Производство пенобетона в Сунтарском улусе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»

Инженерно-технический институт

Кафедра: «Производство строительных материалов изделий и конструкций»

СРС

По дисциплине: Сырьевые базы нерудных строительных материалов Якутии

«Производство пенобетона в Сунтарском улусе»

Выполнил:

ст. гр. ПиПСМИК -12

Степанов Ю. В.

Проверил:

Абрамова П.С.

Якутск, 2014 г.



Содержание

Введение

1. Сунтарский улус

2. Сырье для производства пенобетона

3. Технология производства пенобетона

4. Технологическое оборудование

5. Охрана труда

6. Отходы и потери, образующиеся при производстве пенобетона

7. Экологические последствия производства пенобетона

8. Сферы применения пенобетона

Заключение

Использованная литература

1. 

Введение

Пенобетон - легкий ячеистый бетон, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка и воды, а также пены. Эта пена обеспечивает необходимое содержание воздуха в бетоне и его равномерное распределение во всей массе в виде замкнутых ячеек. Пену получают из пеноконцентрата. Очень удобно то, что блоки можно пилить, сверлить, фрезеровать. По своим характеристикам и потребительским свойствам данный материал наиболее близок к дереву, но имеет значительно большую долговечность. Пенобетон очень технологичен при укладке. Блоки из пенобетона имеют достаточно большой размер, при небольшой массе. Например, блок размером 500х300х200 весит от 18 до 28 кг в зависимости от плотности, что позволяет уменьшить трудозатраты. Бригада из 3 человек может справиться со сборкой дома из пеноблоков, площадью 120 м3, всего за 10-12 рабочих дней. Пенобетон используется в строительстве с 70-х годов более чем в 40 странах:

* для утепления крыш - плотностью до 300-400 кг/м3;

* для заполнения пустотных пространств (консервация шахт, реконструкция канализационных систем городов) - 600-1000 кг/м3;

* для изготовления строительных блоков - 700-800 кг/м3;

* заборов, балконных ограждений - 800-1000 кг/м3;

* для изготовления армированных и неармированных перегородок, стеновых панелей, перекрытий - 1200-1400 кг/м3.

То есть, данный продукт может быть использован как конструкционный, так и теплоизоляционный материал. К сожалению, у некоторых людей сохранилось предубеждение о низкой конструктивной прочности пенобетона. Во времена СССР действительно применялись устаревшие технологии, которые не позволяли выпускать пенобетон с высокими характеристиками по прочности. В настоящее время возможно использование пенобетона для строительства несущих стен в домах из нескольких этажей. Основное отличие пенобетона от других строительных материалов это высокие теплоизоляционные качества. 30 см пенобетона по теплоизоляционным качествам равны 75-90 см керамзитобетона или 150-180 см кирпича. Альтернативой использованию пенобетона может быть строительство крепости с метровыми кирпичными стенами или оплата собственными деньгами нагрева воздуха вокруг вашего дома. Если тепло не будет теряться через стены вашего дома, то даже использование электрических обогревательных систем не отразится на вашем бюджете.



1. Сунтарский район

Сунтарский улус (райомн) (якут. Сунтаар улуу?а) -- муниципальное образование на западе Якутии. Административный центр -- село Сунтар.

· География

Площадь -- 57,8 тыс. кмІ

Улус расположен в среднем течении реки Вилюй. Граничит на севере и северо-востоке с Нюрбинским улусом, на востоке -- с Верхневилюйским на юго-востоке -- с Олёкминским, на юго-западе -- с Ленским, на западе -- с Мирнинским. Рельеф плоскогорный. На севере улуса -- Вилюйское плато, на юге -- Приленское плато.

· Природные условия

Основной и широко распространённой лесообразующей породой являются лиственничные, еловые и сосновые леса. Местами встречаются березовые рощи. Луга по берегам озёр и реки Вилюй составляют основу кормовой базы животноводства.

Животный мир улуса богат и разнообразен. Главными промысловыми животными являются: соболь, белка, горностай, ондатра, заяц, лиса, колонок.

Средняя температура января ?33…?35 °С, июля +17…+19 °С. Осадков выпадает 250--300 мм в год. Устойчивый снежный покров устанавливается в середине октября. Полностью сходит в середине мая. Безморозный период длится 80 дней -- с 5 июня до 25 августа.

· Экология

В улусе сложилась тяжелая экологическая ситуация. Алмазодобывающая промышленность и гидроэнергетика (в Мирнинском районе, выше по течению Вилюя) явились причиной деградации не только речной экосистемы, но и социальной и этнической среды коренного населения.

· Население. Плотность населения -- 0,46 чел./кмІ (2002).

Основная часть населения -- якуты (92,5 %). Здесь также живут: русские (5,0 %), эвены (0,2 %), эвенки (0,2 %), и другие национальности (2,1 %).

