• Экономия материалов до 50%
  
• Снижение массы блоков
  
• Упрощенная конструкция блоков
  
• Снижение нагрузки на колонны и фундамент
  
• Уменьшение толщины стен
  
• Увеличение площади помещений

Совершенствование и расширение производства эффективных строительных материалов на основе местного минерального сырья и промышленных, в данном случае многотоннажных золошлаковых отходов особенно актуально в настоящее время.

Цель разработки – решение комплекса задач по созданию новой технологической композиции, превосходящей по своим технологическим и эксплуатационным характеристикам аналогичные материалы (автоклавный и неавтоклавный пенобетон), позволяющей:

- использовать многотоннажные золошлаковые отходы ТЭС
- снизить себестоимость изделий
- применять неавтоклавную технологию
- получить материал с высокими показателями прочности и водостойкости при низкой плотности (150-500 кг/м3)
- при повышенных теплотехнических характеристиках снизить толщину ограждающих конструкций
- уменьшить массу блоков, не менее чем на 50%

В данной разработке используются многотоннажные золошлаковые отходы (кислые золы), которые в сочетании с жидким стеклом проявляют высокую активность, а материалы на их основе быстро твердеют и меют высокую прочность.

Предлагаемый пенозолосиликат – это бесцементный материал.

Применяется в качестве:

- стенового материала,
- теплоизолирующего слоя в трехслойных ограждающих конструкциях,
- утеплителя для кровли зданий и сооружений.

Материал изготавливается по технологии неавтоклавного пенобетона из вспененной композиции, включающей:

- кислую алюмосиликатную золу-унос ТЭС,
- кремнеземистую тонкомолотую добавку,
- натриевое жидкое стекло,
- воду,
- пенообразователь,
- модифицирующие добавки,
- дисперсно-армирующее волокно.

Основные отличительные особенности пенозолосиликата:

• короткие сроки затвердевания формовочной смеси (30-60 мин) и высокая скорость набора прочности;
• при твердении в естественных условиях расформовка изделий осуществляется через 10-12 часов (для ускорения процесса может подвергаться тепловой обработке при температуре 100°С);
• отсутствие необходимости применения автоклавной обработки;
• высокие физико-механические свойства и водостойкость, соизмеримые со свойствами автоклавного газосиликата;
• невысокие усадочные деформации;
• повышенная трещиностойкость;
• низкое сорбционное увлажнение, позволяющее уменьшить расчетную эксплуатационную теплопроводность стены на 0,06 вт/м°С по сравнению с пенобетоном на цементе;
• доступная цена (ориентировочная стоимость сырьевых компонентов 1 м3 пенозолосиликата плотностью 300 кг/м3 на 01.01.2009 г. составляла 2,6-3,0 т.руб.);
• температура эксплуатации до 700°С;
• эффективные теплофизические свойства материала способные при плотности 250-300 кг/м3 и толщине стены 200-300 мм обеспечить для центрального региона термическое сопротивление стены 3,5 м2 °С .

Сравнительные показатели экономической выгоды применения пенозолосикликатных блоков в строительстве

Оценивая свойства пенозолосиликата можно расчитывать, что его применение особенно эффективно в качестве стенового материала при строительстве монолитных домов.

Эффективность пенозолосиликата:

• В экономиии материалов (до 50-60% ), которая определяется как лучшими теплофизическими свойствами пенозолосиликата, так и меньшей его плотностью при достаточно высокой прочности.
• При возведении стен к экономиии материалов добавляется экономия от:

- удешевления транспортных расходов;
- снижения нагрузки на колонны и фундамент;
- повышения производительности труда при возведении стен, если увеличить высоту блоков до 300 мм;
- упрощенная конструкция блоков в виду значительного снижения их массы;
- увеличение площади помещений на величину 1м2 на 20 п.м. по периметру здания за счет уменьшения толщины стен

Физико-механические и теплотехнические свойства пенозолосиликата

В порядке развития технологии получения пенозолосиликатного материала с использованием кислых зол-уноса и расширения сырьевой базы его производства в настоящее время разработаны составы силикатного пенобетона на основе перлитовой породы, трепела, диатомита, биокремнезита и метакаолина.

