Разработка и расчет технологической схемы производства гипсокартонных плит

3

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры

 

Кафедра: Технологии строительных материалов, изделий и конструкций

 

Пояснительная записка

К курсовому проекту

По дисциплине: «Процессы и аппараты и технологии строительных материалов»

 

На тему: «Разработка и расчет технологической схемы производства гипсокартонных плит»

 

 

 

 

Выполнил: студ. 571 гр.                                                                                  Левченко А.Ю.                                                    

 

Проверил:  доцент                                                                                                   Савин Ю.Л.                                                              

 

 

Днепропетровск 2011г.

 

Содержание

Введение

1.Технологическая часть

1.2. Характеристика исходного сырья

1.3. Описание схемы производства технологической

1.4. Расчет, выбор и компоновка технологического оборудования

1.5. Контроль производства и качества продукции

2. Техника безопасности и охрана окружающей среды

3. Список используемой литературы

 

 

Введение

 

Внедрение эффективных материалов и изделий имеет важное значение для развития индустриализации строительства, повышения производительности труда, снижения стоимости и повышения качества возводимых сооружений.

Поэтому успехи капитального строительства , обеспечивающие высокие темпы непрерывного роста экономики страны во многом зависят от уровня и темпов развития промышленности строительных материалов , а так же от качества и эффективности  выпускаемой его продукции.Необходимо расширить выпуск новых строительных материалов, конструкций и изделий улучшенного качества.

Практически каждый житель планеты  если не видел, то по крайней мере слышал о гипсокартоне.

 Почему этот материал пользуется  таким большим спросом?

 Дело в том, что гипсокартон имеет, очень много, положительных качеств.

 Основная составляющая листа  гипсокартона – это гипс, который обладает уникальными для строительного материала свойствами. Он прочный и легкий, огнестойкий, не содержит токсичных веществ и имеет кислотность, аналогичную кислотности человеческой кожи, что позволяет использовать этот материал не только в строительстве, но и в медицине, к тому же, он абсолютно безопасен для окружающей среды. Благодаря всем этим качествам гипс используется в строительстве уже не одну тысячу лет.

Гипс – это природный камень, который образовался более 150 миллионов  лет назад в результате испарения  древнего океана. 
В наше время этот камень находится в недрах земли в виде породы осадочного происхождения нескольких разновидностей.

 

 Еще в Древнем Египте, более  5000 лет назад, им отделывали  стены погребальных палат в  пирамидах. Египтяне были глубоко  убеждены, что такие стены будут  существовать вечно. В чем-то  они были правы. Вечно, не  вечно, а пирамиды стоят до  сих пор, а внутри пирамид  можно наблюдать древние фрески, которые сбереглись до наших  дней.  
Позднее гипс начали применять древние греки, которые были отличными строителями. 
Этот материал они назвали «гипcос», что означает «кипящий камень». 
От греков, вместе с многочисленными достижениями греческой цивилизации, этот строительный материал перешел к римлянам. А уже от римлян, в XV веке, о гипсе узнали в Европе.

Так как в те времена основная добыча гипса осуществлялась в районе Монмартра, его называли «штукатуркой Парижа». Именно тогда гипс стал очень  популярным материалом при внутренней и наружной отделке зданий.

Сегодня гипс используется не только в первоначальном виде, но и в  составе гипсокартонных, и гипсоволокнистых плит. А первым придумал эту технологию, американец Огаст Сэккет, который в мае 1894 года, получил патент на новый вид строительного материала – лист, толщина которого составляла, 5 мм. Этот лист был сделан из 10 слоев бумаги, которые были склеены гипсом. Уже тогда этот материал стали называть гипсокартонным листом.

 Позже, в начале ХХ века, этом материал усовершенствовали.  Стефен Келли запатентовал лист, который состоял из двух слоев картона и гипсового сердечника посередине, а Кларес Утцманн изобрел завернутый край.

В Европе первая фабрика по производству гипсокартона была открыта в 1917 году в Англии. После чего спустя какое-то время, технология производства гипсокартонного листа, попала в Германию. А уже в Германии, два брата горных инженера, Карл и Альфонс Кнауф, в 1932 г. создали собственную компанию «Гебрюдер Кнауф, Вестдойче Гипсверке».

