газобетон. КР Газобетон. 1 Технологическая часть 1 Вид бетона и его классификация
 Скачать 0.73 Mb.
|
 Рисунок 1 - стеновой блок плотностью D500 размером 600х400х200 мм Таблица 3 Основные показатели бетона (соответствуют требованиям ГОСТ 21520-89 "Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие" и ГОСТ 25485-89 "Бетоны ячеистые. Технические условия ")
1.3 Основные принципы технологии получения газобетона Бетоны с ячеистой структурой могут быть получены способом газообразования. Такие автоклавные и неавтоклавные ячеистые бетоны получают на основе портландцемента и извести и называют газобетонами или газосиликатами. Газобетон (или автоклавный ячеистый бетон) состоит из кварцевого песка, цемента, негашеной извести и воды. Он изготавливается в промышленных условиях при помощи автоклавов, в которых поддерживается определенное давление и температура. При смешивании в автоклаве всех компонентов с газообразователем - алюминиевой пудрой - происходит выделение водорода. Он в несколько раз увеличивает исходный объем сырой смеси. А пузырьки газа при застывании бетонной массы образуют в структуре материала огромное количество пор. Процесс производства газобетона требует точного соблюдения технологии. Принципиальная технологическая схема линии по производству газобетонных блоков представлена на рисунке 2. Последовательность технологических операций приведена на рисунке 2 и выглядит следующим образом: цемент подается шнековым питателем из силоса цемента или иного склада в дозатор. При достижении в дозаторе предварительно настроенной массы цемента питатель автоматически отключается; песок подается ленточным транспортером на вибросито, где происходит отделение от основной массы песка крупных включений. Просеянный песок ссыпается на ленточный транспортер, который подает его в дозатор песка. При достижении в дозаторе предварительно настроенной массы песка транспортер автоматически отключается; нагретая до 40-50 ºС вода подается в дозатор воды. Дозирование воды осуществляется электронным дозатором с точностью 0,1 литра; газообразователь, в качестве которого выступает алюминиевая пудра, засыпают в смеситель для суспензии с небольшим количеством синтетического моющего средства (СМС) и воды. Во время перемешивания происходит смывание парафина с частицами пудры, тем самым получается алюминиевая суспензия, пригодная для производства газобетона. в смеситель-активатор наливают предварительно набранный объём подогретой воды, засыпают добавки и включают для образования турбулентной воронки; загружают цемент и отмечают время начала его перемешивания; загружают наполнитель и смесь перемешивают до получения однородного рабочего раствора; в конце перемешивания добавляют необходимое количество алюминиевой суспензии. смесь сливается в предварительно подготовленнную форму; в залитой форме происходит подъем смеси и предварительный набор прочности в течение 60-120 минут, во время подъема происходит заливка следующих форм; перед резкой, специальной ручной пилой срезается та часть массива, которая поднялась выше верхнего края бортов (горбушку); снимаем борта и устанавливаем шаблон для резки массива; массив разрезается на отдельные блоки; разрезанный массив устанавливается в автоклав, происходит тепловлажностная обработка изделий в проходных автоклавах (диаметр 2,8 м, длина 32 м) при рабочем давлении - 1,2 МПа. Контроль режимов работы автоклавов и затрат энергии осуществляется с помощью централизованной ЭВМ; блоки перекладывают на транспортный поддон, упаковывают и отправляют на склад готовой продукции; пустая форма подготавливается к следующей заливке - очищается, устанавливаются борта, смазывается .  