Производство может быть организовано как на промышленном предприятии, так и на строительной площадке; технология изготовления не предполагает использование персонала высокой квалификации. Оборудование простое, доступное для изготовления на любом механическом производстве.

Строительная практика привела к появлению совершенно новых композиционных строительных материалов, превосходящих по своим технологическим и эксплуатационным характеристикам традиционные материалы. Предлагаемые материалы не имеют аналогов.

Отделочный композиционный материал «Столица» получен путем модифицирования структуры гипсового камня термореактивными водорастворимыми аминоальдегидными смолами.

Материал обладает стойкостью в кислой и щелочной среде; пылеотталкиваемостью лицевой поверхности; является экологически чистым; пожаробезопасным; по физико-механическим свойствам не уступает природному мрамору, а по водостойкости –превышает его; может иметь различную цветовую гамму и текстуру.

 
Особенностью технологии материала является минимальное содержание воды в формовочной массе, при этом смесь имеет литьевую консистенцию, а материал низкую и закрытую пористость.
Данная композиция имеет широкие перспективы применения для производства кровельной черепицы и балки с металлическим сердечником.

Шеф-монтаж и пусконаладочные работы на Одинцовском заводе ЖБИ

Для быстрого освоения производства общестроительных цементов на основе сульфатированных клинкеров имеется все необходимое оборудование и квалифицированный инженерно-технический персонал.
Для успешной реализации данного проекта необходимо согласовать объемы поставок на заводы данного цемента и провести изыскательские работы по использованию сырьевых материалов Заказчика( например, алунитовых пород, и техногенных материалов: высокоалюминатных зол ТЭЦ, шламов водоподготовки).

Первые быстротвердеющие цементы отличались от обычного портландцемента повышенной прочностью цементного камня через 3 суток твердения.
Затем появились высокопрочные цементы, которые обеспечили снижение расхода цемента.
Выпуск портландцемента, быстро затвердевающего при пропаривании, — сократил время пропаривания вдвое.
Модифицированный портландцемент характеризовался исключительно быстрым нарастанием прочности без тепловлажностной обработки: через 2-6 часов твердения при Т=20С позволяет распалубку изделий, а через 1 сутки получить 60–70% нормативной прочности бетона.
Созданы отечественные: сверхбыстротвердеющий галогенсодержащий портландцемент, «Бесалит», а также добавки к портландцементу: кристаллизационные компоненты «кренты», сульфоалюминатный клинкер.
Для увеличения времени живучести бетонных смесей рекомендуется введение добавок-замедлителей схватывания.
На сульфоалюминатном цементе с добавками водорастворимой смеси ВРС и борной кислоты были получены высокопрочные и быстротвердеющие бетоны.
Сырьем для создания сульфоалюминатных цементов служат бокситы, известняки, природный гипсовый камень.
Лимитирующими сырьевыми компонентами являются бокситы.

Для создания производства пеноблоков за основу принято отечественное оборудование:
– дезинтеграторы производительностью 4 т/ч (цемент; песок) и дезинтегратор в разработке на 5 т/ч;
– установки для производства неавтоклавного пенобетона производительностью 4,5 м³/ч; выгрузкой раствора воздухом под давлением;
– пенобетоносмесители раздельного приготовления компонентов с встроенным пеногенератором производительностью 7,5 м³/ч.

Затраты на организацию производства 1 млн шт. блоков в год.

