Технологические мероприятия по ускорению схватывания газосиликатной массы в камерах вызревания ООО «КДСМ»

    Мокрый  способ предусматривает совместный помол извести и кремнеземистых компонентов (песка, золы, шлака и т. п.) в шаровой или вибромельнице в присутствии воды с целью получения шлама. Возможен также вариант мокрого помола кремнеземистых компонентов (получение шлама), сухого помола известково-кремнеземистого вяжущего и смешение вяжущего со шламом, обеспечивающее получение суспензии требуемой текучести.

    Сухой способ предусматривает совместный помол сырьевой шихты, состоящей  из извести, кремнеземистого компонента и цемента без добавления воды.

    Если  есть возможность выбора, то предпочтение следует отдать мокрому помолу, так  как он менее энергоемкий по сравнению  с сухим (на 10—15%), а так же более интенсивный.

    В обоих случаях для ускорения процесса помола целесообразно вводить ПАВ в количестве 0,1—0,3 % массы сухих компонентов смеси. 

    Усреднение  и хранение песчаного шлама производят в шламбассейнах. Расчетную плотность  шлама принимают:

    - при вибро- и ударной технологии 1700 кг\м3

    - при литьевой технологии 1600 кг\м3

    Условия, при которых после отключения виброплощадки в период стабилизации газовыделения происходит быстрое восстановление разрушенной вибрацией структуры, блокирующей уход газовых пузырьков и препятствующей осадке смеси, являются оптимальными при вибровспучивании. Мелкие поры, получаемые при использовании вибротехнологии, обусловливают малую подъемную силу пузырьков и соответственно более легкую блокировку в массиве. В момент прекращения вибровоздействия ячеистая смесь должна «застыть», зафиксировав свою макроструктуру.

    В качестве газообразующего компонента применяют водоалюминиевую суспензию, которую готовят из алюминиевой пудры или из пасты в специальной установке, обеспечивающей взрывобезопасность ее приготовления.

    Для дозирования вяжущих, шлама и  воды применяют весовые дозаторы с электронно-тензорезисторными устройствами с точностью для вяжущего ±1%, а для кремнеземистого компонента ±2%.

    Газобетонную  смесь готовят в гидродинамическом  или вибросмесителе. Последовательность загрузки сырьевых материалов следующая: песчаный шлам+ вода+ вяжущее или вода+ сухой песок+ вяжущее+ добавки. После 2-х мин. Перемешивания в смеситель подают заданное количество суспензии алюминиевой пудры и смесь перемешивают еще 1-2 мин. 

    Формование

    Технология  формования выбирается в зависимости  от номенклатуры выпускаемой продукции и исходного сырья в соответствии с технологическим регламентом.

    Формование  изделий из ячеистого бетона может  быть осуществлено по одной их схем:

    - агрегатно-поточная в индивидуальных форма -  эта схема предусматривает перенос формы с изделием от поста к посту. Для нее характерна низкая автоматизация процесса;

    - агрегатно-поточная с механизированной  разрезкой массива;

    - конвейерная с механизированной  разрезкой массива – характеризуется полной автоматизацией процесса.

    Формование  изделий включает подготовку форм, укладку в формы арматурных каркасов и закладных деталей, заполнение форм бетонной смесью, предварительное выдерживание отформованных изделий.

    Подготовка  форм предусматривает их очистку, смазку и подогрев до 40°С. 

    Формование  может происходить двумя способами:

    - вибро – и ударной технологии;

    - литьевой технологии (медленный,  но простой по сравнению с  вибро- и ударной технологией).

    При литьевой технологии ячеисто-бетонные смеси отличаются повышенной подвижностью за счет высокого водозатворения (В/Т=0,45…0,65; текучесть по Суттарду 22—44 см). Вспучивание массы происходит в неподвижных формах в течение 20—50 мин, вызревание — 4—6 ч. Повышение В/Т требует высокомарочных вяжущих и увеличения их расхода, увеличивает продолжительность цикла производства изделий.

    Суть  вибрационной технологии изделий из газобетонов состоит в более  низком водозатворении сырьевой смеси (В/Т=0,3..0,4; текучесть по Суттарду 9—12 см) и в интенсификации процесса вспучивания при применении вибровоздействия за счет использования явления тиксотропии (разжижения) и ускорения хода реакции газовыделения. Продолжительность вибровспучивания — 10±2 мни. Способ впервые в мировой практике разработан и применен в нашей стране.

    Известно, что при отсутствии активного воздействия, т. е. при напряжениях, не превышающих напряжений предельного сдвига, ячеистые смеси ведут себя как типично твердые тела. Картина резко меняется при приложении к ним вибрации, при определенных режимах которой коагуляционная структура ячеистой смеси с пленочными неводостойкими контактами может полностью потерять свои пластические свойства.

      Поризация смеси осуществляется на стадии формирования материала за счет взаимодействия газообразователя (алюминиевой пудры) с известью. Образующийся в результате коррозии алюминия водород выделяется в свободном состоянии в виде газовых пузырьков, используемых для вспучивания газобетонной массы. Данная технологическая стадия является весьма ответственной, предопределяющей формирование пористой структуры материала.  

    «Горбушку»  срезают механизированным способом при достижении поверхностным слоем пластической прочности 0.01 -0.015 МПа или прикатку изделий при пластической прочности 0.015- 0.02 МПа,

    Подъем  форм с изделиями или массивами  производят шарнирными траверсами или специальными захватами, предотвращающими перегас форм.

    При производстве мелких блоков и панелей  для разрезки массивов применяют различные комплексы резательных агрегатов типа «Универсал—60», «Виброблок» и др.

