Цех по производству газосиликата

Введение

 

Развитие отечественного производства эффективных строительных материалов на основе гармоничной и  сбалансированной деятельности по отношению  к окружающей природной среде  – одна из важнейших задач промышленности строительных материалов (ПСМ) на современном этапе.

Это заставляет обращать особое внимание на экономию материальных и топливно-энергетических природных  ресурсов, максимальное использование  местного сырья и отходов различных  производств, а также на создание экологически безопасных строительных материалов. При этом необходимо использовать имеющийся производственный потенциал ПСМ и  признанные научные разработки и направления.

Для предприятий любой  формы собственности очень важно  учитывать финансовые результаты, отражающие динамику расходов и доходов в течение определенного времени. Однако, сама финансовая информация, выраженная в денежной форме, без должного анализа производственной стратегии, эффективности использования производственных ресурсов и развития рынков сбыта не дают полной оценки текущего состояния и перспектив развития предприятия. Задачей данного курсового проекта является обоснование целесообразности эффективного внедрения новой производственной линии по изготовлению газосиликатных блоков.

Ячеистый бетон представляет собой искусственный камень с равномерно распределёнными порами в виде сферических ячеек, диаметр которых обычно составляет 1-3 мм. Этот вид бетона обычно изготовляют из вяжущего, тонкодисперсного кремнезёмистого компонента, порообразо-вателя и воды.

Тепловлажностная обработка  ячеистых бетонов осуществляется обычно в автоклавах, в воздушно паровой среде с высокой влажностью при давлении пара в пределах 8 – 12 ат.

Пористая структура  ячеистых бетонов образуется путём  введения в 

суспензию затворённых  материалов газообразующих добавок (чаще всего алюминиевой пудры) или пены, приготовленной с помощью различных пенообразователей.

В качестве вяжущего для  производства ячеистых бетонов применяют  цементы, известь и смесь извести  с цементом (смешанное вяжущее), в качестве кремнезёмистых компонентов – пески, золы. Наличие этих дешёвых местных материалов в больших количествах в различных районах страны обеспечивает возможность организации широкого производства ячеистых бетонов.

В настоящее время  известно множество разновидностей ячеистого бетона, который классифицируется по следующим основным признакам.

1. По функциональному назначению.

Выделяют три вида ячеистого бетона: теплоизоляционный  – средней плотностью до 400 кг/м³; теплоизоляционно-конструкционные – средней плотностью 500-800 кг/м³, который широко применяется в ограждающих конструкциях жилых, общественных, сельскохозяйственных, промышленных зданий и сооружений, и конструкционный ячеистый бетон – средней плотностью 900-1200 кг/м³, который применяется в качестве несущих элементов жилых и сельскохозяйственных зданий.

2. По способу получения пористой структуры – способ поризации.

Различают три принципиально  различных способа: газообразование (газосиликаты, газобетоны, газошлакобетоны и др.) пенообразование (пенобетоны, пеносиликаты, шлакощелочные пенобетоны и др.) и аэрирование (аэрированный ячеистый бетон, аэрированный ячеистый силикат и др.).

К модифицированным способам поризации относятся: вспучивание массы за счет газообразования при небольшом разрежении (в вакууме); аэрирование массы под давлением (барботирование её сжатым воздухом) и последующее снижение давления до атмосферного (баротермальный способ).

К способу комплексной  поризации, особенно эффективно при  получении теплоизоляционного ячеистого  бетона, относится газопенная технология – сочетание метода аэрирования и газообразования.

3. По виду вяжущего и способу поризации.

Ячеистые бетоны классифицируются: на цементе - газо- и пенобетоны: на известково-кремнеземистом - газо- и пеносиликаты; на шлако-известковом вяжущем - газо- и пеношлакобетоны; на золе - газо- и пенозолобетоны или газо- и пенозолосиликаты; на гипсовом вяжущем - газо- и пеногипс.

4. По способу твердения.

Различают: неавтоклавные и автоклавные ячеистые бетоны.

Неавтоклавные ячеистые бетоны, главным образом газо- и  пенобетоны, твердеют при температуре гидротермальной обработки до 100°С и атмосферном давлении.

