CC BY
14УДК 691.327.333
A.В. СВИНАРЁВ1, директор; А.М. ГЛУШКОВ2, директор;
B.Д. ТЫСЯЧУК3, директор, А.А. КУПРИНА3, инженер-технолог
1 ООО «Экспериментальный цех «Экостройматериалы» (308501, Белгородская обл., Белгородский р-н, п. Дубовое, ул. Заводская, 4-д)
2 НПФ «ТехноСтроМ» (248000, г. Калуга, ул. Плеханова, 96)
3 ООО «Экостройматериалы» (308013, г. Белгород, Михайловское ш., 5)
Технологический модуль ТМ-25 для производства неавтоклавных фибропенобетонных изделий
Разработана и запущена новая технологическая линия по производству фибропенобетонных изделий при минимальных капитальных вложениях. Линия по уровню автоматизации сопоставима с технологическими линиями по выпуску автоклавных ячеистых бетонов. В проекте использованы передовые технологические решения. Для получения фибропенобетонной смеси установлен модернизированный пенобетоносмеситель серии СПБУ-1000-ЛЮКС производства ООО «Экостройматериалы», обеспечивающий получение микропористой структуры фибропенобетонной смеси. В конвейерной технологии производства используется принцип тепловой самотермообработки фибропенобетона за счет внутреннего энергетического потенциала гидратации твердеющего цемента в формах большого объема, что снижает энергозатраты на производство. Налажен выпуск мелкоштучных фибропенобетонных блоков высокой прочности с незначительной усадкой, малым водопоглощением и повышенной морозостойкостью. Представленный технологический модуль обеспечивает наибольшую оборачиваемость форм, максимальное использование технологического оборудования, стабильность свойств и качества готовой продукции.
Ключевые слова: фибропенобетонные изделия, конвейерная технология, автоматизированный модуль, неавтоклавный пенобетон.
A.V. SVINAREV1, Director; A.M. GLUSHKOV2, Director; V.D. TYSYACHUK3, Director, A.A. KUPRINA3, Process Engineer
1 OOO «Experimental plant «Ekostroymaterialy» (4-d, Zavodskaya Street, Dubovoe Township, Belgorod District, Belgorod Region, 308501, Russian Federation)
2 NPF «Technostrom» (96, Plehanova Street, Kaluga, 248000, Russian Federation)
3 OOO «Ekostroymaterialy» (5, Mikhailovskoe Highway, Belgorod, 308013, Russian Federation)
Technological Module TM-25 for Manufacturing Non-Autoclaved Fiber Foam Concrete Products
A new production line for manufacturing fibre-foam concrete products has been developed and launched with minimal capital investments. From the point of view of the automation level and quality of products manufactured this line is comparable with the lines for manufacturing autoclaved cellular concretes. Advanced technological solutions are used in this project. To produce a fibre-foam-concrete mix the improved foam concrete mixers of SPBU-1000LUX type manufactured by OOO "Ekostroymaterialy" which ensure the obtaining of a micro-porous structure of the block are used. The principle of heat self-thermal treatment of fibre foam cement due to the internal energy potential of hydration of hardening cement in large-volume forms is used in the conveyer technology that reduces the energy consumption for production. The production of a small piece fibre foam concrete block of high strength with insignificant shrinkage, low water absorption and high frost resistance has been started. The technological module presented ensures the maximum reuse of forms, maximum use of technological equipment, stability of properties and quality of finished goods.
Keywords: fibre foam concrete products, conveyer technology, automated module.
Развитие российской строительной индустрии в ходе мирового промышленного кризиса показывает, что производство ячеистых бетонов (как автоклавного так и неавтоклавного твердения) не только не пострадало, а скорее получило дополнительный толчок для дальнейшего совершенствования. Доля автоклавных ячеистых бетонов, находящихся в ряду строительных материалов для ограждающих конструкций в многоэтажных каркасных зданиях, постоянно растет. Надо отметить, что в
большей части спрос на ячеистые бетоны удовлетворяется производителями автоклавного газобетона.
