Технологическое оборудование. 
Производство пенобетона в Сунтарском улусе

Обоснование выбора технологической схемы.

Производство пенобетонных блоков можно вести как по агрегатно-поточному, так и по конвейерному способам. Но т. к у нас однотипные изделия небольшой номенклатуры эффективен все же конвейерный способ производства. Этот способ отличается от агрегатно-поточного гораздо большей производительностью, наличием меньшего количества крановых операций, большей мощностью технологических линий, меньшей трудоемкостью и возможностью почти полной автоматизации процессов.

При этом способе операции и посты расположены вдоль движения линии конвейера с изделиями.

Описание технологической схемы Сущность процесса пенообразования при получении пенобетона состоит во взаимодействии технической пены со средой раствора. Если схватывание раствора произойдет раньше, чем закончится пенообразование, то дальнейшее выделение пены может вызвать разрушение начинающих твердеть пористых изделий.

Основная задача при этом заключается в том, чтобы обеспечить соответствие между скоростью реакции пенобразования и скоростью нарастания вязкости вяжущего теста или раствора. Выделение пены должно заканчиваться к началу затвердения раствора, когда он теряет свою подвижность.

Пенобетон изготавливают мокрым способом. При мокром способе производства Пенобетона помол песка осуществляется в шаровой мельнице с одновременной подачей в нее воды.

Мокрый помол песка наиболее рационален и экономичен.

Тонкость помола песка зависит от количества загружаемого песка в мельницу и степени наполнения ее камер мелющими телами. Полученный песчаный шлам проходит через сито для отделения неразмытых частиц, нарушаемых структуру пенобетона.

Шлам получают в силосах, расположенных над уровнем земли, которые наполняются им при помощи пневматических установок. Из шаровой мельницы шлам поступает в мерник-дозатор. При наполнении мерника шламом впускное отверстие его автоматически закрывается, сжатый воздух под давлением 6 — 8 атмосфер входит в мерник и выталкивает шлам из мерника в силос.

Силосы опорожняются самотеком, для чего их размещают над дозаторами шлама и бетономешалками.

Шлам дозируют в открытой ванне дозатора, где его подогревают острым паром до температуры 40 — 45 ^оС.

Дозировку песка и цемента осуществляют весовыми дозаторами разных систем. Весьма точное должно быть при дозирование технической пены. Все компоненты пенобетонной массы смешиваются в пенобетоносмесителе, который может передвигаться при помощи мостового крана, кран балки или тельфера, а также по рельсовому пути.

Составные части пенобетонной массы загружаются в пенобетоносмеситель в следующей последовательности. Сначала заливается песчаный шлам, потом цемент. Смесь перемешивается в течении 5 мин. Затем добавляется в пенобетоносмеситель точно отмеренное количество технической пены в виде водной суспензии, продолжая перемешивания еще в течении 5 мин мешалкой, при этом вибрация и вращение лопастного вала продолжается.

Тщательное перемешивание массы имеет очень большое значение, так как при недостаточном смешивании пенобетон может иметь неодинаковую по величине и неравномерно распределенную пористость, что снижает его прочность и ухудшает теплоизоляционные свойства. Но и слишком долго перемешивать суспензию технической пены с раствором нельзя, так как пеновыделение может начаться уже в пенобетоносмесителе после заливки в формы пенобетонная масса не даст нужного вспенивания.

Полученная бетонная масса с заданными значениями пористости, достигнутыми в пенобетоносмесителях заливается в формы на полный объём, причём в дальнейшем значительного изменения пористости не происходит. Формы устанавливаются вдоль пути передвижения смесителя и после их заполнения смесью они не должны передвигаться или подвергаться сотрясениям вплоть до окончания процесса схватывания массы.

Заливаемая в формы масса должна иметь такую вязкость, чтобы до начала схватывания вяжущего вещества твердые, жидкие и пенообразные компоненты ее не разделялись и масса не расслаивалась.