Автоклавные ячеистые бетоны твердеют при повышенной температуре  и давлении паровоздушной среды  в специальных химических реакторах (сосудах), называемые автоклавами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологию получения  искусственного камня с характеристиками близкими к дереву в начале 20-го века изобрел шведский архитектор А. Эрикссон. В 1924 году этот перспективный материал получил международный патент. Промышленное производство автоклавных ячеистых бетонов начато в 1929 году в Швеции фирмой "СИПОРЕКС". С этого времени началось бурное развитие производства и применения в строительстве ячеистого бетона. По схожим технологиям производство ячеистых бетонов и их внедрение в строительство начали целый ряд, теперь широко известных в мире фирм, "ИТОНГ", "ДЮРЕНС", "КАЛЬШЛОНС", "ХЕБЕЛЬ", "СЕЛКОН" и др. Сейчас в мире работает более 200 заводов автоклавного ячеистого бетона в 38 странах мира, выпускающих более 50 млн. м³ изделий в год. В начале 90-х годов, когда законы цивилизованного рынка стали реальностью в России, было решено не ввозить конкурентоспособные материалы из других регионов или из-за рубежа, а освоить их производство здесь в России. После проведения изучения современных строительных материалов и местного сырья специалистами предприятия был сделали выбор в пользу ячеистого бетона, как наиболее экономически выгодного строительного материала. Ячеистый бетон стали применять в Сибири еще в 50-60 годы. В Москве и Прибалтике существовали целые институты, разрабатывающие новые технологии его производства. До недавнего времени этот материал у нас использовался только в качестве утеплителя для крыш и реже - в промышленном строительстве и строительстве объектов соцкультбыта. За рубежом эта строительная отрасль под действием жесткой конкуренции развивалась более динамично, что привело к созданию высококачественного строительного материала, пользующегося сегодня высоким спросом во всем мире.  
Анализ существующих технологий показал, что наиболее отработанную и автоматизированную технологию предлагает фирма "Hebel", имеющую несколько десятков своих заводов во многих странах мира.

В последние годы строительство  социального жилья практически прекратилось. Так, в Петербурге в 2006 году льготным категориям очередников из очереди  в 300 000 семей предоставлено 750 квартир. Коммерческое же жилье 90% населения не по карману из – за высокой стоимости. Поэтому единственный путь решения жилищной проблемы, обостряющейся с каждым годом, - это снижение стоимости жилья. Наиболее дешевым и долговечным материалом для жилищно-гражданского строительства, как показал опыт последних 40 лет, являются ячеистые бетоны, производство которых достигло максимального уровня в 1989 году. При этом на 1 000 человек населения было выпущено изделий из ячеистых бетонов: в России – 18 м³, в Украине – 26 м³, в Белоруссии – 150 м³, в Казахстане – 32 м³, в Литве – 76 м³, в Латвии – 108 м³, в Эстонии – 345 м³.

Как видно, Россия отстала в производстве самого эффективного материала, а Эстония решила все свои жилищные и сельскохозяйственные проблемы благодаря массовому строительству из ячеистого бетона. В западных странах (Польша, Чехия, Германия, Словакия, Англия, Франция) производство ячеистых бетонов составляет от 100 до 300 м³ на 1 000 человек населения. Применение ячеистых бетонов позволяет снизить стоимость строительства на 30 – 40 % при значительном улучшении его качества. Более того, для производства ячеистых бетонов можно использовать многочисленные отходы промышленности и тем самым еще больше снизить стоимость жилья и улучшить экологическую обстановку. В настоящее время из – за упадка производства в России выпускается всего 2,5 млн. м³ автоклавного ячеистого бетона (газобетона) и 1,2 млн. м³ неавтоклавного (пенобетона), то есть в среднем около 25 м³ на 1 000 человек населения. Таким образом, чтобы догнать более передовые страны и решить как минимум жилищную проблему, производство ячеистых бетонов в России надо увеличить в десятки раз. Примерные возможные темпы производства ячеистого бетона приведены в таблице 1.

