Производство газобетона

В условиях засушливого климата и при высоких дневных температурах необходимо проводить поливку водой для увлажнения поверхности твердеющих изделий.

Также не исключается вариант естественного твердения, но при этом уменьшается оборачиваемость форм в сутки, обычно в два раза! Пенобетон естественного твердения обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. К недостаткам следует отнести, кроме малой прочности, высокий удельный расход портландцемента; значительную усадку изделий, вызывающую образование трещит; значительное время вызревания (твердения) изделий и, соответственно, длительность процесса производства.

Получаемые изделия из пенобетона по своим качественным показателям не уступают традиционному ячеистому газобетону автоклавного твердения. Благодаря простоте технологии и применяемого оборудования (исключение из технологического цикла помола сырьевых компонентов в шаровых мельницах и автоклавной обработки), стоимость изделий в 1.5-2 раза ниже, чем стоимость таких же изделий из ячеистого газобетона.

Расход пенообразователя определяется требуемой плотностью пенобетона и колеблется в пределах 0.5-1.2 л/м3.

Технология позволяет изготавливать конструкционно-теплоизоляционные изделия плотностью 500-1200 кг/м3 и теплоизоляционные изделия плотностью менее 500 кг/м3.

 

Основные характеристики пенобетона

 

Неавтоклавный пенобетон наряду с высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами имеет низкие коэффициенты усадки и водопоглощения, обладает высокой пожаростойкостью и устойчивостью к переменному замораживанию, оттаиванию.

Пенобетон используется в строительстве с 70-х годов более чем в 40 странах. За рубежом этот строительный материал пользуется особой популярностью в Германии, Голландии, Скандинавских странах, Чехии. В Швеции более 50% конструкций возводится из этого эффективного материала. В настоящее время на всей территории Украины имеются отработанные технологии производства этого материала. 

Характеристики получаемого пенобетона

Марка пенобетона средней плотности в сухом состоянии	300	600	800	1000
Теплопроводность бетона в сухом состоянии не более, Вт/м оС	0,07	0,14	0,21	0,24
Класс бетона по прочности на сжатие	В05	В1	В2	В2,5
Средняя прочность на сжатие, не менее, МПа	0,7	1,4	2,9	7,2

 

Пенобетон характеризуется следующими свойствами:

 

• высокими теплозащитными свойствами: сопротивление теплопередаче в три с лишним раза больше, чем у пустотелого кирпича, что существенно снижает расходы на отопление и прогревание холодного помещения:
• широким диапазоном прочности: 3-100 кг/см2 допустимая этажность строительства 4 этажа;
• повышенной морозостойкостью: более 35 циклов;
• повышенной пожаробезопасностью: стены из пенобетона (150 мм) выдерживают прямое воздействие огня в течение 4 часов, а толщиной 100 мм – 2,5 часа;
• высокая пористость: в помещениях из пенобетона не накапливается радон, продукты метаболизма, вредные примеси и сырость, ячеистая структура обеспечивает оптимальную воздухо- и паропроницаемость;
• сорбционная влажность 5-6%, что меньше положенных по нормам 10%;
• изделия из пенобетона хорошо пилятся, "гвоздятся" и "шурупятся";
• великолепное шумоглушение – до 58 ДБ;
• коэффициент линейного расширения для пенобетона имеет такое же значение, что и для нормального бетона. Этот коэффициент важен при использовании бетона на больших площадях крыш, которые подвергаются воздействию тепла и холода.

 

Сравнительная характеристика пенобетона и традиционных строительных материалов

 

Показатели	Кирпич строительный		Строительные блоки		Пенобетонные блоки
	глиняный	силикатный	керамзитoбетон	газобетон
Плотность, кг/м3	1550-1700	1700-1950	900-1200	300-1200	300-1200
Теплопроводность, Вт/м оС	0,6-0,95	0,85-1,15	0,75-0,95	0,07-0,36	0,07-0,38
Морозостойкость, цикл	25	25	25	35	35
Показатели	Кирпич строительный		Строительные блоки		Пенобетонные блоки
	глиняный	силикатный	керамзитoбетон	газобетон
Водопоглощение, % по массе	12	16	18	20	14
Прочность на сжатие, МПа	2,5-25	5-30	3,5-7,5	0,15-25	0,03-12,5

 

Характеристика узлов технологической линии изготовления пенобетона

 

1. Площадка для хранения песка;
2. Ленточный транспортер песка;
3. Бункер для песка со шнековым дозатором;
4. Бункер для цемента со шнековым дозатором;
5. Установка для приготовления пенобетона;
6. Пеногенератор;
7. Металлоформа (узел формования пенобетонных изделий)*.

