Блоки и элементы из ячеистового бетона

Введение.                                                                                       

Ячеистый бетон – это материал, позволяющий экономить средства строителям и владельцам домов: высокая экономичность – повышенное удобство и функциональность.

Ячеистый бетон – это высококачественный, многообразный строительный материал, который может производиться в форме блоков, элементов или армированных плит. В 1920 г. ячеистый бетон был впервые произведен в Европе. Благодаря своим многочисленным преимуществам, он сделался в Европе непревзойденным стеновым строительным материалом настоящего и будущего. Рыночная доля ячеистого бетона в мире, в особенности в Азии и Америке, быстро растет. Ячеистый бетон известен под различными названиями: ячеистый бетон, газобетон, пористый бетон. Блоки и плиты из ячеистого бетона используются практически во всех сферах строительной промышленности, таких как жилищное, промышленное и сельскохозяйственное строительство, возведение школ, больниц, административных и общественных зданий и т.д. Ячеистый бетон предназначен для любых стен, а именно наружных (одинарных или двойных) и внутренних (несущих и ненесущих), заполнения бетонных или стальных каркасов, разделительных перегородок, противопожарных стен. А также для реставрации или перестройки старых зданий (благодаря низкому весу) или для фахверковых домов (благодаря простой обработке). Ячеистый бетон прекрасно зарекомендовал себя во всех климатических зонах.

Газобетон является перспективным строительным материалом.

Эксплуатационные свойства изделий из ячеистого бетона
1. Конструкции из ячеистого бетона гораздо легче полнотелых, имеющих тот же объем. Так, блок размерами 200х250х600 мм весит около 18 кг, в то время как аналогичная кирпичная конструкция, включающая 15-20 кирпичей весит около 80кг. Следовательно,  затраты на транспортные перевозки, расходы на возведение фундаментов, и трудоемкость возведения объекта в целом существенно снижаются. Как следствие, длительность строительного процесса сокращается. Как показывает опыт многих стран, использование ячеистых блоков вместо кирпича и обычного тяжелого бетона с утеплителем в несколько раз снижают затраты на строительство всех видов сооружений и сроки строительных работ. Это происходит по следующим причинам:

• Уменьшение толщины стены при сохранении теплоизолирующих свойств;
• Снижение транспортных расходов;
• Облегчение фундамента и каркасных конструкций;
• Сокращение трудозатрат на кладку, отделку, доводку стен;
• Экономия цементного раствора, штукатурки, шпаклевки;
• Простота обработки: изделия легко пилятся, строгаются, рубятся, сверлятся, гвоздятся обычными инструментами для обработки дерева, легко оклеиваются обоями и окрашиваются.
• Стены из ячеистого бетона отличаются высокой пожаростойкостью.
• Высокая производительность труда при кладке.

2. Резка блоков из газобетона осуществляется ручной или электрической пилой и отличается простотой и высокой точностью. Благодаря точности нарезки блоков и ровным поверхностям после нарезки, обеспечивается плотная стыковка блоков, что позволяет использовать клей вместо соединительного раствора. Высокая точность при производстве блоков позволяет строить стены с 10-ти кратной экономией раствора и существенно экономить средства и время на отделке и доводке стен. Кроме того, это свойство избавляет от необходимости применять дополнительные теплоизоляционные материалы, что в совокупности с уникально низкими теплопроводными свойствами газобетона обеспечивает 25%-30% экономии на отоплении при эксплуатации зданий.
3. Кладка производится при помощи нормальных или жидких строительных растворов, со штукатуркой или без нее. Нормальной толщиной штукатурного слоя считается слой толщиной 10-12 мм при применении многослойной штукатурки, или 1-3 мм, при применении специальной тонкой высокоэластичной штукатурки. При кладке на жидкие строительные растворы, слоем 1-2 мм, значительно сокращается потребление раствора и времени его перемешивания на строительной площадке.
5. Имеются большие перспективы в области использования изделий из ячеистого бетона в качестве конструкционного материала. Прочность блоков такова, что позволяет без применения специальных технологий возводить здания высотой до пяти этажей с железобетонными плитами перекрытий. Это делает блоки из ячеистого бетона очень привлекательными для использования в малоэтажном строительстве, которое в настоящее время развивается ускоренными темпами. Так же быстро развивается сейчас и строительство жилых зданий со свободной планировкой внутренних помещений. Это преимущественно здания каркасного типа, где наружные стены выполняют в основном ограждающую функцию. В этом случае, этажность здания со стенами из ячеистого бетона не ограничивается. Ячеистый бетон является альтернативой ДСП и гипсокартону при возведении  перегородок в зданиях с несущими наружными стенами. Благодаря уникальному сочетанию теплоизолирующих и прочностных характеристик ячеистый газобетон является единственным строительным материалом, который может использоваться для полного строительства всего дома от фундамента до несущих и ограждающих стен, перегородок, перекрытий, лестниц.

