Оборудование и технологии изготовления ячеистого бетона

     Стеновые панели и блоки из ячеистого бетона. Со­гласно ГОСТ 25485 и СНиП 2.03.01-84 основными по­казателями автоклавного и не автоклавного ячеисто­го бетона являются его марка по средней плотности D, класс по прочности на сжатие В и марка по морозо­стойкости F.

Таблица 1.31

     Ячеистые бетоны имеют следующие марки по мо­розостойкости: F 15; F 25; F 35; F 50; F 75; F 100. Неар-мированные стеновые блоки (камни) из ячеистого бе­тона по типам и размерам должны соответствовать величинам, приведенным в табл. 1.32. Допускается высота и длина блока меньше номинальных для клад­ки на растворе на 12 мм, для кладки на клею на 2 мм, толщина - на10 мм. Физико-механические показате­ли блоков должны соответствовать значениям, указан­ным в табл. 1.33.

Таблица 1.32

Размеры блоков по ГОСТ 21520

Окончание табл. 1.32

     Отклонения по плотности блоков в сухом состоянии от величин, указанных в табл. 1.33, не должны превы­шать для блоков высшей категории качества ±25 кг/м³, для блоков первой категории качества ±50 кг/м³. По мо­розостойкости блоки подразделяют на марки F 25 и F 35, при этом потеря прочности испытанных на морозо­стойкость образцов не должна превышать 2 0% проч­ности контрольных образцов, а потеря по массе - 5%. Допустимые отклонения от размеров и показателей внешнего вида блоков не должны превышать величин, указанных в табл. 1.34.

     Конструкция и размеры панелей согласно ГОСТ 19570 должны соответствовать рабочим чертежам, ут­вержденным в установленном порядке . Отклонения от основных размеров панелей не должны превышать указанных значений, приведенных в табл.  1.35.

     Внешний вид и качество отделки поверхностей па­нелей должны соответствовать утвержденным этало­нам. На поверхностях панелей не допускаются: рако­вины, местные наплывы бетона и впадины, размеры которых превышают указанные в табл. 1.36 значения; сквозные трещины; усадочные трещины шириной бо­лее 0,2 мм; сколы ребер панелей и по периметру об­щей длиной более 50 мм на 1 м и глубиной более 5 мм на лицевой и 10 мм на нелицевой поверхности; пятна от масла и ржавчины на лицевых поверхностях.

     Панели должны изготовляться из ячеистого бето­на марок по прочности не ниже В2; В3; В5; В7,5; В10.

     Арматура и закладные детали должны иметь анти­коррозионное покрытие, выполненное в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии». Толщина защитного слоя бе­тона должна быть для продольной рабочей арматуры не менее 25 мм для поперечной - не менее 15 мм. Арма­турная сталь для каркасов, сеток и закладных деталей должна удовлетворять требованиям ГОСТ 10922.

     Автоклавные ячеистые бетоны согласно СН 277-80 изготовляют из вяжущего, тонкодисперсного кремне­земистого компонента, порообразователя и воды.

Таблица 1.33

Физико-механические показатели блоков по ГОСТ 21520

Таблица 1.34

Допускаемые отклонения от размеров и показателей внешнего вида блоков по ГОСТ 21520

Примечания: 1. Количество блоков с отклонениями выше значений не должно превышать 5% для партии изделий высшей и 10% - для партии I категории качества. 2. Число блоков с трещинами, пересекающимися не более чем на 2 ребрах, не должно быть более 3% для партии изделий высшей и 5% - для партии изделий I категории качества. 3. В партии изделий I категории качества количество половинок не должно превышать 5%.

Таблица 1.35

     В качестве вяжущего применяют портландцемент и шлакопортландцемент, удовлетворяющий требовани­ям ГОСТ 10178 . Кроме того, в цементе предусматри­вают содержание трехкальциевого силиката (не менее 50%) и трехкальциевого алюмината (не более 6%) . На­чало схватывания должно наступать не позднее 2 ч, а конец - не позднее 4 ч после затворения. Удельная по­верхность цемента (по ПСХ) для конструкционно-теп­лоизоляционного бетона 2500-3000 см²/г, для теплоизоляционного - 3000-4000 см²/г. Не допускается при­менение цемента с активными природными гидравли­ческими добавками.

     Известь-кипелка должна быть не ниже 3-го сорта, удовлетворять требованиям ГОСТ 9179, дополнитель­ным требованиям по содержанию «пережога» (не более 2%) , скорости гашения - 5-15 мин. Удельная поверх­ность извести по ПСХ должна быть 5000 -6000 см²/г.