Рисунок 2 - Технологическая схема линия по производству газобетонных блоков 1.4 Свойства газобетона Газобетонный блок D500 подходит для возведения наружных, несущих, а также внутренних стен. В зависимости от локализации применения используют элементы различной ширины. Стандартно блок имеет длину 625 мм и высоту 250 мм, а по ширине варьируется – чем она больше, тем выше прочность и теплоизоляция (это важно при возведении наружных и внутренних конструкций). Можно использовать блок D500 при строительстве домов высотой до 5 этажей. Особенности производства, чтобы получить блок D500, смешивают мелкий песок, цемент, известь и воду. Добавляют алюминиевый реагент, который запускает процесс порообразования. Далее масса автоклавируется под высоким давлением и температурой. Это позволяет получить материал с высокими показателями физико-механических свойств, соответствующих строительным нормам. Далее затвердевший газобетон нарезают на блоки, соблюдая идеальную геометрию с точностью до 1 мм. Описанная технология изготовления позволяет получить газобетонные блоки D500 с характеристиками, превосходящими показатели обычных аналогов. Незначительная усадка, низкое давление на фундамент благодаря малому весу. Достаточная прочность для возведения несущих стен здания. Производятся из натуральных компонентов не подверженных грибковому поражению. Низкая теплопроводность, значительное энергосбережение в процессе эксплуатации. Высокая степень звукоизоляции. Легкость отделочных работ благодаря ровности стен. Быстрота обработки и кладки за счет легкой резки и разных габаритов. Свойства газобетонных блоков в курсовой работе описаны следующие. Легкость. Стандартный мелкий блок из ячеистого бетона марки D500, размером 300х250х600 мм имеет массу 30 кг и может заменить 22 кирпича, вес которых составляет 100 кг (в расчёте на тот же объём). Легкость газобетонных блоков позволяет снизить транспортно-монтажные расходы на устройство фундаментов и трудоемкость работ. Низкая теплопроводность. Благодаря пористой структуре газобетон является конструктивно - теплоизоляционным материалом. Коэффициент теплопроводности газобетона в сухом состоянии – 0,12 Вт/м 0C. Заключенный в порах воздух приводит к исключительному теплоизоляционному эффекту. В процессе эксплуатации здания из ячеистого бетона расходы на отопление снижаются на 25-30 %. Теплоаккумуляционные свойства газобетона. Ячеистый бетон способен аккумулировать тепло. Он накапливает тепло от отопления или от солнечных лучей. Зимой происходит экономия топлива, а в летнее время сохраняется приятная прохлада. Применение этого материала позволяет значительно сэкономить на отоплении. По теплопроводности блоки стандартной толщины (375 мм) эквивалентны 600-миллиметровой кирпичной кладке. Звукоизоляционные свойства газобетона благодаря его пористой ячеистой структуре в 10 раз выше, чем у кирпичной кладки. Пожаробезопасность. Поскольку для изготовления газобетона берется лишь природное минеральное сырье, то нет и опасности возгорания. Газобетон, будучи неорганическим и негорючим материалом, выдерживает одностороннее воздействие огня в течение 3-7 часов. Это материал, способный защитить металлические конструкции от прямого воздействия огня. Морозостойкость. Газобетон морозостоек, что объясняется наличием резервных пор, в которые при замерзании вытесняется лед и вода. Сам материал при этом не разрушается. Считается, что при соблюдении технологии строительства, морозостойкость материала не менее 25 циклов. Прочность. При плотности D500 (500 кг/м3) газобетон имеет высокую прочность на сжатие – 28-40 кгс/см.3 Класс бетона по прочности В2,5 достигается за счет автоклавной обработки. Материал может использоваться для кладки несущих стен, стенового заполнения каркасных высотных зданий, а также для кладки внутренних стен и перегородок. Экономичность и быстрота возведения конструкций. За счет относительно больших габаритов газобетонного блока и его малого веса (не требует специальных подъемных механизмов) существенно возрастает скорость строительства и, соответственно, снижаются трудозатраты. Вместо стандартного раствора используется клеевой, что также снижает стоимость возведения. В процессе эксплуатации здания из ячеистого бетона расходы на отопление снижаются на 25-30 %. Конструкционность. Точные геометрические характеристики изделий позволяют вести кладку блоков с использованием клеевого раствора, который обеспечивает прочность сцепления и исключает наличие в кладке «мостиков холода». Простота обработки. Газобетон легко обрабатывается любым режущим инструментом. Газобетон пилится, сверлится, гвоздится, строгается, штрабится. Все это делает его применение особенно привлекательным. Простота обработки ячеистого