 

Таблица 1.1

Прогноз выпуска ячеистых изделий.

Год	2006	2008	2010	2015	2020
Автоклавный	2,5	4,1	6,1	10,1	15,1
Неавтоклавный	1,2	1,8	2,6	5,1	8,1
М3/1 000 чел	25	40	58	100	155

 

При указанных в таблице  темпах роста Россия приблизится  в 2020 году к уровню Белоруссии, но все  – таки вдвое будет отставать  от Эстонии. Однако высокие темпы  нереальны. Адресная программа по регионам уточняется при детальной проработке требуемых объемов строительства. Так, например, в Северо-Кавказском, Восточно-Сибирском и Дальневосточном районах ячеистый бетон вообще не производится, а потребность в строительстве, особенно в жилищном, - огромная.

Положим вы построили  дом из газобетонных блоков, но необходимо сделать внешнюю отделку фасада. Даже дома построенные из кирпича требуют отделки фасада. Рядовой кирпич, применяемый для кладки массива стены, имеет непривлекательную грубую поверхность и невысокую стойкость к воздействию окружающей среды. Все технологии отделки фасадов, применяемые для отделки стен из кирпича, бетона, шлакоблоков и т.д., применимы и для газобетона. Основные технологии это - отделка штукатуркой, отделка фасадной плиткой и отделочным кирпичом. Отделка кирпичом наиболее распространена в настоящее время в коттеджном строительстве, и основные объемы застройки идут именно по этой технологии. Но мода на однотипные кирпичные коробки уже проходит и дизайн новых домов становится все более красивый и разнообразный.

Влияние физико-химического модифицирования кварцевых заполнителей на свойства силикатных  материалов.

Совершенствование производства строительных материалов может быть обеспечено только опережающим развитием  научных исследований, базирующихся на современных достижениях химии, физики, механики. Ранее выполненные исследования позволили получить силикатные материалы и изделия с улучшенными физико-механическими характеристиками на основе активизированных известково-кремнеземистых вяжущих веществ. В настоящее время достаточно актуальным является исследование прочности структурных связей между компонентами на границе раздела фаз, в частности, представляет большой практический интерес исследование прочности сцепления вяжущего и заполнителя за счет не только активации вяжущих веществ, но и за счет физико-химической активации поверхности заполнителей. Для этих целей привлекаются различные физико-химические методы, такие как модификация поверхности заполнителя химическими добавками, обработка его жидким стеклом, различные физические воздействия и др.   

Интерес представляет исследование особенностей взаимодействия поверхности модифицированных заполнителей с активированным известково-перлитовым вяжущем (ИПВ), обеспечивающих хорошее  сцепление между ними и позволяющих  получить силикатные композиты с улучшенными физико-механическими характеристиками. Известно, что частицы известково-перлитового вяжущего в водной среде несут как отрицательный заряд, связанный с диссоциацией ОН¯ групп извести, так и положительный, обусловленный наличием льюисовских кислотных центров  на поверхности алюмосиликатного компонента – перлита. Кремнеземсодержащие заполнители также имеют на своей поверхности кислотные и основные адсорбционные центры льюисовского и брестендовского типов.

Разработаны способы поверхностной модификации заполнителей с целью повышения их способности к ионному обмену, в частности с ионами Изменение физико-химической активности заполнителей осуществлялось под действием ультрофиалетового облучения. Для сравнения поверхность заполнителя подвергалась химической модификации – обработка гидрофобной добавкой ГКЖ-10 во временном интервале от 1 до 4 мин.

Поверхность кварцевых песков гидрофильна  и вследствие этого они имеют  большую водопотребность, что сказывается  на свойствах материалов с их использованием. Уменьшить водопотребность песков можно путем гидрофобизации их поверхности.

В качестве исходных материалов в  работе были использованы природные  материалы Забайкалья: известь-кипелка  Татауровского КСМ (А=73%), перлит-сырец Мухор-Талинского месторождения, гипсовый камень Заларинского месторождения (Иркутская область), песок и кварциты Черемшанского месторождения в качестве заполнителей. Химический состав основных сырьевых материалов представлен в табл.2.