Производство стеновых блоков из ячеистого гипсобетона

Производство стеновых блоков из ячеистого гипсобетона

Производство стеновых блоков из ячеистого гипсобетона

Введение

Пеногипсобетон (гипсопоробетон или модифицированный ячеистый бетон) является материалом нового поколения, основные достоинства которого заключаются в его экологичности, пожаробезопасности, влагостойкости, долговечности, высоких теплоизоляционных характеристиках. [4] Газогипсобетон - ячеистый бетон автоклавного твердения.Есть ряд характеристик, по которым пеногипсобетон превосходит газогипсобетон:

твердение пеногипсобетона может происходить при естественных условиях, а газобетон - вообще не может затвердеть без автоклавной печи;

пеногипсобетон, представляется возможным использовать в местах с значительно повышенной влажностью, агазогипсобетон нужно обрабатывать специальной, дорогостоящей, водоотталкивающей пропиткой;

в процессе приготовления пеногипсобетоналегкоудается придать получаемому материалу требуемую плотность путем изменения подачи количества пенообразователя, что для газогипсобетона не характерно;

пеногипсобетон, в отличие от газогипсобетона, имеет лучшую огнестойкость, что позволяет использовать его в качестве противопожарных перегородок или иных огнезащитных конструкций;

за счёт своего внутреннего строения, т.е. своей структуры закрытой пористости, пеногипсобетон обладает очень низким уровнем абсорбции, благодаря чему обладает более высоким уровнем теплоизоляции, шумоизоляции и морозостойкости, чем газогипсобетон.

У газогипсобетона есть лишь одно преимущество передпеногипсобетоном - при одинаковой плотности, газобетон имеет выше прочность, чем пенобетон.

Пеногипсобетонные блоки представляют собой искусственные пористые камни, получаемые в результате твердения строительной смеси <#"703648.files/image001.gif"> ,м³/год, (4.1.1)

где М_п - годовой объем производства продукции;

П - производственная программа по продукции;

0,9 - потери от брака.

М_п = = 166667 м³/год.

Таблица 4.1.1

Таблица 4.1.2

4.2 Подбор и расчет количества основного технологического оборудования

Расчет необходимого количества оборудования (n) производится, исходя из часовой производительности оборудования (П_об), количества сырья и полуфабрикатов, перерабатываемых за час на данной операции (П_п):

n = × К, штук, (4.2.1)

где К - нормативный коэффициент использования оборудования по времени (К=0,8-0,9).

Комплект пенобетоносмеситель «МЕТЕМ-1000» и пеногенератор «ПГ-АВ»

Пеногенератор непрерывного действия (в комплекте с компрессором и ресивером) предназначен, для генерации воздушно-механической пены, используемой при изготовлении изделий из ячеистых бетонов. Производительность по пене до 8 литров в секунду или не менее 400 л/мин. [12]

Технические характеристики оборудования представлены в таблице 4.2.2.

Таблица 4.2.2

n = ×0,9 = 2,5 ≈ 3шт

Сушильная камера (туннельная камера). Сушка стеновых ячеистых блоков происходит в двузонной туннельной сушилке. Тепловая обработка для блоков длится 30-40мин, при температуре 60-75 ºС. Принимаем печь 15м×2,5м×0,6м. Объём печи несколько больший, чем объём изделий.

4.3 Расчет складского хозяйства

Расчет емкости бункера для хранения гипсового вяжущего можно производить по следующей формуле:

V_Б= , м³, (4.3.1)

где П - часовая производительность агрегата;

n - максимальное время хранения материала в бункере 3 часа;

j - коэффициент заполнения бункера, равен 0,9;

g₀ - объемная масса материала, кг/м³.

V_Б = = 8,65 м³.