Потребительские свойства изделий из ячеистого бетона
1. Теплозащитные свойства ячеистого бетона в 2–3 раза выше, чем у кирпича. Будучи материалом пористым, ячеистый бетон обладает и соответствующими его структуре свойствами. Главное из них – очень низкая теплопроводность. Прекрасно справляясь с ролью теплозащитного материала, ячеистый бетон позволяет сохранять оптимальную температуру в помещении и в холодных условиях, и в жарком южном климате. При этом с точки зрения теплоизоляции стена из ячеистого бетона толщиной всего лишь 200-250мм может заменить кирпичную стену толщиной 600 мм.
2. Стена из этого материала проводит воздух, создавая в помещении идеальный микроклимат, особенно полезный для тех, кто страдает от легочных, сердечнососудистых и суставных заболеваний.
3. Ячеистый бетон обладает высокой пожаростойкостью, в отличие от древесины или металла, не поражается гнилью, жучком или коррозией. Морозостойкость ячеистого бетона  равна или превышает показатели большинства марок кирпичей и тяжелых бетонов. Ячеистый бетон является звукоизолирующим материалом, что существенно повышает комфортность и безопасность жилища. Все эти положительные стороны ячеистого бетона высоко ценятся в мировой строительной практике. Например, в Швеции до 80% всех сооружений выполняются из этого эффективного материала.
Таким образом, к очевидным потребительским достоинствам планируемой к производству продукции можно отнести:

• Отличную тепло - и звукоизоляцию;
• Пожаробезопасность;
• Экологическую чистоту;
• Влагонепроницаемость;
• Морозостойкость;
• Выравнивание температурных колебаний.

Исходя из перечисленных потребительских, эксплуатационных и физических свойств ячеистого бетона можно сделать вывод, что он является перспективным строительным материалом, обладающим уникальными потребительскими свойствами, и достойной заменой традиционных строительных материалов.

Производство блоков, элементов и плит из ячеистого бетона.

I.Сырьевые материалы: известь, цемент песок или летучая зола и обратный шлам

Силикат-Диоксид кремния .
SiO(2) обычно используется в виде песка диоксида кремния или летучей золы.

Летучая зола.
Летучая зола доставляется в грузовых автомобилях и высыпается в приёмный резервуар для летучей золы, в который уже предварительно наполнен  необходимым количеством воды. Затем вмонтированная мощная мешалка перемешивает смесь, пока не возникнет производственный шлам необходимой плотности.

Помол диоксида кремния (песка).
В мельнице для песка с резиновой бронёй (переливная шаровая мельница) песок  мелится в песочный шлам.
Песочный шлам перекачивается в одну из ёмкостей (шламбассейнов ) для шлама. Эти ёмкости снабжены мощными мешалками, чтобы обеспечить постоянное движение шлама.

Известь и Цемент.
Известь и цемент доставляются автомашинами и перекачиваются в разные силосы.
Объёмы силосов зависят от условий снабжения и должны быть не менее 1,25  дневной потребности.

Обратный шлам.
Обратный шлам очень важный сырьевой материал для производства ячеистого бетона и состоит из растворенных обрезков массива на линии резки. Все свежие обрезки перерабатываются и используются вновь (обратный шлам). Он хранится в шламбассейнах для обратного шлама так же как песочный шлам.

II. Дозировка и перемешивание

Массивы.
Ячеистый бетон производится в больших формах в виде «массивов».
Последовательное дозирование и перемешивание осуществляется для каждого замеса одной формы отдельно. Сырьевые материалы автоматически дозируются в миксер, хорошо смешиваются и затем заливаются в формы.


Дозирование с помощью компьютерного управления.
Полностью автоматическая, электрическая, контрольная система очень точно взвешивает все материалы с помощью компьютерного управления, с самообучающейся системой большой точности. Температура и содержание воды в замесе регулируются полностью автоматически.


Известь и Цемент.
Известь и цемент отдельно, с большой точностью, дозируются с помощью шнек-дозаторов в весовые ёмкости.

Содержание воды .
Соотношение вода - твёрдые материалы играет важную роль в замесе. На основе плотности шламов, компьютер дозирует объём необходимого количества горячей или холодной воды.