 

 

 

 

 

 

1.Техническая часть

1.1.Характеристика исходного сырья и готовой продукции

 

Сырьевые материалы. Основными сырьевыми материалами для изготовления листов являются: гипсовое вяжущее; облицовочный картон; порообразующие добавки; ускорители сроков схватывания; добавки, улучшающие сцепление облицовочного картона с гипсовым сердечником; дисперсно-армирующие добавки; гидрофобные добавки и т.п.

Гипсовое вяжущее Марки Г-ц ГОСТ 125-79: 
-тонкость помола и остаток на сите №0.2 не более 2% 
-предел прочности:

• при сжатии через 2 часа -40 МПа; 
• при изгибе через 2 часа -20 МПа.

Картон должен быть специального сорта.Картон ГОСТ8740-85 для лицевой стороны ГКЛ: 
-ширина картона 1965±мм 
- разрушающее усилие картона:

• в продольном направлении не менее 2.7 МПа; 
• в поперечном направлении не менее 2.2 Мпа.

Для того, чтобы листы гипсокартона были более прочными и плотными, в состав сердечника добавляют специальные компоненты, которые повышают эксплуатационные свойства материала.

Например, гипсовый сердечник арочного гипсокартона армируют стекловолокном, в результате, чего данный лист становится значительно прочнее и не ломается при значительном изгибе, что позволяет изготавливать из него различные криволинейные элементы.

Внутренняя часть, огнестойкого гипсокартона, содержит минеральные волокна и добавки, повышающие сопротивление материала огню. Единственный материал

 

в составе гипсокартона, который может гореть, это картон, но так как между слоями картона находится гипс и нет воздуха, то картон не горит, а только обугливается. 
Сердечник влагостойкого гипсокартона содержит дополнительные присадки, которые снижают степень поглощения листом влаги, а сам картон пропитан специальным бактерицидным составом – антисептиком, обеспечивающим защиту от образования различных грибков и плесени. 
Все эти добавки позволяют расширить ассортимент гипсокартона и в зависимости от требований конкретного объекта, использовать те листы, которые больше всего удовлетворяют этим требованиям.

Расход сырья на 1м² гипсокартона толщиной 9,5мм: 

Сырье	Расход
Гипсоводяная смесь, кг/м2	6.8
Белая эмульсия, кг/м2	0.005
Защитная бумага, кг/м2	~ 0.44
Крахмал, кг/м2	0.006
Стекловолокно,  кг/м2	0.036
Пенообразователь, кг/м2	Определяется опытным путем
Вода, кг/м2	4.8
Другие добавки, кг/м2	По усмотрению технолога
Сжатый воздух, при 10 кг/см2, м3/мин	3
Электроэнергия, кВт.ч/м2	0.47
Теплоэнергия, Ккал/м2	3800

 

Достоинства и недостатки гипсокартона

Этот отделочный материал обладает следующими достоинствами:

- высокая технологичность и простота в обращении; гипсокартон легко режется обычным строительным ножом, его можно гнуть, придавая необходимые криволинейные формы; лЛисты гипсокартона крепятся к поверхностям несколькими способами – от простого приклеивания до привинчивания с помощью саморезов к металлическому каркасу; 
- малый удельный вес; при отделке гипсокартоном давление на фундамент и несущие конструкции здания повышается незначительно; 
- пожарная безопасность; листы гипсокартона относятся к огнестойким и негорючим материалам; 
- хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства; 
- экологическая безопасность; листы гипсокартона не содержат вредных токсичных, радиоактивных или химических веществ, поэтому не наносят вреда здоровью человека; более того, этот материал способен регулировать микроклимат в помещении, поскольку обладает свойством поглощать избыточную влагу и отдавать ее при повышении сухости воздуха, создавая тем самым оптимальные микроклиматические условия; 
- низкая стоимость; квадратный метр отделанной гипсокартоном площади обойдется в несколько раз дешевле, нежели штукатурить и шпатлевать этот же участок; 
- смонтированные гипсокартонные поверхности имеют гладкую и ровную структуру, готовую к окрашиванию, оклейке обоями или плиткой; кроме того, под листами гипсокартона прячут электрические провода, систему вентиляции или другие «неприглядные» элементы.

К недостаткам гипсокартона можно отнести следующие его качества:

- хрупкость; листы гипсокартона нельзя подвергать ударным нагрузкам, поскольку на них образуются вмятины, они легко крошатся и ломаются; из-за этого же свойства на гипсокартонные стены без дополнительного армирования не стоит крепить тяжелые предметы: массивные зеркала, книжные полки и т.д.; для крепления более легких предметов интерьера (картин, настенных светильников и пр.) используют специальные дюбели; 

 

- при прямом попадании влаги даже листы влагостойкого гипсокартона коробятся и трескаются; 
- в пространстве, которое образуется между листом гипсокартона и основной поверхностью могут заводиться тараканы, грызуны и пр.