· Административное деление[править | править вики-текст]

В состав улуса входят 26 муниципальных образований, объединяющие 39 населённых пунктов[8]:

* сельское поселение Аллагинский наслег (село Аллага),

* сельское поселение Арылахский наслег (село Усун-Кюёль),

* сельское поселение Бордонский наслег (село Сарданга),

* сельское поселение Вилючанский наслег (село Хордогой, село Оюсут),

* сельское поселение Жарханский наслег (село Арылах (Жархан)),

* сельское поселение Илимнирский наслег (село Илимнир),

* сельское поселение Кемпендяйский наслег (село Кемпендяй, село Чайыгда),

* сельское поселение Крестяхский наслег (село Крестях),

* сельское поселение Куокунинский наслег (село Куокуну),

* сельское поселение Кутанинский наслег (село Кутана, село Тумул),

* сельское поселение Кюкяйский наслег (село Кюкей),

* сельское поселение Кюндяйинский наслег (село Кюндяе, село Эльгян, село Харыялах),

* сельское поселение Мар-Кюёльский наслег (село Мар-Кюёль),

* сельское поселение Нахаринский наслег (село Нахара),

* сельское поселение Сунтарский наслег (село Сунтар),

* сельское поселение Тенкинский наслег (село Тенкя),

* сельское поселение Тойбохойский наслег (село Тойбохой),

* сельское поселение Толонский наслег (село Толон),

* сельское поселение Туойдахский наслег (село Туойдах),

* сельское поселение Тюбяйский наслег (село Тюбяй, село Нерюктяй),

* сельское поселение Тюбяй-Жарханский наслег (село Арылах, село Миляке, село Ыгыатта),

* сельское поселение Устьинский наслег (село Устье),

* сельское поселение Хаданский наслег (село Агдары, село Толон, село Эйикяр),

* сельское поселение Хоринский наслег (село Хоро),

* сельское поселение Шеинский наслег (село Шея, село Комсомол, село Бясь-Шея),

* сельское поселение Эльгяйский наслег (село Эльгяй, село Бордон 3-й).

· Культура

Сунтарская земля известна вековыми культурными традициями, успехами в земледелии и животноводстве, кустарном производстве и ремесленничестве. Здесь жили и работали многие выдающиеся люди, которые внесли заметный вклад в социально-экономическое и духовное развитие Якутии.

В улусе функционирует более 40 различных музеев, среди них:

* Эльгяйский музей природы имени Б. Н. Андреева, ныне Эльгяйский региональный музейно-экологический центр имени Б. Н. Андреева

* Тойбохойский краеведческий музей имени Г. Е. Бессонова.

* Музей народного творчества.

* Сунтарский музейный комплекс имени С. А. Зверева -- Кыыл Уола (образован Постановлением Правительства № 381 от 17 июля 2000 года в целях увековечивания памяти Сергея Афанасьевича Зверева).

* Виртуальный исторический музей «Крестях -- родина первых якутских алмазов»

· Экономика

Главной отраслью является сельское хозяйство.

В последние годы наблюдается тенденция роста производительных сил, постепенного развития местной промышленности. Положение в народном хозяйстве стабилизируется, и это становится основой дальнейшего развития экономики и социально-культурной сферы. Улус занимает первое место по экономическому развитию среди сельскохозяйственных улусов Якутии.[9]

Улус богат природным газом, нефтью, каменным и бурым углём, цеолитом, медью и поваренной солью.

Услуги телефонной связи предоставляет компания «Сахателеком». Также в районном центре с. Сунтар услуги сотовой связи предоставляют компании МТС и Мегафон.

Транспорт

По территории улуса проходит автодорога федерального значения «Вилюй» («Якутск--Вилюйск--Нюрба--Мирный»).

Пристани на реке Вилюй -- Сунтар, Шея, Эльгяй, Крестях.

В Сунтаре имеется аэропорт. Осуществляются регулярные рейсы по маршруту Якутск-Сунтар-Якутск на воздушных судах Ан-24 и Ан-140.

Люди, связанные с улусом[править | править вики-текст]

* Попов, Леонид Андреевич (1919, Арылахский наслег -- 1990) -- якутский писатель.

* Бессонов, Георгий Евдокимович (1915--2005) -- учитель средней школы (село Тойбохой), Герой Социалистического Труда.

· Промышленность

Промышленность района представлена добычей угля, цеолита, соли, заготовкой древесины, производством строительных материалов, пищевой промышленностью, ювелирно-гранильным производством. Производство поваренной соли на Кемпендяйском сользаводе в настоящее время осуществляется методом естественного вымораживания хлоридно-натриевого рассола, самоизливающегося из природного источника. На территории Сунтарского улуса сосредоточены большие запасы цеолитов. Хонгуринское месторождение находится в 35 км от с. Кемпендяй. В нем завершены разведочные работы и утверждены запасы. Месторождение подготовлено к промышленному освоению и разрабатывается дешевым открытым способом. На данный момент в ООО «Сунтарцеолит» есть дробильно-сортировочная установка, состоящая из дробилочных, питательных, транспортерных и фракционных секций. Ее выходной продукцией является цеолитовая мука до 3 мм, фракции 3-10 мм и фракции 10-20 мм. В Сунтарском улусе широко используются механизмы предоставления субсидий и кредитования. Так, посредством кредитования через Фонд развития малого предпринимательства ведется организация современного производства пенополистирола, пластиковых окон, арболитовых мелкоштучных блоков, пенобетона, полистиролбетонных мелкоштучных блоков. Высокими темпами растет спрос на строительные материалы. В связи с этим наметились позитивные тенденции в развитии индивидуального предпринимательства в сфере изготовления современных стройматериалов. Помимо производства материалов из древесины в улусе активно развивается производство новых видов строительных материалов. На территории Сунтарского улуса известны 48 месторождений и проявлений строительных материалов, в том числе строительного камня - 13, песчано-гравийного сырья - 10, строительного песка - 5, глинистых пород для дорожного строительства - 1, комплексных месторождений (ПГС, строительный песок, строительный камень, кирпичное сырье) - 3, керамзитового сырья - 2, кирпичного сырья - 3, сырья для извести - 3, цементного сырья - 3, гипса - 5.

