М.Н. ГИНДИН, канд. техн. наук (ОАО «ВНИИСТРОМ им. П.П. Будникова»), А.В. ХИТРОВ, канд. техн. наук (Санкт-Петербургский государственный университет путей сообщения)

Технологическая линия для производства мелких стеновых блоков из автоклавного пенобетона на массовом сырье

  Повышение уровня комфортности жилища и требований к качеству строительства выдвигает на первый план необходимость обеспечения строительного рынка стеновыми блоками из ячеистого бетона плотностью до 500 кг/м³ с высокой точностью геометрических размеров.

  Получение высокой точности разрезки и ровной поверхности изделий на линиях зарубежных фирм Итонг, Хебель, Верхан обеспечивается применением коротких натянутых струн, не изменяющих свое положение при резке.

  В отечественной практике хорошо зарекомендовали себя технологические линии с формованием, разрезкой и автоклавной обработкой изделий на одном и и том же технологическом поддоне. Разрезка массива производится колеблющимися витыми струнами, длина которых больше габаритов массива. При размере массива в плане 1200x3000 мм длина струн составляет 1400 и 3200 мм. Разрезка массива длинными витыми струнами приводит к ухудшению качества поверхности реза и снижению точности разрезки. В то же время осуществление резки на формовочном поддоне позволяет снизить требования к прочности массива при разрезке. В этой технологии не требуется переноса массива на специальный поддон для разрезки или кантования массива с основания на боковую поверхность, как делается на зарубежном оборудовании.

  При разработке нового оборудования была поставлена задача обеспечить разрезку массива на блоки короткими струнами, оставляя массив во время всего технологического процесса на своем поддоне.

  Для реализации этой задачи были приняты следующие размеры массива, мм: длина -- 3000; ширина -600; высота- 1200.

  Известно, что при использовании технологии газобетона пузырьки газа вспучивают массив и прочность его вдоль и поперек направления вспучивания неодинакова [1,2]. Разница прочности вдоль и поперек направления вспучивания составляет 20-25%.

  Практически на всех современных технологических линиях, использующих технологию газобетона,

это свойство бетона учитывается, и разрезка массива на блоки производится таким образом, чтобы изделие подлине было ориентировано вдоль направления вспучивания.

  В форме шириной 600 мм при горизонтальном расположении блоков это условие не выполняется, поэтому в основу технологии был заложен принцип получения ячеистого бетона путем введения в смесь технической пены.

  Получаемый пенобетон изотропен, и ориентация блоков при разрезке не имеет значения. Технология пенобетона менее требовательна к качеству сырьевых материалов и позволяет получить качественные изделия при использовании извести активностью до 70%.

  Принципиальной особенностью примененной технологии является приготовление в смесителе смеси из цемента, молотого песка, извести и воды с последующим введением в состав технической пены, получаемой в пеногенераторе. Изменяя состав смеси и количество вводимой пены, на разработанной линии можно получать изделия плотностью от 300 до 1000 кг/м³.

  Для получения стеновых блоков плотностью 500 кг/м³ были подобраны составы бетонов, обеспечивающие за 4--5 ч набор массивом пластической прочности, достаточной для распалубки и разрезки изделий, разрезаемых вдоль и поперек оси формы струнами, длина которых превышала ширину массива на 100--150 мм с каждой стороны. Разрезка осуществлялась гладкими струнами диаметром 0,6-0,8 мм.

  Технологическая схема производства приведена на рис. 1.

  Цемент и известь из расходных бункеров поступают поочередно в дозатор сухих, песчаный шлам -- в дозатор шлама, вода подается непосредственно в смеситель через расходомер. Весовые дозаторы, установленные на линии, объединены системой управления, обеспечивающей набор требуемого количества сырьевых компонентов и разгрузку дозаторов в смеситель по заданной программе.

  Используемый в технологии пеногенератор позволяет стабильно получать пену требуемого качества, поэтому после определения фактической производительности пеногенератора для получения бетона требуемой плотности количество подаваемой пены определялось временем его работы.

  Сухие материалы, песчаный шлам и вода загружались в смеситель и перемешивались, после чего в смеситель подавалась пена. Размеры смесителя подобраны таким образом, чтобы объем замеса был равен объему формы. Объем формы составляет 2,3 м³, соответственно в линии используется смеситель объемом 3 м³ (рис. 2).