     Применяют также цементно-известковое вяжущее; известково-белитовое с содержанием свободной СаО 35-45% и двухкальциевого силиката не менее 30%. Удельная поверхность 4000-5000 см²/г; шлак доменный гранулированный совместно с активизаторами твердения; высокоосновное зольное вяжущее с со­держанием СаО не менее 30% (в том числе свобод­ной СаО 15-25%) , SiO₂ 20-30%, SO₃ не более 6% и сум­марного содержания щелочей не более 3%; кислые золы-унос ТЭС с содержанием не менее 50% стекло­видных и оплавленных частиц; ППП не более 3% зол бурых и не более 5% зол каменных углей.

     В качестве кремнеземистого компонента приме­няют кварцевый песок, удовлетворяющий требовани­ям; вторичные кремнеземистые продукты обогащения руд с содержанием SiО₂ не менее 60%, железистых минералов не более 2 0%, сернистых соединений и едкой щелочи не более 2%, пылевидных, глинистых частиц не более 3% и слюды не более 5%. Удельная поверхность молотого песка и вторичных продуктов в шламе для ячеистого бетона средней плотности 800/ 700/600/55 кг/м³должна быть соответственно 1500-2000/2000-2300/2300-2700/2700-3000 см²/г.

     Газообразователем является водно-алюминиевая суспензия, приготовленная на основе алюминиевой пудры ПАП-1 по ГОСТ 5494 или пасты. Пенообразова­тели изготовляют на основе поверхностно-активных веществ, стабилизаторов и пр. Для каждого типа пе-нобетонных установок (соответственно и способа по­лучения пенобетона) рекомендуются свои пенообра­зователи. В качестве добавок, регулирующих процес­сы структурообразования, нарастания пластической прочности массы, ускоренного твердения, применя­ют двуводный гипс (ГОСТ 4013), поташ (ГОСТ 4221), соду кальцинированную  (ГОСТ 5100) ,  сульфонол и др.

     Подбор состава ячеистобетонной смеси включает установление соотношения кремнеземистого компо­нента и вяжущего в смеси «С»; текучести растворной смеси и соответствующего ей отношения В/Т; расчет количества порообразователя на замес; расход сухих материалов и воды на замес. В проектных расчетах В/ Т принимают: при литьевом формовании ячеистого бетона на песке - 0,5; на золе - 0,6; при вибрацион­ном формовании бетона на песке - 0,35; на золе - 0,4.

     Технологический процесс производства изделий из ячеистых бетонов состоит из следующих основных этапов: подготовки сырьевых материалов, изготовле­ния арматурных каркасов, приготовления формовоч­ной массы, формования изделий, автоклавной (или тепловлажностной) обработки, контроля качества и складирования.

     Подготовку сырьевых материалов осуществляют несколькими способами: сухим раздельным помолом компонентов, сухим совместным помолом и комбини­рованным способом подготовки сырьевых материа­лов, при котором вяжущие компоненты измельчают сухим способом с частью (15-20%) кремнеземистого материала, а основную часть последнего размалыва­ют мокрым способом в виде шлама. Такой способ по­лучил наибольшее распространение.

     Температура смеси принимается 35-45°С для га­зобетона и 20-25°С для пенобетона. Приготовление газобетонной смеси производят в гидродинамичес­ком смесителе ГДС или вибросмесителе СМС-40Б.

     Существуют два метода получения пенобетона и соот­ветственно два типа оборудования для его производства: на бароустановках и с использованием пеногенератора.

     Бароустановки для получения пенобетона. Исход­ные компоненты загружаются в специальную герме­тичную установку. Туда же подается воздух от комп­рессора с целью создания внутри бункера избыточ­ного давления. Внутри установки вращается вал с ло­пастями, под действием которых смесь перемешива­ется и поризуется. Так как процесс происходит под из­быточным давлением, то по мере готовности жидкий пенобетон можно через шланг подать в опалубку - не­посредственно на стройплощадке или в специальные формы - для получения пенобетонных блоков.

     Оборудование с использованием в технологичес­кой схеме пеногенератора - отдельного устройства для выработки пены. Метод производства пенобето­на с использованием пеногенератора является клас­сическим и широко применяется во всем мире. В спе­циальном смесителе принудительного типа готовит­ся бетонная смесь (цемент, песок, вода) . После ее пе­ремешивания в смеситель подается пена. В процес­се перемешивания бетонной смеси с пеной отдель­ные пузырьки пены, содержащие воздух, равномерно распределяются по всему объему смеси - бетон ста­новится пенобетоном. Пена готовится отдельно в спе­циальном устройстве - пеногенераторе. Для работы пеногенератора также требуется компрессор.