 

* - далее формоостнастка должна  подвергаться теплообработке в  камере ТО 70-80 0С.

 

На схеме приведена функциональная (общая схема) пенобетонной установки. В реальности конфигурация может быть изменена в ту или иную сторону.

 

 

 

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГАЗОБЕТОНА

Бетоны с ячеистой структурой могут быть получены способом газообразования. Такие автоклавные и неавтоклавные ячеистые бетоны получают на основе портландцемента и извести и называют газобетонами или газосиликатами.

Газобетон (или автоклавный ячеистый бетон) состоит из кварцевого песка, цемента, негашеной извести и воды. Он изготавливается в промышленных условиях при помощи автоклавов, в которых поддерживается определенное давление и температура. При смешивании в автоклаве всех компонентов с газообразователем - алюминиевой пудрой - происходит выделение водорода. Он в несколько раз увеличивает исходный объем сырой смеси. А пузырьки газа при застывании бетонной массы образуют в структуре материала огромное количество пор. Процесс производства газобетона требует точного соблюдения технологии.

Для изготовления газобетона применяют портландцемент марок 300, 400, 500, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 970-61. Производство газобетона предъявляет специальные требования к портландцементу в отношении щелочности цементного теста – рН теста не должна быть ниже 12. Щелочность цемента определяется количеством свободной СаО и суммой Na2О и K2О. По данным работы газобетонных заводов, содержание щелочей (Nа2О, К20) в 1 л раствора цемента не должно быть менее 75 мг. В случае недостаточной щелочности раствора в газобетонную массу следует дополнительно вводить известь или щелочь в виде каустической соды  (NаОН).

При применении в качестве основного вяжущего извести особое внимание уделяют значительному количеству активных окиси кальция (СаО) и магния (МgО). Общая активность извести не должна быть менее 75%, количество МgО - не более 1,5%. В производстве можно применять известь - молотую кипелку и пушонку. Известь должна быть равномерно обожженной.

Введение извести как добавки к цементу сокращает расход цемента и одновременно увеличивает щелочность раствора, обеспечивая энергичное протекание реакции газообразования:

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

В качестве кремнеземистого компонента в производстве газобетона применяют речной или горный кварцевый песок, золу-унос тепловых электростанций, маршалит и другие материалы. Кварцевый песок для изготовления газобетона и газосиликата должен быть чистым, без примесей глины и органических веществ, с содержанием SiO2 не менее 80%. Присутствие глины замедляет твердение газобетона и уменьшает его прочность. Органические примеси вредно сказываются на протекании реакции газовыделения; вспучивание газобетона при наличии органических примесей ухудшается.  
Зола-унос может применяться в производстве газозолобетона при содержании SiО2 более 55%. Зола-унос должна иметь незначительное количество сернистых соединений, несгоревших частиц угля и карбонатов кальция.

В качестве кремнеземистого компонента сырьевой смеси могут применяться отходы – металлургические шлаки соответствующих химических составов и тонкости измельчения. В нашей стране и за рубежом в качестве газообразователя преимущественное распространение получил алюминиевый порошок. Алюминиевый порошок, применяемый в производстве газобетона, должен быть химически чистым и содержать не менее 96-98% Аl. Величина частиц алюминия должна быть однородной и такой, чтобы при просеивании через сито с 4900 отв/см2 не было остатка. Равномерность размеров частиц необходима для получения равномерного вспучивания и образования одинаковых по размеру пор в объеме изделия из ячеистого бетона.