  Испытания смесителя показали, что коэффициент выхода бетона составляет величину 0,7--0,8 от его объема и смеситель объемом 3 м³ обеспечил заполнение формы максимального объема 2,3 м³.

  Из смесителя масса заливается в бетоновозную тележку, которая развозит смесь по формам. Для стабилизации времени выдержки форм перед разрезкой они располагаются в термостатированных камерах, открываемых на время заливки бетона и извлечения из формы поддона с массивом. Время выдержки массива в формах в зависимости от состава бетона и применяемых добавок составляет от 3 до 6 часов.

  Формы, используемые на линии, установлены стационарно и состоят из рамы, к которой шарнирно прикреплены борта и на которой установлен съемный поддон. При этом продольные борта открываются на шарнирах, а поперечные на рычагах, обеспечивающих плоско-параллельное отодвигание борта от массива.

  Штанги захвата проходят в зазор между поперечным бортом и поддоном и захватывают поддон за нижнюю поверхность.

  Конструкция захвата исключает соприкосновение его деталей с массивом и связанные с этим повреждения поверхности массива.

  Раскрытие форм производится вручную. Извлеченный из формы поддон с массивом устанавливается на каретку резательного комплекса. Каретка из исходного положения перемещается приводом на позицию поперечной резки, проходя через установку калибровки массива. На позиции поперечной резки массив разрезается колеблющимися струнами в поперечном направлении. Частота колебаний струны -- 80 двойных ходов в мин. Амплитуда регулируется от 20 до 60 мм. Опускание и подъем рамы со струнами поперечной резки производится электромеханическим приводом.

  После завершения поперечной разрезки к массиву подходят упоры, каретка с массивом на поддоне начинает перемещаться вперед и проходит через струны продольной разрезки. Наличие подпорной стенки обеспечивает стабильное положение изделий при горизонтальной резке и позволяет практически полностью исключить сколы при выходе струн из массива.

  Приводы комплекса разрезки изделий получают питание от преобразователя частоты, что обеспечивает регулирование скорости поперечной и продольной разрезки, точную остановку каретки на позиции поперечной резки и в конечных положениях.

  Схема резательного комплекса исключает образование трещин на массиве при продольной разрезке и обеспечивает точность резки в пределах ±1 мм. Резательный комплекс показан на рис. 3.

  После разрезки поддон с массивом устанавливается на автоклавную вагонетку. В цехе установлен автоклав размером 2x19 м. За счет использования автоклавных вагонеток маленькой высоты в автоклав входят по сечению 2 массива высотой 1100 мм. Объем массива 0,6x1,1x3 = 1,98 м³. По длине в автоклаве размещается 6 массивов. Таким образом, за один цикл в автоклаве запаривается 23,7 м³ изделий.

Коэффициент заполнения автоклава составляет ~0,4. Размещение изделий в автоклаве показано на рис. 4 и 5.

  Загрузка и разгрузка автоклавов осуществляется электропередаточным мостом. После запарки изделия снимаются с поддона захватом. Захват имеет длину 1,5 м, что соответствует половине длины массива.

  Опыт эксплуатации линии показал, что время формования одного массива плотностью 500 кг/м³ составляет 15-20 мин, время выдержки до распалубки составляет 3--5 часов в зависимости от состава смеси и температуры в цехе. Качество бетона блоков измерялось в лаборатории Санкт-Петербургского ГУПС. Измерения показали, что при плотности 500--520 кг/м³ прочность блоков составляет 28-30 кг/см².

  При изготовлении блоков использовался цемент Пикалевского завода М400 Д5, молотый песок с удельной поверхностью 1900-2000 см²/г, получаемый в виде шлама с Павловского завода силикатного кирпича, известь Угловского и Кореневского заводов. Активность использованной извести не превышала 75%.

  В результате проведения комплексной работы созданы технология и оборудование, позволяющие при использовании рядового сырья получать стеновые теплоизоляционные блоки из ячеистого бетона плотностью 500 кг/м³ с прочностью, превышающей требования действующих стандартов.

  В настоящее время с использованием разработанной технологической линии проводятся работы по реконструкции ряда заводов ЖБИ и силикатного кирпича с переводом их на выпуск изделий из ячеистого бетона.

Список литературы

1. Леей Ж.П. Легкие бетоны.  М.:Госстрой издат. 1958.
2. Пинскер В.А., Соловей Ж.Б. О факторах испытания газобетонныхобразцов // Сб. Ячеистые бетоны, выпуск 4. Ленинград. 1971.

Строительные материалы 6/2003