Расчет площади склада, когда материал хранится в ящиках, пакетах или бочках:

F= , м², (4.3.2)

где F - полезная площадь склада, м²;

Р - среднесуточный расход материалов;

Т - нормативное число дней запаса материала (10-15 суток);

d - количество материалов складируемого на 1 м² площади склада;

К - коэффициент неравномерности прибытия или расхода материалов (К = 1,1-1,3).

F =  = 109 м²

Площадь склада для готовой продукции составляет 109 м².

5.Контроль качества сырья, готовой продукции и операционный контроль технологических процессов

.1 Контроль качества гипсового вяжущего

·        плотность
(истинная)
гипсового
камня и гипсовых вяжущих;

·        нормальная густота гипсового теста;

·        сроки схватывания гипсового вяжущего;

·        предел прочности при сжатии и изгибе.

         Испытания проводятся по ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовые. Методы испытаний. Методики определения показателей качества гипсовых вяжущих приведены
ниже.[1]

Плотность
(истинная)
гипсового
камня и гипсовых вяжущих(ρ)

Навеску измельченного до порошкообразного состояния материала массой 70-80 г осторожно всыпают в колбу Ле-Шателье
(объемометр), заполненную до нижней метки шаровидной части
колбы жидкостью. Для CaSО₄ • 2Н₂0 в качестве жидкости применяется вода, для гипсовых вяжущих - керосин, бензин, бензол.
Засыпку материала прекращают, когда вытесненная им жидкость
достигнет нижним своим мениском верхней метки. Остаток материала взвешивают на аналитических весах и вычисляют массу
засыпанного материала.

ρ = , г/см³,

где m -масса фактически
всыпанного в колбу
материала, г;


V - объем части колбы между двумя метками, см³.

Нормальная густота гипсового теста, НГ(В/Г)

Стандартная консистенция (нормальная густота) характеризуется
диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра при
его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен (180 ± 5) мм.
Количество воды выражается в процентах как отношение массы
воды, необходимой для получения гипсовой смеси стандартной
консистенции, к массе гипсового вяжущего в граммах. В чистую чашку, предварительно протертую тканью, вливают воду,
масса которой зависит от свойств гипсового вяжущего. Затем в воду в
течение 2-5 с всыпают 300-350 г гипсового вяжущего.

Массу перемешивают ручной мешалкой в течение 30 с, начиная отсчет времени
от начала всыпания гипсового вяжущего в воду. После окончания перемешивания цилиндр, установленный в центре стекла, заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой. Цилиндр и стекло
предварительно протирают тканью. Через 45 с, считая от начала засыпания гипсового вяжущего в воду, или через 15 с после окончания перемешивания цилиндр очень быстро поднимают вертикально на высоту
15-20 см и отводят в сторону. Диаметр расплыва измеряют непосредственно после поднятия цилиндра линейкой в двух перпендикулярных
направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее
арифметическое значение. Если диаметр расплыва теста не соответствует (180 ± 5) мм, испытание повторяют с измененной массой воды.

Сроки схватывания гипсового вяжущего

Для определения сроков схватывания используют гипсовое тесто стандартной консистенции. Сущность метода состоит в определении времени от начала контакта гипсового вяжущего с водой до начала и конца
схватывания теста. Кольцо, предварительно протертое и смазанное минеральным маслом и
установленное на полированную пластинку, заполняют тестом. Для удаления попавшего в тесто воздуха кольцо с пластинкой 4-5 раз встряхивают путем поднятия и опускания одной из сторон пластинки примерно на 10 мм. После этого излишки теста срезают линейкой и заполненную форму на пластинке устанавливают на основании прибора Вика.
Подвижную часть прибора с иглой устанавливают в такое положение,
при котором конец иглы касается поверхности гипсового теста, а затем
иглу свободно опускают в кольцо с тестом. Погружение производят
один раз каждые 30 с. После каждого
погружения иглу тщательно вытирают, а пластинку вместе с кольцом
передвигают так, чтобы игла при новом погружении попадала в другое
место поверхности теста. Начало схватывания определяют числом минут, истекших от момента
добавления вяжущего к воде до момента, когда свободно опущенная
игла после погружения в тесто первый раз не доходит до поверхности
пластинки, а конец схватывания - когда свободно опущенная игла погружается на глубину не более 1 мм.

