Курсовая работа (т): Цех по производству газобетонных блоков производительностью 60 тыс м3/год

Цех по производству газобетонных блоков производительностью 60 тыс м3/год

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Кафедра «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту по дисциплине «Технология бетонов»

на тему «Цех по производству газобетонных блоков производительностью 60 тыс м3/год»

Выполнил: ст-т гр. Б331-3

Джорухян Г.С.

Руководитель проекта

Преподаватель: Гончиков З.М.

Улан-Удэ 2013

Введение

Газобетон - перспективный строительный материал, являющийся полностью заслугой XX века. Относится к классу ячеистых (пористых) бетонов. Впервые газобетон удалось получить и запатентовать технологию в 1924 году в Швеции. В нашей стране, в бывшем СССР, активное изучение и применение в строительстве газобетона началось в конце 20-х годов. Позднее, через полтора десятка лет, страна располагала несколькими крупными газобетонными заводами. К 60-му году XX века на территории СССР насчитывалось уже более пяти десятков предприятий по выпуску газобетона. В наши дни можно наблюдать бурный подъем производства газобетона. Постоянно растущая популярность этого строительного материала обусловлена, как минимум, тремя причинами: выгодным соотношением характеристик и цены, ужесточением требований к теплосопротивлению жилых зданий, постоянное удорожание энергоносителей.

Высокое качество газобетонных изделий обеспечивает снижение последующих монтажных, эксплуатационных и экологических затрат, а также гарантирует долгий срок службы и качество жилья. Срок службы газобетонных изделий практически неограничен. В связи с крайне низким коэффициентом теплопроводности газобетон является идеальным энергосберегающим материалом, а так же может применяться в качестве несущих конструкций при малоэтажном домостроении. Блоки используются в качестве изоляционного материала при «скелетном» монолитном домостроении. Крупноформатные армированные элементы применяются в качестве элементов перекрытия и стеновых панелей крупнопанельного домостроения.

1. Теория процесса газообразования при получении газобетона

В производстве ячеистых бетонов газообразователи, при перемешивании с другими компонентами растворов, равномерно распределяются по всей их массе, и в результате тех или иных химических реакций выделяют газ (водород, кислород и др.), который вспучивает раствор и придает ему необходимую пористость. При застывании такого бетона его пористая структура сохраняется.

В производстве газобетона и газосиликата в качестве газообразователя применяется главным образом алюминиевая пудра. Химическая реакция между алюминием и известью протекает по следующему уравнению:

Са(ОН)2 + 2Аl + 6Н2О > 3СаО·Аl2О3·6Н2О + 3Н2

Объем, газа, выделяемого единицей газообразователя, так называемое «удельное газовыделение», зависит от многих факторов, в частности от тонкости алюминиевого порошка, его чистоты и др.

Поэтому расход газообразователя на 1 м3, газобетона устанавливается в зависимости от удельного газовыделения и для алюминиевой пудры, проходящей через сито с 4 900 отвсм2 (№ 0085), составляет 0,2-0,6 кг [8].

При использовании алюминиевой пудры реакция газовыделения начинается не сразу после введения газообразователя, а через некоторое время, достаточное для тщательного перемешивания раствора и разлива его в формы. С наибольшей интенсивностью процесс газовыделения протекает через 5-10 мин. после перемешивания раствора и продолжается в течение 15-30 мин.

Процесс газовыделения не должен быть слишком медленным или очень бурным. И то и другое не обеспечивает получения газобетонных изделий с достаточно равномерной пористой структурой.

Алюминиевый порошок желательно вводить в раствор газобетона в виде водной суспензии или в смеси с каким-либо сухим компонентом для равномерного распределения его во всей ячеистой массе. Использование алюминиевой пудры в сухом виде может привести к получению неравномерной структуры газобетона и к перерасходу газообразователя.

Однако алюминиевый порошок очень трудно перемешивается с водой, так как он плавает на ее поверхности. Для устранения этого явления алюминиевую пудру следует предварительно прокалить в электропечи при температуре 180-200° в течение 4-6 час. Прокаливанием удаляется с поверхности частиц алюминия налет парафина, благодаря чему повышается качество газобетона.

При прокаливании следят за тем, чтобы максимальная толщина слоя порошка на противне не превосходила 15-20 мм. Вследствие того, что порошок легко сдувается и при этом может воспламениться, следует также следить за правильным температурным режимом печи и осторожно, без резких рывков, открывать и закрывать дверцы печи. Готовность порошка проверяют, всыпая его небольшими дозами в воду.

На реакцию газовыделения оказывает влияние также химический состав цемента. В Швеции, Польше и в других странах предъявляют определенные требования к химическому составу цемента для производства газобетона. Содержание в цементе глинозема регламентируется в пределах 3-5%. Цемент должен содержать достаточное количество растворимых щелочей. Содержание хрома не должно превышать 0,1%. При этом чем меньше в цементе растворимых щелочей, тем меньше должно быть и хром.

В случаях, когда цемент не удовлетворяет указанным требованиям, в раствор вводят едкий натрий (NaOH), который, соединяясь с алюминием, выделяет волород. Химическая реакция между алюминием и едким натрием происходит по следующему уравнению:

Al + 2NaOH + 2H2O > 2NaAlO2 + 3H2

Крепление блоков и строительных плит между собой эффективно производить клеем [13].

Газобетон не содержит токсичного наполнителя и не выделяет токсичных веществ, что расширяет область его применения. В случае пожара нет выбросов газов, опасных для здоровья человека.