Шламы.
Производственный (песочный ) шлам перекачивается в весовую ёмкость и дозируется в качестве первого компонента. Обратный шлам перекачивается  так же в весовую емкость и дозируется в качестве второго компонента. Шламы дозируются в количествах, которые точно содержат необходимый вес сухого материала согласно рецепту замеса. Это означает, что фактическая плотность шламов является основой для калькуляции замесов. Необходимый объём шлама для каждого замеса быстро пересчитывается компьютером и корректируется при различии его веса. Это гарантирует постоянное качество произведённых материалов.


Температура.
Одинаковая температура смесей играет важную роль, при получении массивов постоянно одинакового качества.

Температура всех материалов измеряется, для того чтобы получить фактическое содержание теплоты в них. Эти данные затем сравниваются с необходимым содержанием теплоты в замесе. Заранее выбранную температуру шлама получают добавлением в него горячей и/или холодной воды. Не обходимое количество воды автоматически регулируется компьютером.


Алюминий.
Тонкие частицы алюминия используются для того, чтобы создать водородные пузырьки, которые создают пористую структуру ячеистого бетона.  Алюминий  применяется предпочтительно специальный или в виде порошковой пасты (ок. 80 % алюминия и 20 % добавок). Он смешивается с водой в одном из миксеров для алюминиевого шлама. Этот шлам перекачивается в весовую ёмкость алюминиевого шлама, расположенную поверх главного миксера.

Порядок смешивания.
- сначала перекачиваются в миксер песчаный и обратный шламы.
- добавляются цемент или известь, или  вместе одновременно,  дополнительная вода, в зависимости от рецепта и от качества исходных материалов.
- смешивание длится до тех пор, пока всё будет хорошо перемешано.
- в конце процесса смешивания,  в смесь добавляют алюминиевый шлам, затем добавляется вода после промывки оборудования дозирования алюминия.
- Как только алюминий хорошо смешается, миксер выдает перемешанный шлам в форму.


III. Предварительное отвердение.

Созревание массива.
Заполненная форма с помощью передаточного моста сразу передвигается на путь для предварительного отвердения. Формы ждут, пока массив растет благодаря выделению газа из реакции алюминия и схватывается благодаря реакции связующих веществ.

Транспортировка.
Как только массив достигнет необходимого размера и достаточной твёрдости для резания, форма стягивается с пути предварительного отвердения и передвигается на путь для резания.




Распалубка формы.
Форма двигается в направлении машины для открытия форм, где форма открывается, и стенки формы откидываются на 90° градусов.

Отделение массива от формы.
Горизонтально открытая форма устанавливается на  кантователь.  Далее массив отделяется от формы и переставляется на  автоклавную паллету  для дальнейшего транспортирования через  линию резки.


Чистка формы, подготовка к новой заливке.
Как только массив в вертикальном положении  выходит из кантователя, то новая автоклавная паллета для следующего массива вложится в кантователь. Он опрокидывается обратно, и пустая форма выходит из него, проходит через машину для очистки и смазывания форм, а потом идет к машине для запирания форм. Машина для запирания форм поднимает стены в вертикальное положение и запирает их. Теперь форма готова получить новую смесь и транспортируется под миксер.

IV.Резание

Транспортировка.
Вагонетка транспортной системы линии резания принимает автоклавную паллету с массивом для нарезки.

Резка массива.
Боковой триммер режет вертикальные стороны массива, чтобы получить заданную длину блока  и профили для соединения в паз-гребень, если это необходимо.
Машина резки по толщине разрежет массив до необходимой толщины блока (или толщины плиты)
Очень короткие и тонкие струны для резания улучшают точность нарезки толщины.
Машина поперечной резки режет вертикально высоту блока (или длину плиты).
Станок для фрезеровки захватов для рук: углубление помогают строителю поднимать блоки из ячеистого бетона. Машина резки по толщине: режет массив точно по заданной толщине блока или плиты. Это самый важный, качественный показатель для применения строительного раствора тонким слоем (клея) Струны машины резки по толщине режут ступенями, чтобы снизить напряжение внутри сырого пирога при резании его до минимума.


Сбор и переработка обрезков.
Присосанные обрезки верхней поверхности пирога падают в промежуточную ёмкость для обратного шлама (свежие отходы).
Остальные обрезки четырех вертикальных сторон, между тем, падают  в  другую промежуточную ёмкость внизу.
Защищённая патентом машина для удаления остатков нижнего слоя убирает оставшиеся 4-5 мм нижнего слоя.
Транспортёры доставляют остатки и обрезки к  ёмкости для подготовки обратного шлама.
Как только ёмкость для обратного шлама наполнится, и шлам наберёт необходимую плотность, его перекачивают в один из шламбассейнов  для  хранения обратного шлама.