Сырье для производства в Сунтарском районе.

Полезные ископаемые Сунтарского улуса Республики Саха (Якутия).

· Рудные полезные ископаемые.

Алмаз. Первый алмаз на территории Якутии был найден в 1949 г. На галечнике р. Вилюй близ села Крестях Сунтарского района геологической экспедицией Г.Х. Файнштейна. Потом в 1954 г. Л.А. Попугаева нашла первое коренное кимберлитовое месторождение и назвала его «Зарница». С тех пор в Западно-Якутском алмазоносном бассейне геологи выявили и разведали свыше 800 кимберлитовых трубок, из них промышленное значение имеют 150, а используется 11 самых богатых, близкорасположенных от дорог, например Мир, Удачный, Айхал, Интернациональный, Эбэлях и другие.

· Нерудные полезные ископаемые.

Каменная соль (галит). В Якутии издавна известно и найдено 5 мощных соленосных бассейна: Кемпендяйский в Сунтарском, Солянский и Березовский в Олёкминском, Нордвинский в Анабарском и Пеледуйский в Ленском улусах. Из них наиболее перспективным для разработки является Солянский бассейн, который отличается большими запасами (1 млрд. тонн) и высоким качеством соли. В Кемпендяйском бассейне под землей тоже есть много соляных куполов с большими запасами очень чистой соли.

Цеолит. В Сунтарском улусе найдено месторождение цеолита, представляющую собой целую гору. Сейчас цеолит используют для приготовления фильтров для очистки воды, так как он является молекулярной ситой с высокой избирательностью адсорбции, в перспективе можно использовать в нефтепереработке для резкого увеличения выхода бензина, в сельском хозяйстве в качестве удобрения и подкормки, а также в местах прорыва подземных ядерных взрывов в качестве «селективной ловушки» и очистки территорий.

· Топливно-энергетические ресурсы.

На территории нашего улуса имеются нетронутые запасы нефти и газа.

Уголь. Запасы угля имеются в достаточном количестве в Кемпендяе.

· Драгоценные и поделочные камни.

В алмазоносных кимберлитовых трубках, наряду с алмазами находится группа минералов, так называемые гранаты и его разновидности: красные -- пиропы, желтовато-зеленые -- хризолиты, используются как ювелирные камни.

На территории Сунтарского улуса имеется также минеральный источник с целебными свойствами. Это озеро Мохсоголлох в Кемпендяе. На базе этого озера работает старейшая здравница Якутии -- Кемпендяйская грязелечебница.

На сегодняшний день на территории Сунтарского улуса известны 48 месторождений и проявлений строительных материалов, в том числе строительного камня -13, песчано-гравийного сырья - 10, строительного песка -5, глинистых пород для дорожного строительства - 1, комплексных месторождений ( строительный песок, строительный камень, кирпичное сырье) - 3, керамзитового сырья - 2, кирпичного сырья - 3, сырья для извести - 3, цементного сырья - 3, гипса - 5.

2. Сырье для производства пенобетона

1. Вода - должна быть отфильтрована, чистая. Температура воды при подаче в смеситель должна составлять 30-40°С. Так же имеет значение жесткость воды - чем она выше, тем хуже вспенивается пенообразователь. Так что если вода слишком жесткая, необходимо использовать промышленные или бытовые умягчители. Для нашего производства вода поставляется из местных источников (р. Вилюй).

2. Фракция песка должна составлять 2 мм и меньше; глинистые вложения могут присутствовать не более 1,5%, а лучше, если их практически нет. Недопустимо наличие в песке илистых компонентов. В производстве может быть использован песок из местных месторождений, или поставляться из Ньюрбинского района.

3. Марка цемента зависит от рецептуры, и должна быть М500 или М400 без добавок. Основное влияние на качество цемента оказывает высокое содержание трехкальциевого силиката (так называемого алита), который обладает свойствами быстротвердеющего гидравлического вещества высокой прочности. Двухкальциевый силикат (белит - медленнотвердеющее гидравлическое вяжущее средней прочности. Трехкальциевый алюминат твердеет быстро, но имеет низкую прочность. Изменяя минералогический состав цемента, можно варьировать его качество.

Наиболее широкое применение в производстве ячеистых бетонов получил портландцемент марок 400-500 (М400, М500). Для более точной характеристики его свойств следует оговаривать количество минеральных добавок. Например, в ПЦ-500Д0 - их до 5%, а в ПЦ-500Д20 - до 20% и т.п.

Известь. Требуемая технология ячеистого бетона может определять известь в качестве основного вяжущего. При этом особое внимание уделяют значительному количеству активных окиси кальция (СаО) и магния (МgО). Общая активность извести не должна быть менее 75%, количество МgО - не более 1,5%. В производстве можно применять известь - молотую кипелку и пушонку. Известь должна быть равномерно обожженной. Двуводный гипс, добавляемый в бетонное тесто для замедления скорости гашения молотой извести-кипелки, должен иметь тонкость помола, характеризуемую остатком на сите № 02 не более 3 %. Допускается применять полуводный гипс вместе с добавкой поташа.

4. При выборе пенообразователе стоит обратить внимание на его взаимодействие с другими химическими составляющими пенобетона, в том числе и со смазкой.

5. Смазка форм должна быть качественная, сертифицированная. Не стоит использовать отработки или другие масляные смазки, так как это отрицательно сказывается на качестве изделий.