Вместе с тем автоклавному газобетону есть альтернатива — неавтоклавный ячеистый бетон. Всем интересующимся этим вопросом представителям отрасли производства строительных материалов известны плюсы данного материала [1—3]. Неавтоклавные ячеистые бетоны отличаются низким водопоглощением, низкими капитальными вложениями в оборудование
Рис. 1. Смесители для подготовки массы пенобетона СПБУ-1000-ЛЮКС производства ООО «Экостройматериалы»
Рис. 2. Структура фибропенобетона
научно-технический и производственный журнал Q'TFOWf1- J\ii'r\i>\*
июнь 2014
Foam Concrete: Science and Practice
Схема TM - 25
Вторая камера твердения
Ко«веер переноса бортов
Пост фоинш массива
Рис. 3. Склад готовой продукции
и освоение производства. Оборудование и сырьевые материалы производятся на территории Российской Федерации отечественными производителями. Так что же мешает неавтоклавным пенобетонам расширить нишу на рынке строительных материалов? Есть две основные причины, первая из которых характерная для всех цементных материалов влажностная усадка. В рамках этой статьи мы не будем рассматривать существующие способы устранения, либо минимизации этого явления. Отметим только, что способы существуют [4—5]. Второй причиной является недостаточно развитое производство отечественного оборудования для изготовления мелкоштучных изделий из неавтоклавного пенобетона. Большинство производств представляет собой набор, в лучшем случае механизированных агрегатов, которые не могут обеспечить организацию индустриального производства данного вида продукции.
Специалистами компаний НПФ «ТехноСтроМ» совместно с ООО «Экостройматериалы» была разработана, изготовлена и запущена на РБЗ-1 (г. Дубна, Московская обл.) в эксплуатацию линия по производству пенобетонных блоков с максимально возможной на сегодняшний день степенью автоматизации.
Процесс производства фибропенобетонных изделий состоит из приготовления пенобетонной смеси, формования пенобетонного массива, его предварительной тепловой обработки для достижения пластической прочности, необходимой для резки его на изделия заданных размеров твердения изделий до достижения требуемых прочностных и других характеристик и последующей упаковки готовой продукции. Качество продукции, технико-экономические показатели и эффективность работы предприятия в целом определяются главным образом, принятой технологией производства. Поэтому принципиальным является использование в данном проекте самых передовых технологических решений. Для получения фибропенобетонной смеси линия укомплектована высокоскоростным пенобетоносмесителем-активатором серии СПБУ-1000-ЛЮКС (рис. 1) производства ООО «Экостройматериалы», в котором используется принцип объемной гидроактивации компонентов смеси. В результате образуется ультрамикропористый фибропенобетон с тонкими межпоровыми оболочками (рис. 2). Особо следует отметить минимальный расход пенообразователя, составляющий 200—300 мл стандартного синтетического пенообразователя на 1 м3 фибропенобетонной смеси. Это позволяет свести к минимуму «отравляющее» действие поверхностно-активных веществ на гидратацию портландцемента, получая фибропенобетоны повышенной прочности, направленно получать мелкопористую структуру фибропенобетонного камня, снизить теплопрово-
Катера преднрткхыюго пщр.нгиия Пост Вертикальные cw.ua рс,я„ бО(»Т№
Рис. 4. Схема автоматизированного технологического модуля ТМ-25 по производству фибропенобетонных изделий
дность и водопоглощение, повысить морозостойкость фибропенобетонного камня.
В данной технологии производства эффективно используется принцип тепловой самотермообработки фибропенобетона за счет внутреннего энергетического потенциала гидратации твердеющего цемента [6—7] в формах большого (1,32 м3) объема, который был исследован и отработан НПФ «ТехноСтроМ». Кроме непосредственного уменьшения энергозатрат на производство регулирование температурного градиента в твердеющем пенобетонном массиве дает возможность максимально уменьшить деструктивные процессы в нем, возникающие при гидратации портландцемента. Это позволяет максимально использовать потенциал вяжущего для получения высокопрочных низкоусадочных пенобетонов.