     Недостатки бароустановок по сравнению с обору­дованием на базе пеногенератора. Более высокий расход пенообразователя. Необходимы только синте­тические пенообразователи, причем нельзя исполь­зовать импортные белковые пенообразователи. Более высокая себестоимость выпускаемого пенобетона. Трудности с получением пенобетона заданной плот­ности. Малый ресурс подшипникового узла высоко­оборотного вала из-за проблем его герметизации.

     Преимущества бароустановок по сравнению с оборудованием на базе пеногенератора. Как прави­ло, более дешевый вариант, чем оборудование с пе-ногенератором.

     Большая мобильность и компактность. Так как ус­тановка представляет собой единый аппарат на коле­сах, ее легче перемещать с места на место. Возмож­ность пневматической подачи смеси через рукав к ме­сту заливки (к формам или опалубке) за счет герметич­ности смесителя и создаваемого в нем компрессором давления. Проще обучить персонал для работы.

     Формование массивов или изделий включает под­готовку и смазку форм, укладку в них арматурных кар­касов и закладных деталей, заполнение форм смесью, вибрационное воздействие (при вибрационной техно­логии) , предварительное выдерживание, срезку «гор­бушки» и разрезку массива на блоки или панели (при резательной технологии).

     Виброформование газобетонных изделий ведут на посту, оборудованном виброплощадкой, виброудар­ной площадкой или другим вибрационным устрой­ством, создающим горизонтально направленные ко­лебания регулируемой интенсивности.

     При формовании массивов с последующей их раз­резкой на изделия заданных размеров съем бортоснастки производят при их прочности 15-30 кПа, дос­тигаемой при вибрационной технологии через 40-60 мин после заливки и через 120-360 мин при литье­вой технологии. Выдерживание изделий,  изготовленных в индивидуальных формах, определяют време­нем, необходимым для достижения ячеистым бетоном пластической прочности 10-15 кПа, при которой сре­зают «горбушку».

     Для изготовления изделий по резательной техно­логии используют комплект оборудования конструкции НИПИсиликатобетона «Универсал-60», состоящий из агрегатов продольной и поперечной разрезки, комп­лекта захватов, форм, запарочных решеток и др. Раз­меры разрезаемого сырца 6480х1230х650 мм. При про­дольно-вертикальной и горизонтальной разрезке при­меняют гладкие струны диаметром 0,8-1,2 мм из пру­жинной проволоки первого класса по ГОСТ 9389, при поперечной разрезке - струны диаметром до 1, 2 мм со спиральной навивкой из струны диаметром 0,3-0,5 мм. Для твердения изделий применяют автоклавную обра­ботку, пропаривание или электропрогрев. В отдельных случаях практикуют двухстадийную тепловлажностную обработку изделий: пропаривание, затем автоклавную.

     В начальный период запаривания из автоклава удаля­ют воздух продувкой паром в течение 0,7-1,5 ч. Режи­мы автоклавной обработки даны в табл.  1.36.

     Укрупнительную сборку составных панелей из от­дельных элементов, полученных по резательной техно­логии, осуществляют на заводе согласно рабочим чер­тежам. Эту операцию производят в горизонтальном или вертикальном положении. Сначала устанавливают предварительно откалиброванные изделия, на их со­прягаемые грани наносят клей, затем в заранее изго­товленные отверстия вставляют стальные тяжи с шай­бами или гайками и стягивают изделия. После архитек­турной отделки панелей и установки в них оконных и дверных блоков, подоконников и т.п. повторяют подтяж­ку изделий. Составные панели должны отвечать требо­ваниям ГОСТ 19570. Послеавтоклавную архитектурную отделку составных стеновых панелей производят водо­эмульсионными красками, эмалями, декоративными присыпками,  декоративными растворами.