Исходные материалы
• Цемент не ниже марки М500
• Песок речной, Мк
• Пенообразователь ПБ-Люкс
• Сода кальцинированная
• Вода

Технология
• Подача песка в приемные бункера с паропрогревом, емкостью 30 м³ (норма запаса 3 суток);
• Подача песка через шнекоротор на виброгрохот;
• Удаление отсева песка ленточным конвейером в бункер для вторичного использования;
• Подача песка ленточным конвейером в измельчитель-дезинтегратор;
• Подача песка ленточным конвейером в бункер накопитель песка на одну смену;
• Подача цемента из силоса, объемом 245 м³ (запас 3 суток), шнекоротором через весовой дозатор в измельчитель-дезинтегратор;
• Подача воды через расходомер и соды кальцинированной через дозатор весовой в бак умягчения воды с подогревом;
• Подача умягченной воды через расходомер в емкость получения рабочего раствора пенообразователя;
• Подача пенообразователя через дозатор весовой в емкость получения рабочего раствора пенообразователя;
• Подача готового рабочего раствора пенообразователя в технологическую емкость;
• Подача подогретой воды (300–400) через расходомер из бака умягчения воды в смесители-активаторы;
• Подача цемента из измельчителя-дезинтегратора в смесители-активаторы;
• Подача песка через дозатор весовой из бункера накопителя песка в смесители-активаторы;
• Подача готового рабочего пенообразователя через дозатор весовой в смесители-активаторы;
• Подача готовой смеси давлением 2–3 атм через трубопровод для заливки в кассетные многоместные формы;
• Подача залитых форм на участок набора отправной прочности с помощью рольганга и снятие их с рольганга с помощью кран-балки;
• Распалубка форм, установка блоков на поддоны. Отправка на склад готовой продукции авто- или электропогрузчиком;
• Чистка и смазка кассетных многоместных форм. Перемещение форм с помощью кран-балки на участок заливки;

Производительность
– производительность при производстве неавтоклавного пенобетона (автоматическая загрузка) в смесителе-активаторе объемом готового замеса 500 л — 6м³/ч.
– время перемешивания смеси в смесителе-активаторе — 5 мин.
– общий производственный цикл — 20 мин.
– при 8-часовой рабочей смене на 1-м смесителе-активаторе производится:
за 1 смену — 48м³ раствора смеси или 1 333 блоков;
за 2 смены — 96м³ раствора смеси или 2666 блоков;
– в год (222 дн; 1 месяц профилактика) — 21312м³ раствора смеси или 592 000 блоков;
– годовой выпуск блоков из пенобетона
на 1-м смесителе-активаторе — 18541,44м³ или 515 040 блоков.
на 2-х смесителях-активаторах — 37 082,88м³ или 1 030 080 блоков.