Для производства газобетонных блоков используется портландцемент высокого качества, негашеная известь, чистый кварцевый песок, вода и алюминиевый порошок. Эти компоненты тщательно перемешиваются в смесителе. Получившаяся однородная масса заливается в формы, где выстаивается в течение, примерно, трех часов. За это время бетон схватывается, происходит его, так называемое, вспучивание. Благодаря реакции, в которую вступают известь и алюминий, газобетон увеличивается в объеме за счет образования в нем специфических пор. Сферические воздушные поры диаметром около 2 миллиметров образуются за счет выделения водорода. Эти мелкие ячейки распределяются по всей структуре бетона. Слегка затвердевший ячеистый бетон аккуратно отправляется на линию высокоточной резки, где разрезается на блоки нужных размеров с помощью прочных стальных струн диаметром 0,8 миллиметров. Такая технология используется на больших производственных линиях [12].

По способу производства выделяют два вида газобетона: автоклавный газобетон и неавтоклавный газобетон.

В состав смеси для приготовления автоклавного газобетона входят следующие компоненты: портландцемент, кварцевый песок, известь, вода и алюминиевая пудра в роли газообразователя. В случае, когда в составе смеси отсутствует портландцемент, то такой тип газобетона принято называть газосиликатным. В результате химической реакции алюминиевой пудры с другими компонентами смеси, выделяется газ-водород, он образует равномерно распределенные пузырьки по всему объему смеси. После первичного набора прочности выполняется формование блоков нужных размеров с необходимыми технологическими пазами и выступами.

Завершается производство автоклавного газобетона помещением отформованных блоков в специальные автоклавные печи, где в среде водяного пара (при высоком давлении и температуре) происходит быстрый окончательный набор прочности.

Основные компоненты смеси для производства неавтоклавного газобетона такие же, как и для автоклавного газобетона: портландцемент, кварцевый песок, известь, вода, алюминиевая пудра. После газообразования и набора первоначальной прочности, газобетонная масса разрезается на отдельные блоки. Далее, блоки отправляются для набора окончательной прочности на воздухе при обычных атмосферных условиях. По причине отсутствия необходимости оснащать производство неавтоклавного газобетона дополнительным дорогостоящим оборудованием (автоклавами), блоки из неавтоклавного газобетона отличаются более низкой ценой. Однако, прочностные характеристики у неавтоклавных газобетонов заметно хуже, чем у газобетона с автоклавной обработкой [14].

Практически все портландцементы России по ГОСТ 10178-85 марки М500ДО и М400ДО пригодны для производства автоклавного газобетона. Несмотря на то, что для каждого цемзавода существует своя безусловная специфика состава цемента, все равно возможен подбор рецептуры и режим изготовления автоклавного газобетона с применением конкретного цемента. Исключаются только высокосульфатные, гидрофобные, сульфатостойкие и пуццолановые цементы. Как правило, марка цемента М500 отличается от марки М400 лучшим, более продолжительным помолом, поскольку исходный материал портландцементов - клинкер по составу на отдельном цемзаводе одинаковый. Разница в цене у этих цементов, в основном, сравнительно невелика. Кроме того, цемент М500 чаще более дефицитный, особенно летом. Поэтому, возможно доизмельчать низкомарочный цемент самостоятельно, лучше с добавкой 2% суперпластификатора С-3. При этом более активный цемент М500…600 позволит получить более качественный газобетон при большем проценте добавляемых наполнителей. Таким образом, применять более качественный цемент марки М500 выгодно и технологически и экономически. Начало схватывания цементов должно быть не позднее 1 часа, а окончание - не позднее 3 часов [10].

В качестве наполнителя при производстве неавтоклавного газобетона применяется песок речной или карьерный.

Основные требования к песку:

чем мельче, тем лучше;

минимальное содержание крупных включений в виде камней, веток, крупного песка с размером частиц более 2 мм;

минимальное содержание илистых и глинистых веществ.

Также в качестве наполнителя может применяться доломитовая мука, зола уноса ТЭЦ и любые другие мелкодисперсные наполнители.

Современная химическая промышленность выпускает большое количество добавок для бетона, которые повышают эффективность реакции цемента, делают её более быстрой и позволяют набрать большую прочность за меньший промежуток времени.

В качестве газообразуюшей добавки выступает алюминиевая пудра, предназначенная для производства газобетона. Наиболее распространенные марки ПАП-1, ПАП-2.

В качестве смазок для форм могут использоваться:

различные эмульсолы, которые применяются для смазки форм в производстве железобетонных изделий;

отработка моторного масла. Предпочтительно применение смеси отработки моторного масла бензиновых двигателей и трансмиссионного масла из автоматических коробок передач. Нежелательно использовать отработку масла дизельных двигателей по причине большого содержания сажи;

различные растительные масла, либо отходы их производств. Подсолнечное, рапсовое и другое подобное масло.

Требуемые характеристики сырья представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Требуемые характеристики сырья

Таблица 2 - Примерный расход сырья и материалов на 1 м3 готовых изделий объемной плотностью 500 кг/м3

В таблице 3 представлена номенклатура газобетонных блоков.

Таблица 3 - Номенклатура выпускаемой продукции

В курсовом проекте в качестве базового изделия примем стеновой блок плотностью D500 размером 600х400х200.

Таблица 4 - Основные показатели бетона (соответствуют требованиям ГОСТ 21520-89 "Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие" и ГОСТ 25485-89 "Бетоны ячеистые. Технические условия ")