристика оборудования для производства
пенобетона
В большинстве случаев для производства пенобетона используют одну из двух технологий - баротехнологию или классическую технологию. Далее мы рассмотрим оборудование для этих технологий.
Установки без пеногенератора (пенобетонные установки Санни-5 и Сани-125), работают по принципу баротехнологии (пенобетонная смесь после перемешивания подвергается воздействию давления). Данные установки позволяют получать пенобетон без пеногенератора. Предназначены для применения строительными предприятиями. Пенобетонные установки Санни-5 и Санни-125 показаны на рисунках 15 и 16 соответственно.
Рисунок 15 – Пенобетонная установка без пеногенератора Санни-5
Рисунок 16 – Пенобетонная установка без пеногенератора Санни-125
Установки предназначены для производства пенобетона плотностью от 500 до 1200 кг/т. Они состоят из баросмесителя (совмещает функции смесителя, пеногенератора, пневмокамерного насоса и обеспечивает ввод всех сырьевых компонентов, подачу под давлением пенобетонной смеси на формование), закрепленного на станине, набора измерительной аппаратуры и шланга для подачи готового пенобетона. Пенобетон получается за счет смешения цемента и песка с пенным раствором, получаемым в баросмесителе.
Характеристики установок представлены в таблице 39.
Таблица 39 – Характеристики установок Санни
| Характеристики установок | Санни-5 | Санни-125 |
| Обслуживающий персонал, чел. | 3 | 3 |
| Масса в незагруженном состоянии, кг | 700 | 1050 |
| Производительность пенобетона, м3/час | 5 - 7 | 8 - 10 |
| Габариты, мм | 1400*1180*1640 | 1500*1000*1700 |
| Объем рабочей емкости, м3 | 0,6 | 1,2 |
| Рабочее давление воздуха смесителя, атм. | 0,8 | 0,8 |
| Напряжение питания, В | 380 | 380 |
| Диапазон плотностей получаемого пенобетона, кг/т | 500 - 1200 | 500 - 1200 |
| Потребляемая мощность, кВт/час | 7,5 | 11 |
Отсутствие пеногенератора сокращает стоимость оборудования, при получении продукции такого же качества, в производственном процессе используется безопасное давление (до 0,7 атм.) вследствие чего отпадает необходимость сертификации данного производства, простота в эксплуатации и ремонтопригодность.
Установки для пенобетона Фомм-Проф, созданы на базе немецкого пеногенератора. Они работают по классической технологии пенобетона (смешение заранее подготовленной пены с растворной смесью). Агрегаты предназначены для производства пенобетона путем смешения производимой пены с бетонным раствором.
Установка состоит из пеногенератора и смесителя, смонтированных на одной раме и соединенных шлангами. В пеногенераторе производится пена, которая по трубопроводу подается в смеситель, где она перемешивается с раствором. Получившийся пенобетон подается по шлангу в опалубку или формы. В установке автоматизировано получение пенобетона определенной плотности. Все клапаны и задвижки открываются и закрываются автоматически.