Затраты на создание производства блоков из пенобетона

Технолология производства
1. Подготовка сырьевых материалов
Песок поступает по ленточному конвейеру со склада в расходные бункера помольного отделения. Песок дозируется весовыми дозаторами и направляется в мельницу сухого помола. В эту же мельницу подаются известь и гипс. Производительность мельницы подобрана таким образом, что при выпуске бетона плотностью 500кг/ м³ мельница работает 10 часов в сутки.
Известь и гипс поступают на завод автотранспортом и загружаются в расходные бункера помольного отделения. Известь дозируется весовым дозатором непрерывного действия и поступает в мельницу сухого помола. В эту же мельницу поступает песок в количестве 8–10% от веса извести. Молотая известь пневмотранспортом поступает в расходный бункер дозировочного отделения.
Цемент из склада цемента закачивается пневмотранспортом в расходный бункер дозировочного отделения .
Алюминиевая пудра из металлической банки высыпается кантователем в расходный бункер, взвешивается весовым дозатором с точностью ±10 г и подается в смеситель-суспензатор.
2. Приготовление ячеистого бетона
Из бункеров песка, извести и цемента материал шнеками подается в весовые дозаторы, обеспечивающие точность дозировки по каждому компоненту в пределах ±1%.
Шлам от переработки отходов образующихся при разрезке массива поступает в отдельный весовой дозатор. Этот же дозатор обеспечивает дозирование воды, поступающей по трубопроводу.
Алюминиевая пудра подается в смеситель в виде суспензии, приготавливаемой в смесителе-суспензаторе на один замес, при весовом соотношении алюминиевая пудра — вода ~ 1 : 10.
Вода взвешивается весовым дозатором, смешивается с ПВА и подается в смеситель-суспензатор. Смеситель включается и в нем образуется суспензия алюминиевой пудры.
Все компоненты смеси подаются в смеситель, перемешиваются до получения гомогенной массы, после чего в смеситель подается алюминиевая пудра в виде суспензии.
Порядок загрузки компонентов следующий: шлам от переработки отходов с водой, песок, цемент с известью, суспензия алюминиевой пудры.
Время перемешивания смеси до подачи суспензии алюминиевой пудры должно быть не более 2 мин. После подачи алюминиевой пудры до начала разгрузки смесителя время перемешивания не должно превышать 30 сек.
3. Заливка смеси в форму
Заливка смеси в форму осуществляется через устройство, распределяющее смесь по длине формы. Во время заливки в форму опускаются вибраторы, разжижающие смесь и обеспечивающие равномерное распределение массы в форме. Время воздействия вибраторов 2–3 минуты после завершения заливки смеси в форму.
4. Участок выдержки форм перед распалубкой
Форма подается под заливку передаточной тележкой и после заполнения поступает на конвейеры выдержки. Конвейеры расположены в термостатированной камере, в которой поддерживается температура 40±10°С. Температура в камере обеспечивается за счет тепла гидратации извести и цемента в смеси. Все входы в камеру выдержки оснащены дверями, исключающими сквозняки в камерах.
5. Участок подачи массива на разрезку и возврата форм
Форма, прошедшая через камеру выдержки, с массивом, набравшим необходимую пластическую прочность, подается на разрезку. Резательный комплекс обеспечивает разрезку массива на изделия заданных размеров и обрезку массива с 5 сторон. Разрезка массива производится при его неподвижном положении на поддоне разрезки. Опускается механизм продольно-поперечной разрезки и разрезает массив поперек продольной оси на изделия, одновременно обрезая массив с 4-х сторон. Обрезка массива составляет 20 мм с каждой из сторон. После разрезки массива в поперечном направлении снимается горбушка. Механизмы резательного комплекса обеспечивают также сбор отходов и переработку их в шлам.
Запарочный поддон с массивом перемещается вперед на позицию перекладки массива на автоклавную вагонетку, а на разрезку подается формовочный поддон с массивом.
6. Комплектация и перемещение автоклавных вагонеток
Запарочные поддоны на автоклавную вагонетку укладываются мостовым краном со специальной траверсой.
Поддоны устанавливаются в 2 ряда по высоте на стойках, закрепляемых на поддонах. Всего на автоклавной вагонетке размещается 4 массива на поддонах.
Комплектация автоклавных вагонеток осуществляется на путях комплектации. Вагонетка с комплектом массивов перемещается в камеру комплектации. Предусмотрено две камеры комплектации на 6 вагонеток каждая.
Из камер комплектации автоклавные вагонетки с массивами загружаются в автоклав. Их перемещение производится передаточным мостом с толкателем, который обеспечивает заталкивание вагонетки на передаточный мост и сталкивание ее оттуда. Вагонетки имеют сцепку, обеспечивающую перемещение вагонеток толкателем «на себя» с автоматическим освобождением сцепки при поступлении автоклавной вагонетки на передаточный мост.
7. Линия отгрузки готовой продукции
После осуществления запарки автоклавные вагонетки перемещаются на линию разборки вагонеток. Массив снимается с запарочного поддона и перекладывается на отгрузочные поддоны. Массивы обвязываются упаковочной лентой и на отгрузочных поддонах подаются на склад готовой продукции. Освободившиеся автоклавные вагонетки подаются на позиции комплектации.
Режим запарки осуществляется по типовому режиму. При давлении пара 8 атмосфер режим запарки может состоять из периода подъема давления , выдержки в течение 6 часов при постоянном давлении и сбросе давления. Перед подъемом давления производится продувка автоклава паром в течение часа. В течение этого же времени, из условия экономии тепла, должна происходить разгрузка и загрузка автоклава. Полный цикл работы автоклава составляет 12 часов. Для обеспечения мощности цеха 30 тыс. м³ в год линия комплектуется тремя автоклавами..

