Выбор, обоснование и описание принятой схемы технологического процесса - Теплоизоляция пенобетона

Технологическим процессом называют процесс обработки сырья и полуфабрикатов до получения готовых материалов или изделий.

Производство пеноблока осуществляется по агрегатно-поточной технологии. Технологический процесс производства осуществляется в следующей последовательности по постам:

В цементно-песчаную смесь добавляется пенообразователь или готовая пена. После перемешивания компонентов смесь готова для формирования из нее различных строительных изделий: стеновых блоков. Его пористость создается не только сферическими ячейками, но и капиллярными порами, образующимися от гидратирующей и избыточной воды затворения (контракционная и капиллярная пористость). Поэтому содержание воздуха в пенобетонах может достигать 95 и более процентов.

При приготовлении пенобетона воздух под избыточным давлением вводится в бетонную смесь с помощью отдельно приготовленной пены. В ходе структурообразования пенобетона, состоящий из пузырьков воздуха, на поверхности которых равномерно распределены частицы цемента, имеющие размер от 20 до 80 микрон, постепенно преобразуется в поризованный камень.

Пену готовят из водных растворов в специальных пеносмесителях. В результате выполнения основных технологических операций приготовления пенобетона, в бетонной смеси происходят качественные изменения, его молекулярная структура приобретает свойства системы сферических ячеек диаметром от 0,1 до 2 мм в неограниченной матрице (например, в цементно-песчаной). Окончательно структура готового изделия создается, после его формования и твердения.

Пористая структура полностью формируется в очень короткий промежуток времени в условиях механического перемешивания под избыточным давлением. Поэтому температура окружающей среды, точность дозировки компонентов, в том числе строгое выдерживание водотвердого отношения, постоянство свойств вяжущего и кремнеземистых заполнителей не оказывают в этом случае такого большого влияния на свойства материала.

Схема технологического процесса производства пенобетона состоит из этапов:

- участок хранения, подготовки и подачи сырьевых материалов

Для приема и хранения цемента используются специальные бункера (силоса), объем которых рассчитывается исходя из производительности. Доставка материалов осуществляется автоцементовозами. Загрузка цемента в силос осуществляется по цементопроводу с помощью пневмонагнетателя автоцементовоза. Силоса снабжены системой аэрации, фильтрами и вибропобудителями. Шнековым транспортером предназначенным для транспортировки цемента обеспечивается стабильная подача в весовой дозатор.

Доставка песка осуществляется автосамосвалами. Песок загружается автосамосвалом или фронтальным погрузчиком в приемный бункер (объем бункера рассчитывается исходя из производительности). Из бункера песок поступает на виброгрохот, с помощью которого происходит отсеивание засоряющих включений и зерен песка крупнее 2 мм. Просеянный песок по ленточному транспортеру поступает в накопительный бункер.

Вода заливается в специальные емкости перед началом смены. Емкости оснащены насосами, счетчиками воды и системой подогрева. Рекомендуемая температура воды затворения + 40 +50°С. Вода с помощью насоса подается в пенобетоносмеситель. Отсчет количества воды производится по расходомеру, встроенному в магистраль подачи воды затворения.

- Смесительный участок ( приготовление пенобетонной смеси)

Из весовых дозаторов цемент и песок, вода, ускоритель поступает в пенобетоносмесительную установку в которой раствор перемешивается в течении 2 минут до однородного состояния.

Из весового дозатора пеноконцентрат и вода поступают в пеносмеситель где происходит смешивание и с помощью насоса поступает в пеногенератор для образования пены.

После завершения приготовления раствора, оператор включает пеногенераторную установку, и техническая пена заданной кратности поступает в пенобетоносмеситель. Пенобетонная смесь перемешивается в течение 3 минут.

- Участок формовки

Готовая пенобетонная смесь через сливной кран смесителя с помощью избыточного давления по резиновому растворопроводу равномерно разливается в формы. Форма состоит из двух частей - поддона и съемных взаимозаменяемых бортов. Поддон представляет собой тележку на четырех колесах с металлическим основанием. Перед заливкой пенобетонной смеси, съемные борта смазываются и устанавливается на поддон. Установленные на автоклавные тележки формы, поступают в автоклав.

- Участок автоклавной обработки

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 (175-190ОС). 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 175-190ОС, 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.

После автоклавной обработки готовые блоки перемещаюся на пост складирования готовой продукции, где укладываются на поддон и обтягиваются стрейч пленкой.

Схема производства пенобетона автоклавного твердения

Похожие статьи




Выбор, обоснование и описание принятой схемы технологического процесса - Теплоизоляция пенобетона

Предыдущая | Следующая