Таблица1.36

Режимы автоклавной обработки изделий из ячеистых бетонов

 Над чертой продолжительность автоклавной обработки при начальной температуре массива выше 70°С, под чертой - ниже 70°C.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ГАЗОБЕТОНА

Установка   «ШТОРМ»

ООО «ИТКОР» (International trading company of Russia - Международная торговая компания России)

     «ШТОРМ» представляет собой специальную сме­шивающую установку. В ней интенсивно перемеши­ваются цемент, песок (для самого пористого и легко­го газобетона песок не используется) и комплексная, газообразующая и ускоряющая твердение цемента химическая добавка. По окончании процесса вспени­вания смеси получают сметанообразную и вспененную массу, которая после застывания становится га­зобетоном. Технология не предполагает температур-но-влажностной обработки в автоклаве.

     Исходные компоненты для производства газобето­на: цемент (ПЦ-400, ПЦ-500); песок (речной, промытый) - применяется только для получения теплоизоляцион­но-конструкционного газобетона средней плотностью более 600 кг/м³, для более легкого газобетона не ис­пользуется; вода; комплексная газообразующая добав­ка, разработанная специально для этого типа установок.

     Установки «ШТОРМ 230», «-300» и «-500» представ­ляют собой передвижные   (на колесах)   смесители объемом 0,23; 0,3 и 0,5 м³ соответственно. Цифра в наименовании установки показывает загрузочный объем смесителя в литрах. Смесительные установки оснащены загрузочным окном для засыпания исход­ных компонентов и разгрузочным рукавом для розли­ва готового газобетона. Замес производится с помо­щью активатора специальной конструкции, посажен­ного на вертикальный дебалансный вал. Привод ак­тиватора от электродвигателя осуществляется при помощи клиноременной передачи.

     «ШТОРМ-ЛЮКС» идентичны установкам «ШТОРМ». Они дополнительно оснащаются импортным пневмати­ческим компрессором с ресивером, а также шлангами и форсунками для подачи воздуха под давлением в при­донную часть смесителя.

Технологические особенности установок «ШТОРМ»

     Применение дебалансного шкива привода вала акти­ватора (такая конструкция применяется на обеих моди­фикациях установки) создает вибрацию, которая пере­дается на стенки смесительного бункера установки. Из­вестно, что при замешивании раствора в активаторных смесителях возникает центробежная сила, вызывающая налипание цемента на боковые и нижние стенки бунке­ра. Вибрация стенок бункера позволяет существенно сни­зить налипание на них цемента при замешивании смеси и получить заметную экономию цемента.

     Улучшение качества замешивания и увеличение про­изводительности на 30% (только на установках «ШТОРМ ЛЮКС») происходит в результате применения в данной модификации явления барбатации, то есть перемеши­вания жидкой среды всплывающими пузырьками воз­духа. Во время перемешивания смеси одновременно с активатором включается в работу воздушный компрессор . Воздух под давлением подается на воздушные фор­сунки, установленные в придонной части бункера. Пу­зырьки воздуха, попав в смесь, стремятся вверх, вызы­вая сильное бурление и перемешивание смеси. Благо­даря этому смесь перемешивается очень быстро и эф­фективно, дополнительно насыщаясь воздухом.

     С увеличением эффективности и скорости переме­шивания сокращается время рабочего цикла и соответ­ственно возрастает производительность. Кроме того, барбатация также способствует уменьшению налипа­ния цемента на стенки бункера и экономит цемент.

Установка    «ВИБРОМАСТЕР-ШТОРМ» (компания «Строительные Технологии»)

     Установка «ВИБРОМАСТЕР-ШТОРМ» представля­ет собой передвижной (на колесах) смеситель, осна­щенный загрузочным окном для засыпания исходных компонентов и разгрузочным рукавом для розлива го­тового газобетона. Замес производится с помощью активатора специальной конструкции, посаженного на вертикальный дебалансный вал. Привод активатора от электродвигателя осуществляется при помощи кли­ноременной передачи.

     Установка «ВИБРОМАСТЕР-ШТОРМ-ЛЮКС» до­полнительно оснащается импортным пневмокомпрессо-ром с ресивером (объем ресивера - 24 л или 50 л по же­ланию заказчика) ; шлангами и форсунками для подачи воздуха под давлением в придонную часть смесителя.

     Улучшение качества замешивания и увеличение производительности на 30% (на установках «ВИБРО­МАСТЕР-ШТОРМ-ЛЮКС») достигаются за счет приме­нения в данной модификации явления барбатации.

Таблица 1.38 Технические характеристики установок «ШТОЕМ» (в скобках - характеристики модификаций «ЖКЕ»)

Таблица 1.39

Технические характеристики установок «ВИБРОМАСТЕР-ШТОРМ» и «ВИБРОМАСТЕР-ШТОРМ-ЛЮКС»