    Отходы  смеси, полученные при срезке «горбушки», разрезке мисси нов, повторно используют путем перекачки перемешанной с водой «горбушки» в смеситель.

    Твердение отформованных изделий в индивидуальных формах или полученных в результате разрезки массивов производят в автоклаве.

    Распалубку  после выгрузки изделий из автоклава производят при разности температуры поверхности изделий и окружающего воздуха не более 40 °С, Продолжительность остывания крупно-размерных изделий в формах до распалубки должна быть не менее 4 ч. 
 

2.2 Описание технологической схемы производства газосиликатных стеновых камней с учетом рекомендаций по ускорению схватывания газосиликатной массы

       Песок завозится на рабочую площадку и  выгружается в песочный бункер. Песок загружается в загрузочную воронку, откуда он поступает в шаровую мельницу  по конвейерной ленте с системой взвешивания. Сюда же, в шаровую мельницу, подается вода, известь и ускоритель схватывания (сульфат натрия). Здесь будет происходить гашение извести:

       CaO + H₂O = Ca(OH)2, экзотермический процесс.

       Механизм  действия сульфата натрия заключается в том, что реагируя с гидратом окиси кальция, выделяющимся из цемента, он образует гипс по формуле: 

       Ca(OH) + Na₂SO₄ + nH₂O = CaSO4 x 2H₂O + 2NaOH + H₂O

       NaOH + Al = Na₂O x Al₂O₃ + H₂ ↑

       Образующийся  мелкодисперсный гипс реагирует с трехкальциевым гидроалюминатом (3СаО*Al₂О₃*6Н₂О) и способствует гидросульфоалюминатом кальция (3СаО*Al₂О₃*3СаSO₄*31Н₂О).

       Песок перемалывается с водой, известью и  сульфатом натрия до состояния жидкого раствора, который насосом загоняется в шламбассейн

       По обводной трубе из бункера с песочным раствором он перекачивается через охлаждающую систему для раствора, чтобы получить раствор приемлемой температуры (около 40^о С).

       Алюминиевый порошок поставляется в бочках. Алюминий дозируется винтовым конвейером в рассеивающем резервуаре, наполненном водой, в присутствии ПАВ. После перемешивания с помощью мешалки алюминиевая суспензия дозируется и выливается в смеситель.

       Вяжущие вещества на предприятие доставляются ж/д транспортом и автоцементовозами. Эти материалы хранятся в силосах. Вяжущие вещества (гипс и цемент) взвешиваются дозаторами и загружается в смеситель.

       Компоненты  в смесители смешиваются в  определенной последовательности: песчаный шлам + вода + цемент, гипс + алюминиевая суспензия.

       В перемешивающем устройстве исходный материал перемешивается до получения однородной смеси, затем выливается в форму. 

       Форма, помимо своего прямого назначения, также служит платформой для транспортировки блоков при изготовлении на более поздней стадии. Форма смазывается смазкой и переправляется в секцию разливки, где стоит, пока перемешивающее устройство не будет готово для разливки смеси.

       После разливки  форма перемещается по транспортеру в созревающую секцию.  В созревающей секции свежая смесь  затвердеет до требуемой прочности (0,01-0,015 МПа).

       Образование гидроалюмината кальция и пористой структуры:

       2Al + 3Ca(OH)₂ + 6 H₂O -> 3CaO∙ AL₂O₃∙6 H₂O + 3H₂ ↑(поры) 

       После выдержки в созревающей камере массив перемещают из камеры созревания  тем же многофункциональным транспортером, который устанавливает форму с массивом на линию резки.

       Тележка на линии резки переносит блок через разные этапы резки и контурной обработки. Вначале струнами отрезают «горбушку» и разрезают массив по длине блока.

       После вертикальной резки блок проходит через горизонтальный режущий автомат, для резки блока по толщине. Струны располагаются под углом к движению тележки для избегания вырывания материала на ведомом конце массива.

       После горизонтальной резки платформа  с массивом переходит в положение  поперечного (вертикального) распила. Работа режущего автомата препятствует двойную распилку и гарантирует точные размеры. 

       Под линией резки располагается шламканал. В него попадают отходы распиленного массива. Эти отходы растворяются в  воде для получения обратного шлама соответствующей плотности, который подается в обратный шламбассейн.

       Тележки въезжают в автоклав через многофункциональный  транспортер, работающий перед автоклавами.

       В автоклавах  массивы обрабатываются при давлении около 12 атм.

       Автоклавное твердение (12ч, 190°C,12атм):

       6SiO₂ + 5 Ca(OH)₂ + 5 H₂O -> 5CaO∙6SiO₂∙5 H₂O  (гидросиликат кальция, фазы C-S-H)

       По  окончании автоклавного процесса тележка доставляет массивы на   разгрузку разделительное устройство.

       После разделения разгрузочный кран переносит массивы на линию упаковки блоков, где они укладываются на деревянные поддоны и упаковываются. 

2.3 Потребность в сырьевых материалах для производства заданного годового объема продукции с учетом неизбежных потерь на каждом технологическом переделе 

Потребность производства в сырье и  материалах определяют исходя  из установленной производительности технологической линии с учетом производственных потерь.

Сумму проектных  норм потерь гипсового вяжущего на различных переделах производства изделий рассчитывают по формуле

∑g_гв = g₁ + g₂ + g₃ + g₄,

где g₁ – проектная норма потерь сырья при транспортировании и хранении, % (1);

g₂ – отходы при формовании и резке изделий, % (1);