3. Технология производства пенобетона

Характеристика изделия и требования стандартов, предъявляемые к нему

Наименование изделия	Эскиз	Размеры, мм	Марка	Объем изделия	Примечание
		1	b	h	По прочности	По плотности
	Пенобетонные блоки

Размещено на http://www.allbest.ru/

200	200	400	М35	D600	0.016	-

Пенобетон представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый путём вспенивания предварительно приготовленного шлама (теста) с помощью пенообразователей и отвердевания в различных условиях (автоклавная обработка или пропаривание).

Блоки пенобетонные - прочный, лёгкий и удобный строительный материал.

Пенобетонные блоки плотностью от 400 кг/м² применяются как стеновой материал в малоэтажном или монолитном строительстве.

Пористость пенобетона: в процессе вспенивания пенобетон увеличивается в объеме вверх, поэтому часть пор имеет не сферическую, а вытянутую в этом направлении форму. Это влияет на прочность пенобетона, причем колебания прочности его в разных направлениях могут составлять до 20%. Пенобетон имеет закрытые и открытые, т.е. сообщающиеся поры.

Размеры отдельных пор у всех ячеистых бетонов примерно одинаковы; средний размер пор составляет от 0,6 до 0,8 до 2-2,2 мм.

У теплоизоляционно-конструкционных ячеистых бетонов общая объемная пористость составляет 50до 60%.

Водопоглощение. Пористая структура у пенобетона закрытая (поры имеют почти 100% закрытость), в отличие от открытой пористой структуры газобетона и подобных материалов (легкий пенобетон способен плавать в воде несколько недель). Как следствие - пенобетон устойчив к переменному замораживанию, оттаиванию, а это придает ему также и высокую морозоустойчивость.

Энергосбережение. Неавтоклавный пенобетон, по сравнению с автоклавным пено- или газобетоном, позволяет резко снизить затраты на утепление стен и крыш домов и значительно сократить сроки строительства. Достигается это за счет экономии электроэнергии при производстве пенобетона, уменьшения числа рабочих, дешевизны составляющих пенобетона и отсутствием сложной строительной техники.

Теплоизоляция. Из-за ячеистой структуры пенобетон имеет очень низкую теплопередачу. Это означает, что в большинстве случаев использование дополнительной изоляции в полах и стенах не нужно.

Акустические свойства пенобетона такие, что звук поглощается не отражаясь, в отличие от стен из тяжелого бетона или кирпича. Особенно хорошо пенобетоном поглощаются низкие шумовые частоты. Поэтому он часто используется как звукоизолирующий слой на плитах конструкционного бетона, чтобы ограничить шумовое пропускание перекрытий в многоэтажных жилых или административных зданиях.

Долговечность. Пенобетон, в отличие от минеральной ваты и пенопластов, теряющих свои свойства, со временем только улучшает свои теплоизоляционные и прочностные показатели, что связано с его долгим внутренним созреванием.

Морозостойкость ячеистых бетонов проверена положительным опытом применения их в строительстве.

Лабораторные испытания тоже подтверждают это. Так, потеря прочности пенобетона после 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания составляет для пенобетона марки 700-20%, а марки 1000-18%. Исследования показали, что на долю резервных пор в ячеистых бетонах приходится около 10% общего объема пор, заполненных водой, что является достаточным для расширения воды при превращении ее в лед.

Температуростойкость и огнестойкость. Температуростойкость ячеистых бетонов невысока. Предельные температуры применения изделий могут быть приняты примерно 400^оС. Скорость нагревания отражается на прочность изделий: быстрый нагрев способствует появлению трещиноватости скорее, чем медленное нагревание до той же температуры.

Ячеистые бетоны относятся к несгораемым строительным материалам. Изделия из них обладают более высоким пределом огнестойкости, чем из обычных плотных бетонов, благодаря большой пористости и низкой теплопроводностью.



Свойства пенобетона

Марка по средней плотности	Марка по прочности при сжатии	Класс по прочности при сжатии	Марка по морозостойкости (F)	Водопоглощение, %	Основное назначение
600	35	0.75		6…9	Тепло
Наименование изделия	Производственная программа
	в год	в сутки	в смену	в час
	м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.
Пенобетонные блоки	12000	750000	39,34	2458,75	19,67	1229,37	2,46	153,75

Теплофизические свойства ячеистого бетона по СниП II-3-79

Характеристики в сухом состоянии	Расчётная массовая влажность материала (при соблюдении условий эксплуатации), %	Расчётные характеристики (при соблюдении условий эксплуатации)
Плотность, кг/м2	Теплопроводность, Вт/м*°С		Теплопроводность, Вт/м*°С	Паропроницаемость, мг/м*час*Па
600	0.11	8..12	0,14..0,15	0,23

Режим работы, производственная программа

Для предприятий с автоклавной обработкой, т.е. выпускающих ячеистые бетоны автоклавного твердения, в году принимается 305 рабочих дней, формирование проводится в 2 смены. Продолжительность смены 8 часов.

При производительности 12 тыс. м³ в год изделий без брака. Брак на производстве составляет 5%.

Производственная программа цеха

Наименование изделия	Производственная программа
	в год	в сутки	в смену	в час
	м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.
Пенобетонные блоки	12000	750000	39,34	2458,75	19,67	1229,37	2,46	153,75

Характеристика сырьевых материалов

Основными видами сырья для изготовления автоклавных ячеистых бетонов служат песок, известь, вода и пенообразователи.