Изделия выдерживаются в формах до автоклавной обработки не более 1часа в отапливаемом помещении, либо в камере микроклимата, после чего срезают горбушку и разрезают на изделия нужных размеров.

Иногда у пенобетонов горбушку не срезают, а выравнивают верхнюю поверхность специальным инструментом ещё до окончания схватывания вяжущих.

Горбушку срезают машинами типа К-386/3, в настоящее время на заводах ячеистого бетона применяют резательную технологию, обеспечивающую высокую точность размеров, прямолинейность граней и отсутствие масляных пятен на поверхности. Благодаря резательной технологии повышается степень заполнения автоклава, снижается металлоемкость производства, резко уменьшается количество ручных операций.

Затем идет тепловлажностная обработка изделий. Для запаривания изделий в автоклавах используют влажный насыщенный водяной пар, быстро конденсирующийся и создающий водную среду в порах материала. При поступлении из котельной сухого насыщенного пара его увлажняют при помощи специальных увлажнителей. Перегретый пар для автоклавной обработки не применяется. Давление пара в изотермический период запаривания обычно составляет от 9 до 13 атмосфер (175−190^оС). необходимость подъема давления до 9 атмосфер объясняется тем, что интенсивность растворения SiO₂ в растворе начинается при температуре 170−175 ^оС.

Расход пара на 1 м³ пенобетона колеблется от 225 до 300 кг.

В целях наиболее экономического использования пара автоклавы работают с перепуском пара из одного автоклава в другой: в только что загруженный изделиями автоклав сначала подают отработанный пар из другого автоклава, в котором изотермический период запаривания уже окончился, лишь после выравнивания давления в обоих автоклавах начинается выпуск в первый автоклав свежего пара из котельной. Перепуск обработанного пара из одного автоклава в другой осуществляется постепенным открыванием парового вентиля.

Процесс тепловлажностной обработки по характеру происходящих при этом физико-химических явлений может разделится на три стадии.

Первая стадия начинается с момента впуска пара в автоклав и продолжается до тех пор, пока температура обрабатываемых изделий не будет равна температуре пара. Эта стадия характеризуется преимущественно физическими явлениями. Впускаемый в автоклав пар начинается охлаждаться и конденсироваться от соприкосновения с холодными изделиями и внутренней поверхностью автоклава. Вначале конденсирующийся пар осаждается на внешних поверхностях изделий, а затем по мере повышения давления проникает в капилляры и поры изделий, конденсируясь в которых, также создает водную среду.

Вода растворяет растворимые соединения, входящие в состав изделий, и образует их растворы.

Следовательно, образование растворов в порах и капиллярах изделий будет в свою очередь способствовать конденсации водяного пара и дальнейшему увлажнению изделий. Наконец, капиллярные свойства материала являются одной из причин конденсации водяного пара в порах изделий. Таким образом, первая стадия тепловлажностной обработки в автоклавах заключается в основном в создании в порах материала и на его поверхности водной среды, необходимой для дальнейших физико-химических процессов.

Вторая стадия начинается при достижении в автоклаве 175−190^оС, чему способствует давление пара приблизительно 9−13 атмосфер. К началу этого периода поры материала заполнены уже водным раствором гидроокиси кальция, который начинает взаимодействовать с кремнеземом.

Растворимость SiO₂ повышает с увеличением содержания в растворе гидроксильных ионов ОН^- — от диссоциации Са (ОН)₂, что в свою очередь зависит от температуры: с возрастанием температуры растворимость Са (ОН)₂ увеличивается. В начале взаимодействия кремнезема с цементом ионы ОН гидратируют молекулы SiO₂ и образуют SiO₂* Н₂О. Гидратированные молекулы SiO₂ вступают в соединение с ионами Са и образуют силикаты кальция, находящиеся в коллоидальном состоянии. Первоначально эти новообразования возникают на поверхности отдельных песчинок. По мере роста коллоидных оболочек вокруг зерен кварца эти оболочки образуют сплошную массу сросшихся между собой песчинок, окаймленных гелем гидросиликата кальция.