бетона позволяет создавать интересные архитектурные решения, в том числе, прорезать каналы и отверстия под розетку, электропроводку, трубопроводку, трубопроводы, арочные конфигурации. Экологичность. Современный газобетон производится из песка, извести, цемента и алюминиевой пудры. Он не выделяет токсичных веществ и по своей экологичности уступает лишь дереву. Но при этом газобетон, в отличие от дерева, не гниет и не стареет. Экологическая чистота применяемых сырьевых материалов гарантирует полную безопасность газобетонных изделий для человека. Радиационный фон газобетона не превышает 9-11 мкр/ч. Это пористый материал, поэтому в доме, построенном из газобетона, дышится так же легко, как и в деревянном [3]. 1.5 Область применения газобетона Газобетон считается отличным конструкционным и теплоизоляционным материалом. Изделия из него применяются во всех отраслях строительной промышленности. Из него возводят жилые дома и сельскохозяйственные постройки, он используется в строительстве общественных, промышленных и административных зданий, для сооружения больниц и школ, а также зданий другого назначения. Газобетонные блоки - удобный, эффективный и экономичный строительный материал. Его уникальные свойства позволяют за небольшой промежуток времени возводить самые разные строения. При этом строить из него можно в условиях различных климатических особенностей. Подходят блоки и для использования в качестве конструкционного, звукоизоляционного и теплоизоляционного материала. Они предназначены для сооружения разнообразных стен. Из них получаются прочные и долговечные внутренние и наружные стены - несущие, одинарные, двойные, ненесущие, комбинированные. Используются блоки и для устройства разделительных и противопожарных перегородок, заполнения стальных и бетонных каркасов. Еще одна сфера применения газобетонных блоков - это перестройка, реставрация старых зданий и строительство фахверковых домов. Для реставрации зданий материал удобен, прежде всего, из-за своего малого веса. А для фахверковых домов удобно то, что он прост в обработке. Во всем мире уже не первый год блоки применяются для увеличения этажности существующих домов, а также для реставрации старых домов. Также этот материал применяется в качестве звукоизоляционного и теплоизоляционного материала. Им хорошо утеплять, как малоэтажные, так и высотные дома. Для утепления используют специально выпускаемые блоки небольших размеров. В последнее время ячеистый бетон пытались использовать и в других сферах, например, в конструкциях стен подвальных помещений и фундаментов. Но чтобы обосновать применение газобетона для таких операций и расширить сферы его использования, необходимы дополнительные проверки на надежность и долговечность. Такое распространение в строительстве материал заслужил, благодаря своим особенным свойствам, среди которых надежность, долговечность, небольшой вес и повышенная прочность. Так, ячеистый бетон и газобетон, как самые распространенный его вид, применяется в строительстве для выполнения самых разных задач - сооружения разных видов стен, утепления зданий и их восстановления, наращивания этажности и строительства перегородок. Совместно с другими видами ячеистого бетона, он может применяться и для таких работ, как устройство лестничных ступеней, плит перекрытия, панелей, перемычек и т. Д [6]. 2 Особенности подбора состава газобетона Расчет расхода материалов на 1 замес в 1 л исходного состава определяют по следующим формулам: 1. Расход вяжущего  2. Извести  3. Расход золы  4. Расход воды  где  - заданная средняя плотность бетона в сухом состоянии, кг/л; - коэффициент увеличения сухой смеси в результате твердения вяжущего, равен 1,1; - объем замеса, л, умноженный на коэффициент избытка смеси 1,5; - число частей кремнеземистого компонента, приходящихся на 1 часть вяжущего; - доля извести в вяжущем; - водотвердое отношение.При расчете расхода газообразователя находят величину пористости, которая должна создаваться порообразователем для получения газобетона заданной средней плотности:  ;где  - удельный объем сухой смеси, л/кг, находится в зависимости от вида кремнеземистого компонента, вида вяжущего и их соотношения.Зная пористость определяем расход порообразователя (алюминиевой пудры):  где  - выход пор; - коэффициент использования порообразователя.Таблица 4 Потребность цеха в сырьевых материалах