Песок используют преимущественно с содержанием 76-95% двуокиси кремния, хотя оптимально - не менее 90% SiO₂, не более 5% глины и 0,5 слюды. По остальным показателям песок должен удовлетворять ГОСТ 8736-74; он должен содержать несвязанной двуокиси кремния не менее 90%, сернистых и сернокислых примесей в пересчете на SO₃ - не более 2%, щелочей (в пересчете на Na₂O) - не более 0,9; пылевидных, илистых и глинистых частиц размером менее 0,05 мм - не более 0,5 %; зерен размером более 5 мм - не более 5%. Средняя насыпная плотность 1500 -т 1550 кг/м³. Дисперсность песка, после сухого или мокрого помола на заводах выпускающих пенобетон средней плотностью 320 - 500 кг/м³ с пределом прочности при сжатии 1- 1,6 МПа, должна быть 2300-300 и 2200-2500 см²/г - для газобетона средней плотностью 340-500 кг/м³ с пределом прочности 0,9-1,6 МПа. Получение песка необходимого гранулометрического состава, обеспечивающего наиболее плотную укладку компонентов смеси, возможно при мокром помоле части песка и совместном сухом помоле другой части с цементом.

Более прочный пенобетон получают из чистых песков с большим содержанием двуокиси кремния, что объясняется малым содержанием или полным отсутствием в цементирующим веществе включений или новообразований, снижающих прочность бетона.

При изготовлении пенобетонных блоков в Сунтарском улусе был использован песок местного месторождения с характеристиками, которые удовлетворяют требованиям ГОСТ 8736-74.



Характеристика песка

Месторождение песка	Содержание гравия, %	Частные (полные) остатки, %, на ситах, мм	Содержание пылеватых, илистых и глинистых частиц, %	Модуль крупности	Плотность, кг/м3
		2,5	1,25	0,63	0,316	0,16			насыпная	истинная
Кудровское	-	0,5 (0,5)	1,0 (1,5)	4,5 (6,0)	35,0 (41,0)	53,5 (94,5)	4,0	1,44	1390	2600

Характеристика цемента

Вид цемента	Завод изготовитель	Нормальная густота цементного теста, %	Сроки схватывания, час-мин	Предел прочности, МПа	Марка цемента	Содержание минеральных добавок, %
			начало	конец	изгиб	сжатие
Шлакопортландцемент	Топкинский	26,5	2-55	4-00	6,25	40,4	400	37

Минералогический состав цемента

Вид цемента	Завод изготовитель	Содержание минералов, %
		C3S	C2S	C3S	C4AF
Шлакопортландцемент	Топкинский	56-60	14-18	7-9	11-13

Расчет потребности сырья

Удельный расход компонентов сырьевой смеси на 1м³ изделий требуемого качества

Плотность ячеистого бетона, кг/м3	песок, кг	Вода, кг	Цемент	Техническая пена
600	180	220	320	1,5

Расход технической пены зависит от её марки, и не превышает 2 кг. на 1 м³ пенобетона.



Потребность сырья с учетом карьерной влажности и производственных потерь

Наименование материала	Расход на расчетную единицу кг/м3	Потребность материалов, кг
		в год	в сутки	в смену	в час
Вода	В сухом состоянии	220	2640000	8655,74	4327,87	540,9
	С учетом потерь	231	2772000	9088,5	4544,25	568
Техническая пена	В сухом состоянии	1,5	18000	59	29,5	3,68
	С учетом потерь	1.55	18600	60,98	30,5	3,8
Песок	В сухом состоянии	180	2160000	7081,96	3540,98	442,6
	С учетом карьерной влажности (3%)	189	2268000	7436,06	3718,03	464,7
	С учетом потерь	189	2268000	7436,06	3718,03	464,7
Цемент	Всухом состоянии	320	3840000	12590,16	6295,08	786,8
	С учетом потерь	336	4032000	13219,6	6609,8	826,2

4. Технологическое оборудование

Обоснование выбора технологической схемы.

Производство пенобетонных блоков можно вести как по агрегатно-поточному, так и по конвейерному способам. Но т.к у нас однотипные изделия небольшой номенклатуры эффективен все же конвейерный способ производства. Этот способ отличается от агрегатно-поточного гораздо большей производительностью, наличием меньшего количества крановых операций, большей мощностью технологических линий, меньшей трудоемкостью и возможностью почти полной автоматизации процессов.

При этом способе операции и посты расположены вдоль движения линии конвейера с изделиями.

Описание технологической схемы

Сущность процесса пенообразования при получении пенобетона состоит во взаимодействии технической пены со средой раствора. Если схватывание раствора произойдет раньше, чем закончится пенообразование, то дальнейшее выделение пены может вызвать разрушение начинающих твердеть пористых изделий.

Основная задача при этом заключается в том, чтобы обеспечить соответствие между скоростью реакции пенобразования и скоростью нарастания вязкости вяжущего теста или раствора. Выделение пены должно заканчиваться к началу затвердения раствора, когда он теряет свою подвижность.

Пенобетон изготавливают мокрым способом. При мокром способе производства Пенобетона помол песка осуществляется в шаровой мельнице с одновременной подачей в нее воды.

Мокрый помол песка наиболее рационален и экономичен.

Тонкость помола песка зависит от количества загружаемого песка в мельницу и степени наполнения ее камер мелющими телами. Полученный песчаный шлам проходит через сито для отделения неразмытых частиц, нарушаемых структуру пенобетона.