Для производства газобетона следует применять алюминиевую пудру марки ПАК-2 и ПАК-3. Алюминиевая пудра при хранении в большом объеме самовозгорает. Для предотвращения этого при изготовлении алюминиевой пудры ПАК частицы ее покрывают парафиновой или стеариновой пленкой, вследствие чего они плавают на поверхности воды и цементного раствора. Пленка препятствует протеканию реакции газообразования с выделением вспучивающего газобетонную массу водорода. Для повышения реакционной способности и лучшего смешивания алюминиевой пудры с водой ее предварительно прокаливают в течение 2-3 часов при температуре, не превышающей 190-200°, или в смесь добавляют клеека-нифольную эмульсию, понижающую поверхностное натяжение на границе парафин - вода. Расход алюминиевой пудры на 1 м3 газобетона зависит от заданного объемного веса и составляет от 300 до 700 г. В качестве добавок регуляторов схватывания и твердения вяжущего применяют железный купорос, едкий натр и сахар. В качестве антикоррозийного покрытия для арматуры в газобетонах применяют цементные растворы с нитридом натрия, битумно-глинистые эмульсии и т. д.

Важнейшей технологической особенностью получения высококачественных газобетонных изделий максимальной пористости и достаточной прочности является создание оптимальных условий для двух одновременно протекающих процессов газовыделения и газоудержания. Необходимо обеспечить соответствие между скоростью реакции газовыделения и скоростью нарастания структурной вязкости цементного теста или раствора. При этом выделение газа должно как можно полнее закончиться к началу схватывания системы цемент - вода. Протекание процесса газообразования определяется большим количеством различных факторов. Наибольшее влияние на скорость этого процесса оказывают вид, количество и свойства газообразователя, щелочность и температура среды и т. д.

Изготовление газобетона осуществляется мокрым или сухим способом. Экономически более целесообразным является мокрый способ, при котором помол кремнеземистого компонента или его смеси с известью производится в присутствии воды с получением шлама. При сухом способе помол и смешение компонентов осуществляются в шаровых мельницах в сухом виде.  
Песок размалывают в шаровых мельницах. Для осуществления мокрого помола в мельницу вводят подогретую воду. При применении в производстве извести, последнюю вводят в мельницу для совместного помола с песком. Из мельницы шлам пропускают через сито для отделения от крупных включений. Далее шлам собирают в сборнике и с помощью мембранного насоса или путем передавливания сжатым воздухом подают в шламовый бассейн или шламовый силос. Для предотвращения разделения шлама, т. е. осаждения частиц песка, шлам в бассейнах и силосах подвергают непрерывному перемешиванию. Одновременно производят барботаж шлама.

Дозировка шлама, подогрев и предварительное смешение осуществляются в ванне-дозаторе. Для подогрева шлама до 40-45° применяют острый пар. Дозировка цемента – весоваяю. Газообразователь – алюминиевую пудру - отвешивают и подают в бачок с клееканифольной эмульсией, снабженный пропеллерной мешалкой.

Окончательное интенсивное смешение всех компонентов газобетонной массы происходит в передвижной самоходной пропеллерной газобетономешалке. Материалы в газобетономешалку загружают в определенной последовательности. Сначала заливают песчаный шлам, затем немолотый песок (в случае необходимости) и в последнюю очередь – цемент. После этого в течение 2-3 мин перемешивают всю массу. Введение алюминиевой пудры и клееканифольной эмульсии определяет начало перемешивания газобетонной массы. Одновременно с этим газобетономешалка начинает передвигаться. Перемешивание газобетонной массы должно продолжаться 2-3 мин. В настоящее время применяют высокоскоростные пропеллерные мешалки (50-60 об/мин). Тщательное перемешивание массы обеспечивает однородность смеси и равномерность вспучивания. Излишняя продолжительность перемешивания вредна, так как возможно начало интенсивного газообразования в газобетономешалке. При этом теряется часть выделившегося газа и три заливке в формы газобетонная масса не даст нужного вспучивания. Разливают массу в формы через отверстия в нижней части мешалки при помощи гибких резинотканевых рукавов.  
Формы до заливки газобетона смазывают минеральным маслом или специальными эмульсиями для предотвращения сцепления газобетона с металлом форм. Газобетонную массу заливают с учетом вспучивания на 2/3 или 3/4 высоты формы.