1.2. Описание технологической  схемы производства

Посредством машины подачи и размотки картона , полотно картона подается на ленточный конвеер. По ходу движения полотна между полотнами первого и второго рулонов над формовочным столом установлен гипсосмеситель (рис.1). Гипсосмесь выкладывается на нижний слой картона, который заворачивается специальным устройством и образует необходимую боковую кромку и толщину листа, затем верхний слой картона прикатывается установленным на необходимый размер прижимным барабаном.  Далее по ленточному конвейеру установлены формирователи толщины картона, которые формируют окончательную толщину листа и профиль боковой кромки. Затем полотно переходит на рольганговый конвейер, где установлена гильотина. При достижении фотоэлемента, установленного на необходимом расстоянии, краем листа, срабатывает привод гильотины и происходит резка полотна картона в установленный размер. Отрезанный лист сходит на рольганговый  конвейер  с ускоренным ходом подается  на конвейер перехода листов, откуда направляется транспортером (лифтом) в сушильную камеру. Сушильная камера (теплообменник с вытяжкой влажного воздуха оборудована шести ярусным конвейером с уменьшенной скоростью – для увеличения времени «прожарки» гипсокартона . При прохождении листов через сушильную камеру , они подвергаются сушке. Температура в сушильной камере подбирается таким образом, чтобы влажность листа на выходе составляла не более 5-7%. Фактическая температура воздуха в сушильной камере можно увидеть на пульте управления горелкой. Параметры температуры воздуха в сушильной камере подбираются опытным путем(они зависят от многих факторов, так: температура и влажность окружающей среды, химический состав и влажность сырья и т.д.).

Ориентировочные показатели температуры  в сушильной камере:

- на переходе из печи в  сушильную камеру  -180-200° С,

- на выходе из сушильной камеры -90-100° С.

 

 

Затем сухие листы,  при помощи транспортера выхода , поступают на машину скоростной обрезки (подрезки) торцов  и на стол съема готовой продукции, откуда снимаются рабочими и укладываются на поддоны. Жидкие компоненты и крахмал готовятся в станции водоподготовки, где происходит подготовка водо-смеси для формирования сердечника гипсокартонного листа. Регулировка производится с основного пульта управления линией. Толщина гипсокартонного полотна (листа) устанавливается при помощи специальных шаблонов, помещаемых между барабаном формирователя и плитой формовочного стола. При соприкосновении барабана с шаблоном затяжные болты необходимо затянуть, тем самым зафиксировать определенную толщину листа. Затем шаблон вынимается из-под формирователя. Необходимая длина листа устанавливается при помощи перемещения фотоэлемента гильотины на необходимый размер.

После гильотины отрезанный лист сходит на рольганговый конвейер с ускоренным ходом и подается на конвейер перехода листов, оттуда направляется транспортером (лифтом) входа в сушильную камеру. Сушильная камера ( теплообменник с вытяжкой влажного воздуха) оборудована шести ярусным конвейером с уменьшенной скоростью. Каждый ярус (этаж) сушильной камеры снабжен фотоэлементами, при срабатывании которых, лифт останавливается последовательно перед каждым  ярусом, включается привод роликов лифта и листы подаются на транспортер сушильной камеры. Выход листов из сушильной камеры происходит при помощи шести ярусного  транспортера сушильной камеры с разной длинной рядов, откуда листы переходят на транспортер выхода сухих листов. По транспортеру выхода сухих листов , гипсокартонные листы попадают на машину скоростной обрезки торцов, где двумя дисковыми ножами происходит обрезка торцов, поврежденных при различных технологических операциях прохождения листа. После обрезки торцов лист гипсокартона попадает на стол съема готовой продукции с не приводными роликами, откуда снимается вручную рабочими и укладывается на поддоны. Рабочую зону упаковки продукции необходимо оборудовать тележками для перемещения штабелированного гипсокартона и последующей увязки в паллеты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Технологическая схема производства гипсокартонных плит 
1 - силос гипсового вяжущего; 
2- разгружатель; 
3 – элеватор; 
4 – промежуточный бункер; 
5 – смесительное устройство для введения добавок; 
6 – бак для пульпы с бумажными волокнами; 
7 – бак для воды с пенообразователем;