Потребность в рабочей силе
На производстве ячеистого бетона в предлагаемом цехе, с учетом рабочих, занятых на приеме сырья и отгрузке готовой продукции, будет занято в одну смену 8 человек.

Производительность линии, равно как и номенклатура выпускаемых изделий, определяется возможностями вибропресса-автомата. Для работы в составе технологической линии применяются универсальные вибропрессы со способом формования на поддоне. Размер формовочной зоны таких прессов составляет L= 1000 мм, B= от 300 до 600 мм, H= до 300 мм. Практическая производительность вибропрессов этого типа с учетом подготовительно-заключительных операций и регламентных работ составляет 80–100 формовок в час.

Производительность технологической линии
Производительность за 8-часовую рабочую смену составляет:
1. По стеновым изделиям 50 м³,
2. По плитам тротуарным 350–400 м²,
3. По бортовым камням до 1000 м.

Состав линии
Линия состоит из 4-х участков, каждый из которых обеспечивает законченный технологический передел:
1. Участок бетоносмесительный,
2. Участок вибропрессования,
3. Участок штабелирования и внутрицеховой транспортировки отформованных изделий,
4. Участок упаковки и распалубки готовой продукции.

Порядок работы бетоносмесительного участка:
Технологическое оборудование бетоносмесительного участка предназначено для производства различных видов полусухих бетонных смесей, используемых для формования мелкоштучных изделий из бетона.
Основным агрегатом участка является циклический бетоносмеситель принудительного действия с двумя горизонтальными валами встречного вращения. Объем загрузки смесителя составляет 0,75 м³. Смеситель установлен на эстакаде и оборудован скиповым подъемником, обеспечивающим подачу инертных материалов в рабочую полость бетоносмесителя. Производительность оборудования участка определяется циклом перемешивания, который составляет 150 сек. Или 16 м³ неуплотненной смеси в час.

Используемая оригинальная технология уплотнения позволяет:
– обрабатывать смеси твердых частиц (порошков) с воздухом и влагой от 6 до 14%;
– получать изделия с точностью размеров до 1 мм.

Сырье:
земля, грунт, щебень, песок, бетонные и асфальтобетонные смеси, опилки, угольная и рудная мелочь, керамические, огнеупорные, металлические порошки, и т.п.

Пример расхода материалов на один полнотелый блок М75 (цемент 400)
цемент, кг — 1.785,
грунт, куб.м — 0.0123,
песок (глина), куб.м — 0.0031,
электроэнергия.

Основное оборудование:
– машина для формования блоков РК250,
– смеситель объемом не менее 150 литров,
– измельчитель (вальцы, бегуны, дезинтеграторы и т.п. устройства),
– транспортер-питатель,
– оборудование для просеивания сырья (ручные или механические сита с ячейками 8–10 мм, в т.ч. вибрационные).

Условия эксплуатации:
– круглогодичная (в отапливаемой помещении),
– сезонная (теплое время года) — непосредственно на строительной площадке,
– специальный фундамент для установки не требуется.

В данном предложении решены главные вопросы:
• при производстве базальтового ровинга в качестве замасливателя применен крахмал специального состава (ноу-хау), вместо органически или маслосодержащих замасливателей не допускающих сцепления с цементным вяжущим, тогда как крахмал растворяется в воде и освобожденный базальт нормально контактирует с цементом;
• равномерного распределения микроволокон в песчано-цементной матрице применением высокоскоростных турбулентных смесителей для пластичных масс;
• применения отечественных красителей бетонов упрочняющих бетон и не выцветающих в течение длительного периода времени, и в тоже время значительно ниже по цене импортных красителей;
• в целях сокращения времени набора прочности применены отечественные пластифицирующие и ускоряющие твердение добавки, повышающие физико-механические характеристики базальтофибробетонных плит;
• взамен дорогостоящих стальных формообразующих конструкций для получения заданной фактуры (под кирпич; под дикий камень; под керамику; гладкие полуматовой и глянцевой поверхности) применены подложки из ПВХ или ударопрочного полистирола, получаемые методом термовакуумного формования по заданным модулям;
• в технологию вводятся дезинтеграторы цемента и песка, повышающие методом дополнительного помола марочность цемента до М500 — М600 и мелкозернитость песчаной составляющей, также влияющей на физико-механические прочностные характеристики материала.