Определение предела прочности на растяжение при изгибе

Для проведения испытаний образец устанавливают на опоры прибора
для испытания на изгиб по ГОСТ 310.4 таким образом, чтобы те грани
его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в
вертикальном положении. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое
результатов трех испытаний.

Определение предела прочности на сжатие

Определение прочности образцов, изготовленных из гипсового теста
стандартной консистенции, производят через 2 ч после контакта гипсового вяжущего с водой. Для изготовления образцов берут пробу гипсового вяжущего массой 1-1,6 кг. Гипсовое вяжущее в течение 5-20 с засыпают в чашку, с водой, взятой в количестве, необходимом для получения теста
стандартной консистенции. После засыпания вяжущего смесь интенсивно перемешивают ручной мешалкой в течение 60 с до получения
однородного теста, которым заливают форму.

Предварительно внутреннюю поверхность металлических форм слегка
смазывают минеральным маслом средней вязкости. Отсеки формы наполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом равномерно продвигают над формой. Для удаления вовлеченного воздуха после
заливки форму встряхивают 5 раз, для чего ее поднимают за торцевую
сторону на высоту 8-10 мм и опускают. После наступления начала
схватывания излишки гипсового теста снимают линейкой, передвигая ее
по верхним граням формы перпендикулярно к поверхности образцов.
Через (15±5) мин после конца схватывания образцы извлекают из формы, маркируют и хранят в помещении для испытаний. Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу
же подвергают испытанию на сжатие. Образцы помещают между двумя пластинами таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам форм, находились на плоскостях пластин, а упоры пластин плотно прилегали к торцевой гладкой
стенке образца. Образец вместе с пластинами подвергают сжатию на прессе. Время от начала равномерного нагружения образца до
его разрушения должно составлять от 5 до 30 с, средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть(10±5) кгс/с.

5.2 Контроль качества пенообразователя

Пенообразователям должны соответствовать следующим требованиям:

·        постоянство свойств, независимо от партии;

·        достаточный срок хранения;

·        простота приготовления;

·        высокая кратность и стойкость пены;

·        достаточная стойкость пены в растворе;

·        стойкость смеси во времени.

Постоянство свойств, независимо от партии

Пенообразователь должен иметь одинаковые характеристики, независимо от партии и времени выпуска. В противном случае понадобится постоянная перенастройка технологического процесса производства или, если ее не делать, продукция будет получаться пониженного качества.

Достаточный срок хранения

Пенообразователь должен иметь срок хранения не меньше 1 года. Если срок хранения меньше, то придется покупать пенообразователь маленькими партиями и постоянно докупать новые. Это может быть проблематичным, в связи с большим временем доставки по железной дороге и удаленностью некоторых производств.

Также, при окончании строительного сезона и значительном снижении объема производства, невостребованный пенообразователь может вообще испортится до следующего сезона.

Простота приготовления

Пенообразователь не должен быть многокомпонентным. Увеличение количества составляющих усложняет процесс приготовления рабочего раствора пенообразователя и снижает точность дозирования составляющих. Однокомпонентные пенообразователи имеют преимущества, особенно, при использовании в строительных условиях.

А во избежание засорения трубопроводов и накопления осадка в рабочих емкостях, необходимо, чтобы пенообразователь был хорошо растворим в воде.

Малый расход

Расход пенообразователя не должен превышать 1,5 литров на 1 куб.м. производимого изделия. Это необходимо по двум причинам: для большего количества продукции получаемой из одной загрузки пеногенератора, и для меньшего влияния на процесс твердения.

