Цех по производству газосиликата

Известно, что на скорость гидратации вяжущих материалов оказывают влияние температура и дисперсность среды. Для сравнения скорости и температурных условий гашение извести проводилось при получении извести-пушонки и в смеси с цементом при одинаковом водотвердом отношении, равном единице. Температура гашения чистой извести составила 92°С, время гашения около 3 минут. При соотношении известь-цемент 1:0,8, характерном для ячеистых материалов, и при том же водотвердом отношении температура гашения извести в смеси снизилась до 29 °С, время достижения максимальной температуры при этом увеличилось до 7 мин 30 с. Принимая время достижения максимальной температуры смеси как параметр полноты гашения извести, наблюдается замедление процесса гашения извести в смеси с портландцементом. Причиной этого является наличие гипса в цементе как замедлителя гидратации оксида кальция и отвод тепла на частицы портландцемента. Резкий спад температуры гидратируемой смеси в конечном счете может отрицательно влиять на гидратацию портланцемента, а именно замедлять его гидратацию и снижать вязкость суспензии.

Гипс является замедлителем процесса гашения извести. Изменения  температуры и скорости гашения  извести в присутствии гипса  приведены в табл.6. Даже небольшое  количество гипса в смеси до 0,5% замедляет время гашения извести  в 2 раза. Поэтому наличие гипса в портландцементе при производстве ячеистых бетонов является положительным фактором, так как сближает скорость гидратации этих двух вяжущих материалов.

  Таблица 1.6

Изменение скорости гашения  извести.

Добавка гипса, масс. %	Температура гашения,°С	Время гашения, мин - с
-	97	2-45
0,5	70	4-45
1	87	8-45
1,5	86	13-0
2	85	14-0
2,5	84	17-0

 

Наличие извести в  смеси влияет на процесс гидратации портландцемента. С одной стороны, повышает рН среды и ускоряет процесс  его гидратации. В то же время получаемые на более ранней стадии мелкодисперсные продукты гашения извести приводят к загустеванию раствора. В частности, увеличение количества извести в смеси ускоряет загустевание смеси на ранних стадиях твердения и в большей степени в конечные сроки за счет образовавшихся при гашении извести высодисперсных продуктов гашения (исследования проводились на нормальной густоте растворов).

Необходимо принимать  во внимание, что повышенное содержание извести в смеси приводит к  росту температуры, которая ускоряет гидратацию портландцемента и способствует образованию более дисперсных продуктов гашения извести. Наличие кварцевого песка в смеси не оказывает химического влияния на гидратацию портландцемента в силу его низкой активности при нормальной температуре. Повышение концентрации Ca(OH)₂ в жидкой фазе за счет гидратации силикатов кальция активизируют кварц, что приводит к уменьшению времени конца схватывания портландцемента по сравнению с портландцементным тестом. Замедление гидратации портландцемента по сравнению с портландцементным тестом. Замедление гидратации портландцемента протекает также за счет отвода тепла песком.

Известь как компонент  быстро и более полно гидратируемый  оказывает большое влияние на формирование структуры ячеистых изделий  на первом этапе. Однако повышенное содержание извести в смеси приведет к увеличению времени атоклавной обработки. Исходя из этого, необходимо определить оптимальные условия гашения извести, обеспечивающие получение наиболее дисперсных продуктов гашения. С этой целью в работе проведены исследования по изменению температуры процесса, которая, в свою очередь, зависит от водоизвесткового отношения.

Таблица 1.7.

Изменение дисперсности продуктов гашения извести

№ эксперимента	Максимальная температура  процесса, °С	Время достижения максимальной температуры,с	Размер частиц продуктов  гашения, мкм
			1-10	10-30	1-30
1	100	150	74	17,5	91,5
2	104	180	70,5	18	88,5
3	92	240	62	14	76
4	83	280	53	14	67

 

Температурные условия  процесса изменялись с увеличеием расхода  воды, необходимой для гидратации оксида кальция в направлении увеличения от теоретически необходимого расхода в 1,5; 2 и 2,5 раза. Установлено, что повышение скорости процесса гашения извести способствует получению мелкодисперсных продуктов гашения. Наиболее дисперсные продукты получаются при температурах процесса выше 100°С.

При гашении извести  в смеси с портландцементом в  соотношении для ячеистых бетонов  температурные условия процесса изменяются – температура процесса снижается более чем в три  раза, что должно привести к изменениям степени дисперсности частиц Ca(OH)_2. На рисунке приведены дифференциальные кривые распределения частиц цемента, продуктов гашения отдельно взятой извести и погашенной в смеси с портландцементом. Суммарное количество частиц определяемого размера приведено в табл.8. Отличительной их особенностью является большее наличие мелко дисперсных частиц размером до 10 мкм в продуктах гашения чистой извести.

Таблица 1.8.

Распределение частиц по размерам

Материал	Содержание частиц, %
	0-5 мкм	5-10 мкм	Сумма 0-10 мкм	Более 10 мкм
Продукты гашения извести	7,6	11,2	18,8	81,8
Портландцемент	2,8	10	12,8	87,2
Смесь портландцемента  и извести	7,8	11,4	19,2	80,8
Смесь портландцемента  и продуктов гашения извести	5,46	10,66	16,12	83,88

 

Кривые распределении частиц негидратированного цемента сконцентрированы в узком пределе радиуса частиц, но при меньшем содержании самых мелких частиц. При гашении извести в пушонку наблюдается наибольшее содержание частиц размером до 10 мкм в продуктах гашения. Прнотекающие при этом процессы агрегирования несколько занижают их долю. При гашении извести в смеси с цементом количество мелких частиц наибольшее по причине высокой дисперсности продуктов гашения извести при низких водотвердых отношениях и протекающей гидратации портландцемента при увеличении температуры. Подтверждением является уменьшенное количество мелких частиц на смеси цемента с предварительно погашенной известью Таким образом, дисперсностью получаемых продуктов гидратации как оксида кальция, так и цемента в смеси с известью можно управлять, изменяя водотвердое отношение. В частности, снижая В/Т, можно достичь значительного увеличения дисперсности частиц гидроксида кальция, мелкие частицы которого можно рассматривать как4 стабилизаторы сырьевой структуры ячеистых бетонов.