V. Подготовка к автоклавированию

Комплектование вагонеток.
Разрезанный массив на автоклавной паллете ставиться  на автоклавную вагонетку с помощью машины загрузки.
Пустые автоклавные вагонетки устанавливаются на путях для хранения перед автоклавами с помощью машины загрузки. Каждая вагонетка загружается двумя, тремя или четырьмя автоклавными поддонами с резаными пирогами.
Полные вагонетки передвигаются вперед на пути ожидания с помощью выталкивателя вагонеток (манипулятора) транспортной системы автоклавных паллет.




VI. Автоклавная обработка

Автоклавирование.
Полный комплект вагонеток вталкивается в автоклав. После закрытия двери в автоклаве создается вакуум. Начинается процесс парового отвердения. Добавляется пар и его давление постепенно повышается до ок. 12 бар и соответственно 190°С (375° F). Это давление и температура сохраняются несколько часов для отвердения и формирования гидратов силиката кальция. В конце автоклавного цикла  давление постепенно снижается до атмосферного. После автоклавной обработки дверь открывается. Каждая автоклавная вагонетка отдельно вытягивается передаточной платформой и толкается на отдельный путь для разгрузки.
Обычно происходят 2 автоклавных цикла в течение суток. Автоклавы должны всегда работать целыми сутками, даже если другие отделения завода работают только в одну или в две смены.

Конденсат
Разница температур, особенно в начале автоклавного цикла, ведет к созданию конденсата. Конденсат дренажируется автоклавной системой дренажирования. Конденсированная вода может быть собрана и охлаждена для повторного использования.


VII. Разгрузка и упаковка

Транспортировка.
Автоклавные вагонетки с автоклавированными массивами на паллетах двигаются в направлении загрузочной машины, где автоклавная паллета с автоклавированными блоками/плитами снимается с вагонетки и устанавливается на транспортную систему. Если все паллеты разгружены, загрузочная машина захватывает пустую вагонетку и размещает её на пути ожидания перед автоклавом где она вновь загружается свежими массивами на паллетах.

Разделение блоков.
Автоклавированные блоки на автоклавной паллете ввозятся в разделяющую машину, где все слои по очереди разделяются.

Упаковка.
Машина, которая укладывает блоки на поддоны и сортирует их, удаляет целиком массив с автоклавной паллеты и ставит его на деревянные паллеты. Пустая автоклавная паллета очищается и возвращается к устройству подачи паллет и к кантователю. В отделении упаковки блоки на деревянных паллетах двигаются вперед упаковочной транспортной системой до усадочно-плёночной машины для упаковки. После этого вилочный погрузчик увозит их на склад.

Твердые отходы.
Нижний слой с твердыми отходами, автоматически снимается с автоклавной паллеты, попадает на конвейер для твердых отходов. Эти отходы ссыпаются в контейнеры. Твердые отходы могут быть направлены в отвал или использованы для других целей или могут повторно использоваться в процессе (после подготовки, со специальным оборудованием).


VIII. Производство плит (если применимо)

Процесс производства плит похож на процесс производства блоков. Существенная разница заключается только в стальном армировании, необходимом для того, чтобы обеспечить достаточную прочность плит.

Армирование делается в специальном отделении завода по производству ячеистого бетона.
Для плит несущих вес, из двух арматурных сеток делают клети, используя распорки и держатели, которые фиксируются на специальных удерживающих пальцах.


Машина для выпрямления и резания струны разматывает и выпрямляет стальную струну и режет её до необходимой длины для продольных и поперечных брусков.

Машина сварки арматурных сеток автоматически или вручную приваривает поперечный брус к продольному брусу, чтобы получить сетки, которые по ширине и по длине соответствуют необходимому размеру плиты.







Готовые армирования фиксируются на монтажной раме отдельно или как комплектная единица.

Монтированные армирования покрываются, чтобы защитить их от ржавчины путем процесса погружения и высушивания.
Монтажная рама с необходимым количеством монтированных и покрытых армирований для одного массива прикрепляется к пустой форме.


Дальнейший процесс похож на процесс производства блоков: наполнение формы, предварительное отверждение, резание и. т. д. Только монтажные рамы для армирования вместе с удерживающими пальцами должны быть вытащены из массива, прежде чем резать его.



Упаковка плит: после автоклава плиты раскомплектуются для контроля качества и, при необходимости, режутся в сухом состоянии и штабелируются для дальнейшего использования или хранения.











Профилированные плиты для полов и для стен: привлекательный бизнес с высокачественными изделиями

IX.Данные для расчета экономических показателей

Потребность в сырье и энергии

Указание:
Расходные нормы условные, которые в каждом случае различны. Они базируются на сырье лучшего качества.
Размеры участка под строительство завода. (ориентировочно)

Необходимые машины для производства газобетона