У.Х. МАГДЕЕВ, д-р техн. наук, М.Н. ГИНДИН, канд. техн. наук (НИПТИ «Стройиндустрия, Москва)

Современные технологии производства ячеистого бетона

  В практике используются две основные технологии ячеистого бетона. Первая технология газобетона характеризуется введением в массу бетона алюминиевой пудры при перемешивании. Вспучивание смеси происходит после разливки бетона в формы. Вторая технология пенобетона использует для пориза-иии материала техническую пену, получаемую при введении в массу пенообразователей. В этом случае процесс получения порисованной массы завершается в смесителе.

  Технологии производства изделий us газо- и пенобетона па всех переделах практически одинаковы и различаются только на стадии приготовления поризованного раствора. 13 обеих технологиях для твердения изделий могут использоваться пропарочные камеры или автоклавы.

  В НИПТИ «Стройиндустрия» разработано несколько вариантов оборудования и компоновочных решений для предприятий различной мощности по производству стеновых блоков из ячеистого бетона.

  При подборе и разработке оборудования коэффициент использования его мощности во всех случаях принимался не менее 50%. Производительность всех агрегатов, составляющих технологическую линию, рассчитывается из условия оптимальной работы оборудования.

  Так, например, для линии мощностью 20 тыс. м3 в год при двух- . сменной работе оборудования объ- ем одного замеса смесителя при цикле работы 10-15 мин поп жен составлять 1 мД

  В основу разработки технологического оборудования заложен принцип формирования массива на поддоне в форме с последующей разрезкой на изделия на этом же поддоне.

    Технология   с  использованием известково-цементного вяжущего позволяет производить распалубку форм через 1 -- 1.5 ч после заливки. Это позволяет реализовать технологию при использовании 6--8 форм с объемом, равным 1 м3. При использовании технологии пенобетона fia цементе набор прочности замедляется, и время выдержки увеличивается до 6--7 часов. Такая технологии требует увеличенного числа форм, что повышает стоимость оборудования. Поэтому нами разработана технология, позволяющая за  счет введения в смесь недорогих и недефицитных добавок сократить время выдержки массива перед разрезкой до 1.з--i ч. Число форм при этом увеличивается незначительно и практически не влияет на общую стоимость оборудования.

    Разрезка массива на изделия после набора требуемой прочности производится на резательной машине. Разрезка осуществляется при перемещении поддона с массивом в вертикальном направлении струнами, совершающими возвратно-поступательное движение. Время разрезки одного массива составляет. 3--4 мин. Это позволяет с использованием этой же резательной машины получить линии производительностью до 30 тыс. м3 в год за счет установки второго смесителя и соответствующего увеличения числа форм.

  Для технологических линий мощностью 30-50 тыс. м3 в год разработан комплект оборудования с формами объемом 1,6 м3. В_ этом комплекте используется резательная машина с короткими струнами, обеспечивающая повышенную точность разрезки изделий. Резательный комплекс обеспечивает снятие горбушки и калибровку массива с четырех боковых сторон. Продольная разрезка производится при перемещении массива на поддоне через горизонтально расположенные неподвижные струны, поперечная-- при вертикальном перемещении массива через струны, совершающие возвратно-поступательное движение.

  Разработаны два принципиально разных компоновочных решения предприятий. Первое -- с использованием передвижного смесителя и размещением форм вдоль пути перемещения смесителя. Второе -- с размещением, форм на конвейере выдержки со стационарными постами сборки и разборки форм. Второе решение обеспечивает более высокий уровень механизации, снижает число крановых операций, но требует больших затрат на оборудование. Этот вариант наиболее целесообразен х\я заводов мощностью 40--50 тыс. м3 в год.

  Принципиальные компоновочные решения технологических линий по изготовлению мелких стеновых блоков показаны на рис. 1 и 2. Работа линии мощностью 20-30 тыс. м3 в год (рис. ]) происходит следующим образом.

  Отдозированные компоненты смеси загружаются в смеситель и перемешиваются. Смеситель на самоходной тележке перемещается к форме и заливает ее бетоном. Освободившийся смеситель возвращается в исходное положение. После набора бетоном распалубочной прочности форма раскрывается, и поддон с массивом краном устанавливается на стол резательной машины. Борта освобождаемой формы очищают от остатков бетона. В форму устанавливается поддон, борта закрывают, форму смазывают и направляют под заливку.

  Массив на поддоне перемещается через резательную машину, разрезается, снимается краном и устанавливается для твердения.

  Для проведения автоклавной обработки массив устанавливается на автоклавную тележку, а для пропарки -- на стеллаж пропарочной камеры.

После тепловлажностной обработки изделия снимаются захватом с технологического поддона и отправляются на склад готовой продукции, а поддон возвращается втехнологическую линию для сборки и дальнейшего использования.