Для подтверждения этого  предположения в смесях ячеистых бетонов изменялось водотвердое  отношение от 0,48 до 0,52. Свойства образцов ячеистых бетонов приведены в  табл.9.

Таблица 1.9

Свойства автоклавированных  образцов ячеистого бетона.

Водотвердое отношение	Плотность, г/м3	Пористость, %	Предел прочности на сжатие, МПа
0,48	970	58	10,10
0,5	950	58,5	7,56
0,52	930	58,9	6,7

 

Качество ячеистых бетонов  зависит от типа используемых вяжущих  материалов и физико-химических процессов  твердения. Формирование пористой структуры ячеистых бетонов проводилось в малых образцах размером 4*4*4 см при соотношении компонентов: известь; песок; цемент; алюминиевая паста=1:3,2:0,8:0,0048 соответственно. Сухие сырьевые компоненты смешивались с водой в мешалке с частотой вращения 900 об/мин. Автоклавная обработка проводилась в условиях ОАО «Стройматериалы» г. Белгород по режиму: продувка автоклава – 40 мин, подъем давления пара до 10 атм – 1ч, выдержка при рабочем давлении – 5 ч, снижение давления пара – 2ч.

При увеличении водотвердого отношения наблюдается уменьшение плотности образцов с увеличением их пористости. Следует при этом отметить, при небольшом увеличении общей пористости прочность образцов уменьшается более чем на 30%. Эти различия связаны с дисперсностью продуктов гидратации оксида кальция и портландцемента на ранних сроках твердения. Мелкие частицы Ca(OH)₂, образующиеся при меньшем водотвердом отношении, стабилизируют структуру сырьевых образцов и быстрее вступают в реакцию взаимодействия с кварцевым песком в условиях автоклавной обработки, увеличивая количество гидросиликатов кальция. Дисперсные продукты гидратации цемента ранних сроков твердения выполняют роль центров кристаллизации новых гидратных фаз, что в целом приводит к увеличению количества новообразований и повышению прочности образцов после автоклавной обработки. Исследования структурной  пористости показали на более равномерное распределение пор по размеру и объему в образцах с наименьшим водотвердым отношением.

На основе проведенных  исследований можно сделать вывод, что на свойства ячеистых бетонов, такие как прочность и структурная пористость, большое влияние оказывают условия гидратации вяжущих компонентов и получаемая при этом дисперсность продуктов гидратации. Дисперсностью продуктов гашения извести можно управлять, изменяя условия гашения, что важно при формировании структуры бетона как на ранних стадиях твердения, так и после автоклавной обработки. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОАО «Завод силикатного  кирпича» - являлся производителем стенового материала – силикатный кирпич, объявлен банкротом. В данный момент на территории завода организовано производство полистирольных плит и тротуарных плит,  производственный корпус занят частично. На свободной площади проектируется организовать производство газосиликатных изделий.

Основной продукцией предприятия является полистирольные плиты. В настоящее время на заводе загружено не более 10% мощностей  оборудования, а созданные производственные площади, инженерные сети используются не полностью.

На данном предприятии предусматривается организовать производство газосиликатных изделий, которое сможет дать работу не менее 30 семьям, использовать здания и инженерные коммуникации предприятия.

В Республике Бурятия  аналогичную продукцию (газобетон, пенобетон)  производят, но продукт в строительстве жилых и общественных зданий не участвует по ряду причин:

- в следствии того, что материал в Бурятии новый,  не зарекомендовал себя как  надежный, удобен в строительстве,  способный заменить кирпич.

- попытки производства аналогичного продукта с плохим качеством оставили негативное мнение у людей.     

- дефицит изделий на  рынке Бурятии.

- привозной продукт  слишком дорогой.

Реализация проекта  по производству газосиликатных изделий, позволит решить проблему с дорогим жильем, так как материал по сравнению с аналогичными изделиями на цементном вяжущем значительно дешевле. Большое внимание уделяется малоэтажному строительству.

По прогнозам аналитиков, в ближайшее время производство кирпича в Сибирском федеральном  округе может возрасти с нынешнего 1 млрд. до  1.5 млрд. штук в год. Отсюда можно сделать вывод, что производство стеновых материалов выгодно и рентабельно в связи с дефицитом.

В 2010 году в республике Бурятии будит построено и  сдано зданий и сооружений на 360 тыс. квадр. метров и темпы строительства все большее и большее растут, соответственно и растет потребительский интерес к стеновым материалам. Из них 40 % домостроения из кирпича 144 тыс. квадр. метров кирпичного домостроения. 36 млн. шт. кирпича потратиться на постройку зданий и сооружений в общем площадью 144 тыс. квадр. метров.

Но в каждом сегменте рынка производитель сможет занять свою нишу. Мы планируем занять нишу, на рынке  стеновых материалов, где есть дефицит материала, в количестве 18 млн. шт. в год и это только по респ. Бурятии  и большой спрос на дешевый материал, и этим планируем занять крепкую позицию. Планируем  производство Газосиликатных изделий мощностью 1 081 шт. в год или 15 000 м³.