В зависимости от назначения, плиты могут изготавливаться толщиной 10–15 мм, шириной от 0,6 м до 1,2 м и длиной от 0,6 м до 1,8 м и использоваться либо в качестве подкладки на лицевую сторону панели в заводских условиях, либо как навесные фасады с креплением плит винтами по дюбелю через утеплитель при ремонтных работах.
Проведены натурные испытания облицовки трехслойных железобетонных панелей базальтофибробетонными плитами путем укладки их в форму на поверхность поддона.
После прохождения полного цикла изготовления и пропаривания базальтофибробетонные плиты отделить от поверхности панели не удалось даже при применении тяжелого ручного инструмента.

Изделия
Базальтофибробетонные плоскостные элементы ( плиты для облицовки фасадов жилых и общественных зданий, цоколей балконов и лоджий)
Сырье и материалы: цемент; песок; базальтовое волокно; добавка «Био-НМ»; зола-унос.

Стандартное оборудование: дезинтегратор; турбулентный смеситель ; виброгрохот; вибростол; конвейер ленточный ; весовые дозаторы для песка, цемента, золы-уноса ; шнекоротор.
Нестандартное оборудование: бункер семисуточного запаса песка объемом 30 м³ ; бункер семисуточного запаса золы-уноса объемом 8м³ ;
бункер отсева объемом 2 м³ ; емкость воды затворения с подогревом объемом 3 м³ ; стеллажи для складирования отвешенного рубленого;
транспортеры подачи песка, подачи изделий на промежуточный склад и склад готовой продукции 30 п.м.; лотковый вибропитатель; литьевые
формы, полиэтиленовые вкладыши ; кассеты с пригрузом 20 штук; трубопроводная арматура, расходомеры.
Базальтофибробетонные трубные элементы мусоропровода ; трубы безнапорные.
Изготавливаются на установке «ВУ-2М» методом вертикального формования с горизонтальной распалубкой.

Оборудование уже изготовлено и действует.

Образцы тонких и прочных элементов из фибробетона

Состав агрегатно-конвейерной линии

формовочное оборудование:
– бетоноукладчик нижнего слоя,
– виброплощадка с подъемными путями,
– бетоноукладчик верхнего слоя с вибронасадкой,
– пути подъемные,
– установка для сушки,
– машина отделочная дисковая,
– подъемник с толкателем,
– снижатель,
– кантователь.

Транспортная система линии состоит из опорных и приводных роликов. Условием работы линии является наличие в начале и конце линии подъемно-передаточных тележек. Третья подъемно-передаточная тележка установлена на посту установки поддонов в конвейерную линию, что позволяет, не повредив опорных роликов, установить переналаженный поддон в линию.
Перемещение поддонов с поста на пост осуществляется как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Камера термообработки представляет собой 8-ми ярусную вертикальную камеру периодического действия.
Камера разделена на 4 отсека по 2 яруса. Каждый отсек имеет автономную систему теплоснабжения, что позволяет регулировать режим термообработки.
Ограждающие конструкции камеры выполнены из теплоизоляционного материала.
Каждый ярус оснащен шторными воротами.
Работа подъемника и снижателя предусматривается в 3-х режимах: ручном, автоматическом (релейная автоматика) и программно-электронном (компьютерном).
Продолжительность термообработки –15,3 ч. при температуре 70 °С.
Теплоноситель — «горячий» воздух, который подается калориферной паровоздушной системой (процесс автоматизирован).