Шлам получают в силосах, расположенных над уровнем земли, которые наполняются им при помощи пневматических установок. Из шаровой мельницы шлам поступает в мерник-дозатор. При наполнении мерника шламом впускное отверстие его автоматически закрывается, сжатый воздух под давлением 6 - 8 атмосфер входит в мерник и выталкивает шлам из мерника в силос.

Силосы опорожняются самотеком, для чего их размещают над дозаторами шлама и бетономешалками.

Шлам дозируют в открытой ванне дозатора, где его подогревают острым паром до температуры 40 - 45 ^оС.

Дозировку песка и цемента осуществляют весовыми дозаторами разных систем. Весьма точное должно быть при дозирование технической пены. Все компоненты пенобетонной массы смешиваются в пенобетоносмесителе, который может передвигаться при помощи мостового крана, кран балки или тельфера, а также по рельсовому пути.

Составные части пенобетонной массы загружаются в пенобетоносмеситель в следующей последовательности. Сначала заливается песчаный шлам, потом цемент. Смесь перемешивается в течении 5 мин. Затем добавляется в пенобетоносмеситель точно отмеренное количество технической пены в виде водной суспензии, продолжая перемешивания еще в течении 5 мин мешалкой, при этом вибрация и вращение лопастного вала продолжается.

Тщательное перемешивание массы имеет очень большое значение, так как при недостаточном смешивании пенобетон может иметь неодинаковую по величине и неравномерно распределенную пористость, что снижает его прочность и ухудшает теплоизоляционные свойства. Но и слишком долго перемешивать суспензию технической пены с раствором нельзя, так как пеновыделение может начаться уже в пенобетоносмесителе после заливки в формы пенобетонная масса не даст нужного вспенивания.

Полученная бетонная масса с заданными значениями пористости, достигнутыми в пенобетоносмесителях заливается в формы на полный объём, причём в дальнейшем значительного изменения пористости не происходит. Формы устанавливаются вдоль пути передвижения смесителя и после их заполнения смесью они не должны передвигаться или подвергаться сотрясениям вплоть до окончания процесса схватывания массы.

Заливаемая в формы масса должна иметь такую вязкость, чтобы до начала схватывания вяжущего вещества твердые, жидкие и пенообразные компоненты ее не разделялись и масса не расслаивалась.

Изделия выдерживаются в формах до автоклавной обработки не более 1часа в отапливаемом помещении, либо в камере микроклимата, после чего срезают горбушку и разрезают на изделия нужных размеров.

Иногда у пенобетонов горбушку не срезают, а выравнивают верхнюю поверхность специальным инструментом ещё до окончания схватывания вяжущих.

Горбушку срезают машинами типа К-386/3, в настоящее время на заводах ячеистого бетона применяют резательную технологию, обеспечивающую высокую точность размеров, прямолинейность граней и отсутствие масляных пятен на поверхности. Благодаря резательной технологии повышается степень заполнения автоклава, снижается металлоемкость производства, резко уменьшается количество ручных операций.

Затем идет тепловлажностная обработка изделий. 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 (175-190^оС). 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 175-190^оС, 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.

Оборудование

Помол песка производится в шаровой мельнице мокрым способом. Большинство мельниц имеет три камеры, длину до 13 м, диаметр 2,2 м, частоту вращения 23 мин^-1. Мощность электропривода до 600 кВт. Производительность 9-16 т/ч.

Передвижной пенобетоносмеситель СМ-553 вместимостью 4 м³ имеет привод для передвижения со скоростью 0,64 м/с, снабжена лопастной мешалкой с частотой вращения 49,5 мин ^-1. высота, ширина и длина установки - соответственно 3580,2720 и 2750 мм, масса 4060 кг.

Для повышения однородности смеси в вертикальной стенке корпуса пенобетоносмесителя вмонтированы турбинки диаметром 500 мм с частотой вращения 1000 мин ^-1.

Исходные компоненты загружаются через люки, имеющиеся в крышке; готовую пенобетонную массу выгружают через затвор шлангового типа. Под затвором располагается лоток, предназначенный для заливки пенобетонной смеси в форму, установленную на вдоль пути передвижения смесителя. Сколько пенобетоносмесителей требуется можно высчитать исходя из того, что время одного перемешивания составляет 10мин, то есть перемешивание проходит в 6 циклов за 1 час.

Технологическое и транспортное оборудование

Техническая характеристика автоклавов

Показатели	Длина автоклавов, м
	21
Тип автоклава	проходной
Внутренний диаметр, м	3,6
Раб. давление пара, МПа	1,0-1,6
Температура пара, °С	180-200,4
Ширина колеи вагонетки, мм	750
Количество загружаемых вагонеток, шт.	3
Габариты, мм длина ширина высота	23200 *2560 *3720
Масса, кг	32150

Длительность цикла работы автоклава, час

Операции	Вид изделий, давление пара, МПа
	Полнотелые камни
	р=0,8 МПа
Загрузка сырца	1,0
Закрывание крышек	0,2
Подъем давления пара: без перезапуска с перезапуском	1,3
Выдержка при максимальном давлении	8,0
Выпуск пара: без перезапуска с перезапуском	0,9
Открывание крышек	0,2
Выгрузка	0,25
Чистка автоклава	0,15
Общая длительность: без перезапуска с перезапуском	12