Высокая кратность и стойкость пены

Кратность пенообразователя и стойкость пены - это основные физические свойства технической пены, которые характеризуют качество пенообразователя. Они зависят от вида пенообразователя, устройства приготовления пены, которые в значительной мере влияют на физико-механические свойства. Кратность пенообразователя, должна быть не менее 10. Это необходимо для уменьшения отрицательного действия пенообразователей на гидратацию вяжущего. Кратность пенообразователя определяется по простой формуле: надо объем полученной пены разделить на объем исходного пенообразователя. Зачастую пенообразователи поставляются в концентрированном виде и требуют разбавления водой. Тогда кратность определяется: объем полученной пены деленный на объем исходного водного раствора. На прочность оказывает влияние количество вводимой в поризуемую смесь воды с пеной, которая приводит к дополнительному образованию капиллярных пор. Уменьшение В/Т (водотвердое соотношение) в поризуемом растворе изменяет значение С, что приводит к увеличению плотности.

Достаточная стойкость пены в растворе

Это один из важнейших показателей качества технической пены. Этот технологический параметр характеризуется коэффициентом использования пены. Значение этого коэффициента отображает не только совместимость технической пены со средой твердеющего раствора, но и показывает объемную долю использования пены в приготовлении поризованного раствора.

Стойкость смеси во времени

Стойкость поризованной смеси во времени характеризуется осадкой. Можно предположить, что влияние на процесс осаждения оказывает изменение рН среды. Такие изменения поризованной смеси во времени измеряют высотой осадки поризованной смеси к начальной ее высоте. Чем меньше осадка, тем качественней пенообразователь и приготовленная техническая пена.

5.3 Контроль качества стеновых блоков из ячеистого гипсобетона

Приемочный контроль включает определение основных показателей
качества гипсовых изделий:

•внешний вид;

•геометрические размеры и форму изделий;

•среднюю плотность;

•влажность;

•прочностные показатели и другие показатели в соответствии с требованиями стандартов на конкретное изделие.

Методики испытаний основных показателей качества, общих для многих гипсовых изделий приведены ниже. [1]

Внешний вид

Внешний вид изделий определяют визуально и сравнивают с
требованиями стандарта или технических условий.

Геометрические размеры и
форма изделий

Длину и ширину изделий измеряют рулеткой на расстоянии от
соответствующих кромок в соответствии с требованиями стандартов и посередине.

Средняя
плотность(ρ)

Для определения средней плотности используют образцы-балочки размером 4x4x16 см, которые готовят из той же формовочной массы, что и изделия. Образцы высушивают при температуре (45±5)°С до постоянной массы, затем взвешивают.

Плотность плит вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытаний трех образцов.

ρ = , кг/м³,

где m -масса образца в высушенном состоянии, кг;


V - объем образца, м³.

Влажность
изделий (W)

Образцы или пробы материала высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре (45±2)°С или при
температуре, указанной в стандарте или технических условиях.
Образцы или пробы отбирают по соответствующим стандартам
или техническим условиям.

W= , %,

где М - масса исходной пробы, г;


m - масса пробы
после высушивания, г.

Прочностные показатели

В зависимости от вида изделий применяются различные методы испытаний на прочность.

С целью поддержания качества гипсовой продукции на уровне, соответствующем требованиям стандартов и технических условий, на предприятиях проводятся систематические инспекционные проверки качества продукции.

6.Мероприятия по охране труда и окружающей среды

Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 предприятия по производству гипсовых изделий относятся к III классу санитарной классификации. Величина санитарно-защитной зоны для III
класса равна 300 м. [1]

Для создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда на
предприятиях по производству гипсовых вяжущих и изделий необходимо
предусматривать:

•аспирацию пылящего оборудования с максимальной их герметизацией и последующей очисткой аспирационного воздуха и уходящих
газов перед выбросом в атмосферу;

•блокировку технологического оборудования с системами аспирации и газоочистки;

•приточно-вытяжную вентиляцию;

•механизированную уборку помещений и оборудования от вторичной пыли;

•шумоглушение.