3 Новое в технологии данного вида бетона 3.1 О преимуществах применения газобетона в современном строительстве Газобетон (автоклавный ячеистый бетон) – материал для Казахстана сравнительно новый. А вот в практичной Европе уже давно отдают предпочтение этим прочным и долговечным блокам. В современных условиях главной мотивацией при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений стало снижение материальных и энергетических затрат. Решение этой задачи облегчает применение теплоизоляционных материалов, обладающих повышенной прочностью, долговечностью, способных обеспечить высокие теплозащитные и санитарно-гигиенические свойства ограждающих конструкций и их надежность в течение всего срока службы. К таким материалам сегодня по праву относят газобетон, для изготовления которого используются только качественные экологически чистые компоненты – цемент, известь, песок и вода плюс природная добавка – тоберморит, способствующий прочности блока. В подготовленную массу добавляют газообразователь, затем ее разрезают и в специальной форме помещают в автоклав, где после длительной термообработки при давлении 8–13 атмосфер и заданной влажности получается строительный материал – долговечный, крепкий и при этом хорошо поддающийся механической обработке. Именно за счет автоклавной обработки газобетон и достигает своих уникальных свойств. В первую очередь, это высокая прочность (10–50 кг/см2) при небольшой плотности (350–600 кг/м3) и низкий коэффициент теплопроводности (0,09–0,14 Вт/моС). Газобетон не преподносит «сюрпризов» в процессе усадки, усушки, не дает трещин, не разламывается, доставляется на объект сразу в готовом виде. А равномерная пористая структура (кстати, степень пористости можно менять в зависимости от назначения материала) позволяет стенам поддерживать воздухообмен по аналогии с древесиной. Поскольку при изготовлении газобетона используются только природные компоненты, он считается одним из наиболее безвредных строительных материалов и по шкале экологичности находится на втором месте, уступая лишь дереву. Следует отметить и исключительную точность линейных характеристик газобетонных блоков (±1–2 мм), которая достигается за счет использования высокотехнологичного режущего оборудования. Благодаря этому качеству достигается безупречная геометрическая форма конструкций. Таблица 5 Сравнительные характеристики материалов
Преимущества автоклавного ячеистого бетона станут еще более очевидными, если взглянуть на таблицу сравнительных характеристик наиболее актуальных строительных материалов. В частности, газобетон значительно превосходит родственный ему материал – пенобетон. Но нужно понимать, что пенобетон – это, так сказать, «недоготовленный» газобетон, соответственно, все его рабочие характеристики занижены. Пенобетон получают путем смешивания цементно-песчаной смеси с пенообразователем (химическим реагентом). Готовая смесь приобретает твердость в естественных условиях, то есть, пенобетон можно производить непосредственно на строительных площадках. Зачастую при недобросовестно организованных работах и использовании некачественного сырья материал оседает, расслаивается при формовании, особенно при монолитной укладке, и в целом имеет невысокую прочность, что сказывается на целостности углов и ребер. Кроме того, проектная прочность пенобетона достигается в срок более чем 28 суток, а готовые изделия имеют повышенную влажность и усадку, снижающие трещиностойкость. Медленное обезвоживание отдаляет сроки достижения пенобетоном равновесной влажности, что вызывает дополнительный расход тепловой энергии. Также нередка нестабильность показателей плотности, морозостойкости и других свойств этого материала. И еще один, очень существенный недостаток пенобетона – невозможность достижения ровной геометрической формы, что очень заметно, когда пенобетон изготавливается откровенно кустарным способом, ведь для его изготовления не требуется приобретения дорогого и качественного оборудования, в отличие от газобетона. Из таблицы видно, что