производство технология пенобетон отход

Характеристика автоклавов

Элементы характеристики	Показатели
Внутренний диаметр автоклава, мм	3600
Тип	Проходной
Рабочая длина, мм	21000
Рабочее давление, МПа (атм)	1,2 (12)
Рабочая температура, °С	190,7
Емкость рабочая, м3	235
Ширина колеи вагонетки, мм	1524
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	23240 4800 5500
Вес, кг	118740
Рабочий объем автоклава, м3	213,65

Техническая характеристика автоклавных вагонеток

Показатели	ТИП вагонетки
	К - 397/3 для автоклава 3600 мм
Грузоподъемность, т	50
Вес	2,078
Ширина кинем мм	1524
Габаритные размеры, мм длина ширина высота	6800 2000 312

Так как у нас вагонетка размерами 6800*2000 а изделия 400*200 то исходя из этих размеров можно высчитать количество изделий на вагонетки:

6800/400=17; 2000/200=10; 10*17=170 штук в одном ряду.

Но учитывая, что изделия можно уложить по высоте в 3 ряда то количество изделий на одной вагонетки будет равно:

3*170=510 штук.

Длина автоклава по техническим характеристикам равна 21000мм, то есть в него по длине войдет 3 вагонетки длинной 6800:

21000/6800?3 шт.

По техническим характеристикам за 12 часов в автоклаве пропаривается 1020 штук изделий на трех вагонетках. Но на нашем заводе за 16 часов пропарится должно 2459 штуки блоков. В результате можно посчитать сколько будет пропариваться изделий за 12 часов при нашей производительности изделий:

2459/х=16/12

из этого следует что х=3278,7 штук за 12 часов, но так как в автоклав максимально загружается 1020 штук то автоклавов потребуется:

3278,7/1020=2,14=3.

Характеристика электропередаточных мостов

Показатели	Электропередаточный мост
	СМ-543 для автоклава 03600 мм
Грузоподъемность, т	50,80
Колея моста, мм	6000
Колея вагонеток, мм	1524
Скорость передвижения моста, м/с	0,36
Мощность электродвигателя, кВт	18
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	8470 5000 1850
Вес, кг	11580

5. Охрана труда

При проектировании, строительстве и эксплуатации новых и реконструкции действующих предприятий по производству ячеистых бетонов необходимо руководствоваться "Общими правилами по технике безопасности и промышленной санитарии для предприятий промышленности строительных материалов". Неблагоприятные условия труда могут быть в основном обусловлены повышенной концентрацией пыли и влаги в помещении; недостаточной тепловой изоляцией аппаратов; ненадежным ограждением вращающихся частей механизмов и т. п.

Все вращающиеся части приводов и других механизмов должны быть надежно ограждены, токоподводящие части изолированы, а металлические части механизмов заземлены на случай повреждения изоляции. Звуковая и световая сигнализация должна предупреждать о пуске любого оборудования, а также о неисправностях или аварийных ситуациях.

Агрегатами повышенной опасности являются тепловые установки. Обслуживающий персонал допускается к работе только после проверки знаний и правил их эксплуатации. Сушильные установки должны, как правило, работать под разрежением. Сушильные цехи оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией.

Все производственные источники теплоты (корпуса агрегатов, трубопроводы и т. п.) должны быть обеспечены устройствами и приспособлениями, резко ограничивающими выделение конвекционной или лучистой теплоты в рабочем помещении. Температура нагретых поверхностей оборудования в месте нахождения обслуживающего персонала не должна превышать 45°С.

6. Отходы и потери образующиеся при производстве пенобетона

Объем отходов пенобетона в виде производственного брака невелик.

Ячеистые бетоны в соответствии с ГОСТ 25495- неавтоклавный пенобетон. Пенобетон имеет преимущественно замкнутую пористость.

Лом неавтоклавного пенобетона может быть пущен в производство блоков после двухстадиального дробления. При этом в первой стадии дробления рекомендуется применять облегченные конструкции дробилок со сложным качанием щеки. В нашей практике эксплуатируется подобная дробилка с удлиненной щекой и разгрузочной щелью, регулируемой в пределах 5"20 мм. Дробилка позволяет дробить обломки пенобетона крупностью до 350"400 мм в двух измерениях со степенью сокращения 20"25. Масса дробилки 60 кг без станины, установленная мощность привода 3-4 кВт. Производительность облегченных щековых дробилок при переработке отходов ячеистых бетонов составляет 0,5"0,8 м3/ч.

Вторая стадия дробления осуществляется в быстроходной валковой дробилке, позволяющей получить 70% продукта крупностью мельче 0,4 мм с максимальным размером единичных зерен 1,2 мм. Такой продукт также можно непосредственно использовать в производстве пенобетона по классической схеме.

Благодаря простоте конструкции и малой массе обе упомянутые дробилки отличаются высокой ремонтопригодностью; их легко эксплуатировать даже в системе малого бизнеса при отсутствии специализированной механической службы. Одним из наиболее серьезных вопросов их эксплуатации является смазка узлов подшипников дробилок. Даже при относительно невысокой прочности дробимого материала эти узлы работают в условиях запыленности и большой энергонапряженности, обусловленной высокой степенью сокращения дробимого материала. Это требует особого внимания к подбору смазочных материалов.

Фракция -50+5 мм находит применение в качестве теплоизолирующей засыпки, что не слишком рентабельно, так как она может быть реализована только в ценовой категории керамзитов. Фракция -12 +1 мм находит применение в качестве абсорбирующего носителя для очистки и кондиционирования бытовых и промышленных сточных вод. После удаления пылевидной фракции и соответствующей модификации поверхности абсорбирующий носитель может быть использован как в режиме одноразового (сменяемого) продукта, так и в режиме регенерируемого продукта. Такая фракция обладает более высокой добавленной стоимостью и обеспечивает рентабельность переработки.