Классификация опасных производственных факторов на предприятиях
по производству гипсовых вяжущих и изделий должна определяться по
ГОСТ 12.0.003.Все соединения мельниц с питателями щебня и с воздуховодами должны быть герметизированы.Элеваторы, шнеки и другое транспортное оборудование необходимо также максимально герметизировать. В целях снижения температуры воздуха на рабочих местах до пределов, требуемых санитарными нормами, необходимо применять теплоизоляцию нагретых частей технологического и транспортного оборудования
(мельницы, котлы, сушила, шнеки) с таким расчетом, чтобы температура наружной поверхности изоляции была не выше 40-50 °С.

При разработке проекта (рабочего проекта) предприятия по производству гипсовых вяжущих и изделий должны быть предусмотрены мероприятия по безопасности жизнедеятельности, включающие вопросы по охране
труда, технике безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности. Эти мероприятия разрабатываются на основе федеральных, отраслевых и региональных норм и правил; государственных стандартов, санитарных норм, СНиП, технических условий, регламентов и других нормативных документов. В разделе генплана проекта должны быть учтены благоустройство, озеленение промплощадки предприятия, величина санитарно-защитной зоны в соответствии с климатологическими условиями и СанПиН.

Заключение

В данном проекте мною было рассмотрено производство стеновых блоков из ячеистого гипсобетона, и проектирование завода данных изделий мощностью 150 тыс м³.В настоящее время применяется технология пеногипса по способу сухой минерализации пены, разработанному в МГСУ. Уникальность технологии заключается в том, что структура материала закладывается на стадии получения пены, показатели которой легко регулируются за счет изменения концентрации ПАВ, кратности пены, вида пеногенератора и условий минерализации. Так изменение соотношения скоростей пенообразования и минерализации позволяет получить структуру пеногипса с замкнутыми порами, что желательно для теплоизоляционных материалов, или с сообщающимися порами, что необходимо для звукопоглощающих материалов.

Блоки, изготовленные на основе гипса, безопасны для здоровья человека, имеют сравнительно невысокий удельный вес и не дают усадочных деформаций. Высокий коэффициент паропроницаемости этого материала позволяет строить дома с комфортными условиями пребывания в них во многих климатических зонах. Кроме того, себестоимость гипса в 5 раз ниже, чем цемента, поэтому пеногипсобетонные блоки стоят дешевле, нежели строительные материалы на основе цемента.

В заключении нужно отметить, что применение быстротвердеющих гипсовых, позволяет значительно ускорить возведение стеновых и перегородочных конструкций, а при заводском производстве изделий повысить производительность оборудования, снизить энергозатраты. Также следует отметить, что организация производства применения гипсовых материалов не требует больших инвестиций, которые к тому же быстро окупаются.

Список использованной литературы

.        Ферронская А.В. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник. - М.: Издательство АСВ, 2004

.        Румянцев Б.М. Технология облегченных пеногипсовых материалов. Сб. материалов. Академические чтения «Развитие теорий и технологий в области силикатных и гипсовых материалов» - М.: МГСУ, 2000

.        ГОСТ 21520-89 Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие

4.            <http://www.stp71.ru/analitic/penogips.shtml>

5.            <http://www.evolit.ru/10/gipsovie_vyazhuchie/233>

.        Информационный научно-технический журнал «Строительные материалы, оборудования, технологии XXI века». №9, 2004

7.            <http://www.domikpro.ru/penoobrazovateli.html>

8.            <http://www.beton57.ru/penoobrazovateliipena.html>

9.            <http://www.ibeton.ru/pena-gr.php>

10.          <http://greenfroth.ru/>

11.          <http://metarus.com/content/24.html>

12. <http://tck24.blizko.ru/products/7328451-komplekt_penobetonosmesitel_metem_1000_penogenerator_pg_av>

13.