газобетон – наиболее актуальный сегодня по своим технико-экономическим показателям материал. Появление альтернативы камню, кирпичу и бетону – настоящая революция в современной строительной отрасли, ратующей за ресурсосбережение. Сегодня в Казахстане изготавливается достаточное количество марок газобетона различной плотности. Этот материал одинаково успешно применяется как при возведении наружных стен и внутренних перегородок, так и для тепло- и звукоизоляции крыш и межэтажных перекрытий. А его прочность и легкость в обработке позволяют использовать любые облицовочные материалы, вплоть до тяжелых, таких, как керамогранит или натуральный камень [7]. 3.2 Энергоэффективный газобетон Экономия топливно-энергетических ресурсов, повышение эффективности тепловой защиты зданий и сооружений, внедрение энергоэффективных материалов и технологий являются приоритетными направлениями в развитии мировой строительной индустрии. Энергоэффективность зданий в настоящее время – одна из важных задач по сохранению окружающей среды и снижению энергопотребления. Усиливается тенденция заблаговременной оптимизации энергорасходов при проектировании энергосберегающих поризованных материалов и строительстве зданий на их основе. К таким материалам относится ячеистый бетон, высокая технико-экономическая эффективность которого подтверждена отечественным и зарубежным опытом производства и применения [1 – 3]. В последние годы в Казахстане стали функционировать десятки современных заводов по производству изделий из газобетона и сформировалась отрасль по производству высококачественной продукции, соответствующей лучшим мировым стандартам. Решение вопросов энергоэффективного производства изделий из газобетона и их применения при строительстве зданий с улучшенной теплозащитой являются взаимосвязанными вопросами. Чем ниже средняя плотность выпускаемой продукции, тем меньше сырьевых материалов используется для приготовления смеси и меньше энергетических затрат требуется на стадиях производства изделий. С другой стороны, изделия с более низкой средней плотностью, но достаточным уровнем класса прочности обеспечивают повышенную энергоэффективность ограждающих конструкций зданий. Однако тенденция снижения средней плотности стеновых изделий не является пропорциональной функцией эффективности ограждающих конструкций, особенно несущих, поэтому конструкционно-теплоизоляционные изделия со средней плотностью, например D300, необходимо рассматривать в несущих стенах и других конструкциях зданий с учетом не только тепловой защиты, но также других значимых характеристик, определяющих несущую способность и долговечность конструкций [4]. Развиваемый подход по энергоэффективности производства и применения газобетона позволит выявить резервы энергосбережения, существенно расширить сырьевую базу для его производства и повысить конкурентоспособность. На фоне динамичного развития производства ячеистых бетонов, а также популярности использования сухих строительных смесей решением вопроса энергоэффективного производства и применения является ячеистый бетон на основе сухой строительной смеси. Сухие газобетонные строительные смеси получены на основе композиционного вяжущего и комплексного порообразователя. Комплексный порообразователь для сухой смеси содержит алюминиевую пасту и поверхностно-активные вещества (ПАВ) и совместно с карбонатным наполнителем способствует стадийному формированию полидисперсного порового пространства при затворении смеси водой. При этом ПАВ формируют первоначальную пористую структуру, а алюминиевый газообразователь обеспечивает формирование пористой структуры газобетонного массива предварительно поризованной в смесителе массы. За счет композиционного вяжущего, имеющего ускоренные процессы гидратации, фиксируется полидисперсная ячеистая структура газобетона. Постадийное формирование пористой структуры за счет применения в сухой смеси композиционного вяжущего и комплексного порообразователя позволило получить ячеистый бетон с плотно сцементированной матрицей при толщине межпоровых перегородок от 7 до 37 мкм с общей пористостью 76 % и средним диаметром пор 0,186 мм (рисунок 3). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||