В дальнейшем коллоидный характер гидросиликата кальция переходит в кристаллические. Мелкие кристаллы, образующиеся в различных местах коллоидной массы, представляют собой многочисленные центры кристаллизации. Под влиянием температуры и при наличии водной среды они быстро разрастаются и создают своеобразную мелкокристаллическую структуру материала.

Таким образом, во второй стадии тепловлажностной обработки в водной среде при повышенной температуре происходит образование гидростликата кальция вначале в коллоидном состоянии, которое затем постепенно переходит в кристаллическое.

Третья стадия процесса тепловлажностной обработки протекает после прекращения подачи пара в автоклав; она характеризуется постепенным снижением давления в автоклаве. В результате снижения давления воды, заполняющая поры изделий, интенсивно испаряется, раствор становится насыщенным и происходит осаждение гидросиликата кальция, увеличивающего прочность сцепления отдельных песчинок. Продолжающееся обезвоживание способствует дегидратации соединений, составляющих массу материала. Наибольшее значение имеет дегидратация геля SiO₂.

Таким образом, в последней стадии запаривания к основному фактору образования прочности материала — перекристаллизация гидросиликата кальция — добавляется фактор прочности от дегидратации геля кремнезема.

Оборудование Помол песка производится в шаровой мельнице мокрым способом. Большинство мельниц имеет три камеры, длину до 13 м, диаметр 2,2 м, частоту вращения 23 мин^-1. Мощность электропривода до 600 кВт. Производительность 9−16 т/ч.

Передвижной пенобетоносмеситель СМ-553 вместимостью 4 м³ имеет привод для передвижения со скоростью 0,64 м/с, снабжена лопастной мешалкой с частотой вращения 49,5 мин ^-1. высота, ширина и длина установки — соответственно 3580,2720 и 2750 мм, масса 4060 кг.

Для повышения однородности смеси в вертикальной стенке корпуса пенобетоносмесителя вмонтированы турбинки диаметром 500 мм с частотой вращения 1000 мин ^-1.

Исходные компоненты загружаются через люки, имеющиеся в крышке; готовую пенобетонную массу выгружают через затвор шлангового типа. Под затвором располагается лоток, предназначенный для заливки пенобетонной смеси в форму, установленную на вдоль пути передвижения смесителя. Сколько пенобетоносмесителей требуется можно высчитать исходя из того, что время одного перемешивания составляет 10мин, то есть перемешивание проходит в 6 циклов за 1 час.

Технологическое и транспортное оборудование Техническая характеристика автоклавов.

Длительность цикла работы автоклава, час.

производство технология пенобетон отход Характеристика автоклавов.

Техническая характеристика автоклавных вагонеток.

Так как у нас вагонетка размерами 6800*2000 а изделия 400*200 то исходя из этих размеров можно высчитать количество изделий на вагонетки:

6800/400=17; 2000/200=10; 10*17=170 штук в одном ряду.

Но учитывая, что изделия можно уложить по высоте в 3 ряда то количество изделий на одной вагонетки будет равно:

3*170=510 штук.

Длина автоклава по техническим характеристикам равна 21 000 мм, то есть в него по длине войдет 3 вагонетки длинной 6800:

21 000/6800?3 шт.

По техническим характеристикам за 12 часов в автоклаве пропаривается 1020 штук изделий на трех вагонетках. Но на нашем заводе за 16 часов пропарится должно 2459 штуки блоков. В результате можно посчитать сколько будет пропариваться изделий за 12 часов при нашей производительности изделий:

2459/х=16/12.

из этого следует что х=3278,7 штук за 12 часов, но так как в автоклав максимально загружается 1020 штук то автоклавов потребуется:

3278,7/1020=2,14=3.

Характеристика электропередаточных мостов.