7. Экологические последствия производства пенобетона

Отрицательные последствия для экологии при производстве пенобетона не наблюдаются. В качестве исходного сырья используются только экологически чистые природные компоненты: цемент, песок, вода. Ядовитые и токсические материалы не применяются. Пенообразователь Ареком-4 является экологически чистым, биоразлагаемым продуктом. Внешний вид однородная прозрачная жидкость светло-коричневого цвета Плотность 1000-1200 Водородный показатель (рН) пенообразователя, в пределах 8-9. При производстве пенобетона используют биологически разлагаемые смазки (например, Компил), что позволяет получать экологически чистую и внешне привлекательную продукцию. Пенобетон не горит, обладает высокой противопожарной устойчивостью, что делает его привлекательным материалом при возведении огнестойких конструкций. Если при производстве пенобетона возникающий брак, не выкидывается на свалку, тем самым, загрязняя окружающую среду, а подлежат дроблению и повторному использованию.

При производстве пенобетона, даже в больших промышленных масштабах, нет вредных для экологии выбросов и отходов.

Коэффициент экологичности пенобетона, по данным Минздрава Украины, составляет 2,0 и уступает только древесине (коэффициент 1,0). Он "дышит", регулируя влажность в здании. Преимущества ячеистого бетона - его теплоизоляционные свойства, используемые как в теплых, так и в холодных климатических условиях. Материал не гниет и не горит, в отличие от дерева, не ржавеет, по сравнению с металлом. Он не стареет. Обладает свойствами дерева и камня одновременно.

8. Сферы применения пенобетона

Пенобетон всё чаще применяется в строительстве жилья, воздвижении гражданских и промышленных объектов. Свою растущую популярность пенобетон обеспечил за счёт удачного сочетания эксплуатационных характеристик, благодаря которым он выигрывает в сравнении с другими материалами, используемыми в строительстве: пенобетон прочный, экологичный, лёгкий, простой в обработке, и при этом недорогой.

Область применения пенобетонных блоков действительно очень велика, самые популярные случаи их использования -- это:

· Малоэтажное строительство: дачи, дома, коттеджи. В результате получите тёплый и комфортный дом, в котором не будет холодно зимой и душно летом. Лёгкость пенобетонных блоков кроет в себе важный плюс -- уменьшение нагрузки стен на фундамент будущего жилища, также их малый вес коренным образом влияет на ускорение темпов строительства. Также возведение коттеджа из пенобетонных блоков выйдет намного дешевле, чем применение кирпича или обычного бетона.

· Возведение внутренних и наружных стен.

· Строительство внутренних межкомнатных перекрытий и перегородок.

· Надстройка дополнительных этажей, мансард.

· Обустройство кровли. Защитить от внешних воздействий окружающей среды и механических повреждений может только проверенный материал с надёжными свойствами. Пенобетон убережёт крышу от этих и многих других неприятностей, обеспечив защиту на должном уровне.

· Утепление конструкций. Как мощный теплоизолирующий материал, пенобетонные блоки часто используются для утепления пола и стен.

· Дополнительная шумоизоляция стен и перекрытий.

· Возведение морозильных камер. Пористая структура пеноблока позволяет сохранять температуру внутри помещения на одном уровне, следовательно, блоки пригодны для таких конструкций.

· Строительство бань. Блоки изготавливаются из экологически чистого пенобетона, который не гниёт, не накапливает в себе влагу, не пропускает холода и по всем остальным характеристикам очень близок к дереву -- традиционному материалу для постройки бань.

· Для строительства более мелких сооружений (объектов) -- гаражей, садовых домиков, обустройства пространства двора дома и т.д.

Важно знать, что где бы ни применялся пенобетон, со временем он не утрачивает своих полезных качеств, а лишь приумножает их. Разнообразие использования пеноблоков сегодня можно встретить повсеместно: из них строят высотные здания и таунхаусы, производственные площади и автомойки, реализуют специальные проекты жилья.



Заключение

В данной работе была рассмотрена возможность эксплуатации завода по производству пенобетона в автоклавных установках, в Сунтарском районе. Основное сырье как вода песок, а также известь могут добываться непосредственно на месте производства, что значительно облегчает эксплуатацию завода. Также на местности Хонгуруу добывается цеолит, который можно применят как фильтры для очистки воды. Отходы от производства могут применятся частными лицами для улучшения дорог на сельской местности.

Продукты производства будут дешевле, продукций других производителей, что даст больший стимул развития Сунтарского улуса.

К недостаткам можно отнести трудности по транспортировке цемента и вспенивателей из других регионов, из-за плохо развитой инфраструктуры региона.



Список использованной литературы

1. Верещагин О.Н. История развития строительства из ячеистых бетонов и пенобетона как их разновидности. Строительная альтернатива. 2002г.

2. Кудряшев И.Т., Куприянов В.П. Ячеистые бетоны. Учебник для ВУЗов. М., Госстройиздат, 1959г.

3. ТУ 5870-001-21655395-2000 Пенобетон. Технические условия.

4. Пинкер В.А. Пенобетонов в современном строительстве / Строительная альтернатива 2002г.

5. Портик А.А. «Все о пенобетоне» (http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-130-penobeton/index.htm)

Размещено на Allbest.ru

...