  Конвейерная линия изготовления изделий из ячеистого бетона показана на рис. 2. Формы, установленные на двух ветвях конвейера выдержки, заливаются бетоном. За время перемещения форм к постам распалубки бетон набирает необходимую для раскрытия бортов прочность. После раскрытия бортов поддон с массивом переносится манипулятором на резательную машину, а опалубка -- на пост сборки форм. В опалубку устанавливается поддон, борта закрывают, и форма передвигается конвейером возврата к началу технологической линии, где передаточной тележкой подается под заливку. Массив на поддоне проходит через резательную машину, где производится калибровка массива, горизонтальная и поперечная разрезка на изделия. Разрезка осуществляете короткими струнами, длина которых на 150--200 мм больше ширины массива, что обеспечивает высокую точность резки. После разрезки массив на поддоне передается на тепло-влажностную обработку.

Таблица 1 

Таблица 2 

  В  НИПТИ  «Стройиндустрия» разработана конструкторская документация на все основное оборудование технологических линий мощностью от 70 по 50 тыс. м3 в год. Опытные образцы оборудования изготовлены на машиностроительных заводах и прошли испытания в производственных условиях. Испытания показали правильность принятых технических решений и надежность оборудования в работе.

  Как показано выше, для приготовления бетонов и автоклавного и неавтоклавного твердения использовалась одинаковая подготовка сырьевых материалов с помолом кремнеземистого компонента, и составы бетонов незначительно отличаются по соотношению вяжущего и наполнителя.

  Так, в инструкции СН 277-80 регламентированы следующие основные показатели:

• удельная поверхность кремнеземистого компонента в зависимости от плотности бетона. Плотность бетона, кг/м3 800 и более, 700. 600, 500 и менее. Удельная поверхность песка, см2/г 1500-1200,    2000-2300. 2300-2700, 2700-3000; отношение кремнеземистого компонента к вяжущим по массе. Для бетонов автоклавного твердения: цементное 0,75; 1: 1,25; 1,5; 2; зольное 0,6; 0,8; 1. Для   бетонов   неавтоклавного твердения: цементное 0,75; 1; 1,25; зольное 0,6; 0,8; 1. Однако следует отметить, что показатели физико-механических свойств    неавтоклавного    бетона будут ниже,  чем  у автоклавного бетона при этой же плотности. Показатели свойств бетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 2548-89 (табл. 1).

  Потребность в малых производствах изделий из ячеистого бетона и достижения химии в области создания новых пенообразователей привели к созданию принципиально новой технологии, при которой пенобетон, отвечающий требованиям 'ГОСТ 2548--89. был получен на не молотом песке

  Исключение из технологии помола песка и автоклавной обработки изделии позволило создать предприятия малой мощности при минимальных капиталовложениях. 1ехнологическая схема такого производства приведена на рис(4/) Упрощение технологии достигается за счет использования современных пенообразователей И изменения соотношения песок - цемент до 1:3.

  Следует отметить, что имеются разные схемы изготовления пенобетонных изделий с использованием немолотого песка, но отношение песок--цемент везде находится в пределахот1:2,5 до. В ряде случаев песок из состава бетона исключается полностью.

  В связи с принципиальным отличием стоимости предприятий по производству изделий из бетона автоклавного и неавтоклавного твердения и различными составами бетонов представляет интерес сравнительный анализ технико-экономических показателей работы таких предприятий.

  Основные технико-экономические показатели работы предприятий равной мощности (30 тыс. м³ в год), использующих различную технологию изготовления изделий, приведены в табл. 2.

  Принимая отпускную цену изделий в обоих случаях одинаковой и равной 900 руб/м³ можно рассчитать получаемую прибыль и сроки окупаемости предприятий. (В расчете приняты налог на прибыль 30% и НДС 20%).

  Прибыль предприятий приведена в табл. 3.

  Учитывая, что срок строительства завода по производству автоклавного бетона значительно больше, начало производства для завода неавтоклавного бетона принимаем "срез 6 мес. от начала инвестиций, а автоклавного через 12 мес.

  Результаты расчетов графически показаны на рис. 3.

  Анализ представленных материалов позволяет сделать следующие выводы для предприятий одинаковой мощности:

• капиталовложения на строительство предприятия неавтоклавного ячеистого бетона значительно ниже, чем на строительство предприятия автоклавного бетона;
• себестоимость изделий на заводе автоклавного бетона ниже. Более низкий уровень себестоимости объясняется значительно меньшими затратами на сырье;
• прибыль,  получаемая на предприятии автоклавного бетона, значительно больше, чем на предприятии неавтоклавного бетона;
• срок окупаемости капиталовложений у предприятия неавтоклавного бетона меньше.

  При выборе технологии производства и мощности предприятия инвестор должен исходить из соображений окупаемости вложений и спроса на материал в регионе строительства завода. Кроме рассмотренных вариантов технических решений предприятий нами проработан вопрос привязки технологий ячеистого бетона к действующим заводам, в частности к заводам силикатного кирпича.

  В связи с изменением нормативных требований к ограждающим конструкциям использование силикатного кирпича для устройства наружных стен резко сократилось, и мощности на этих заводах используются не полностью.

  Нами предлагается концепция реконструкции заводов силикатного кирпича с переводом их на выпуск изделий из ячеистого бетона npj-i максимальном использовании имеющейся инфраструктуры.

Строительные материалы 2/2001