Более чем двухлетняя эксплуатация оборудования этой линии и технологии показала, что они являются удачными и сопоставимыми по уровню автоматизации с аналогичными линиями иностранного производства для изготовления автоклавного газобетона. На предприятии выпускаются мелкоштучные пенобетонные блоки 1-й категории по ГОСТ 21520-89 с размерами 198x295x598 мм и 98x295x598 мм с маркой по средней плотности Д600 и классом по прочности В1 (1,5 МПа), В1,5 (20 МПа). Отклонения геометрических размеров не превышают 1 мм по длине блока. Морозостойкость производимых блоков от 50 до 75 циклов, усадка при высыхании ниже заданных ГОСТ 25485-89 3 - 1,5 мм/м (рис. 3).
На основе этого опыта нами разработан полностью автоматизированный технологический модуль ТМ-25 по производству неавтоклавных фибропенобетонных изделий мощностью 25 тыс м3/год (рис. 4). В нем предусмотрена конвейерная технология производства фибропе-нобетонных изделий, как наиболее технологически и экономически целесообразная для данной мощности предприятия. Она обеспечивает наибольшую оборачиваемость форм, максимальное использование технологического оборудования, стабильность свойств и качества готовой продукции. Конвейер производства фибро-пенобетонных изделий представляет собой замкнутый рельсовый путь, расположенный на уровне пола, по которому передвигаются формы-тележки с изделиями. Конвейер подразделяется на две технологические линии, которые приводятся в движение реечными толкателями, как наиболее простым и надежным механизмом
Первая технологическая линия состоит из поста формования массива, камеры предварительного твердения, постов съема бортов и вертикальной резки фибропено-бетонного массива. Резку массива осуществляют на резательной машине (рис. 5), оснащенной либо струнами, либо ленточными пилами.
fj научно-технический и производственный журнал
® июнь 2014
Вторая технологическая линия состоит из камеры окончательного твердения фибропенобетонных изделий, постов горизонтальной резки фибропенобетонного массива (горизонтальная резка осществляется ленточными пилами), съема продукции, сборки и подготовки форм.
Технологические линии связаны между собой двумя передаточными механизмами, которые состоят из передаточных тележек и рельсовых путей. Работа всех технологических линий и передаточных механизмов синхронизирована и управляется автоматически программой компьютера.
Посты съема бортов и вертикальной резки фибропе-нобетонного массива объединены в единый блок механизмов с четырехпозиционным шаговым конвейером, который перемещает каждую из форм, выходящую из камеры предварительного твердения, на одинаковый интервал, равный 2,5 м. В результате тележки последовательно, с заданным ритмом, синхронно проходят посты съема борта, поперечной и продольной вертикальной резки и последним перемещением попадают на передаточный механизм, откуда тележка с изделиями передается на вторую линию.
Снятые борта отдельным конвейером подают на пост сборки форм. В начале второй линии конвейера расположена вторая камера твердения и после которой расположены посты горизонтальной резки и съема продукции с двухпозиционным шаговым конвейером. Далее следуют посты сборки и подготовки форм.
Ниже уровня пола под постами горизонтальной резки, съема продукции и подготовки форм находится ленточный конвейер для сбора шлама от резки массивов и чистки форм. Весь собранный шлам после переработки возвращается в технологический процесс в качестве высокоактивного наполнителя фибропенобетонной смеси.
Собранные и подготовленные формы подаются передаточным механизмом на пост формования массива первой технологической линии. Следует обратить осо-
Рис. 5. Резательная машина
бое внимание на то, что разборка-сборка форм, смазка проводятся автоматически, без привлечения ручного непроизводительного и дорогостоящего труда.
Блок приготовления фибропенобетонной смеси состоит из силосов цемента, бункеров песка и шлама, установки переработки шлама, системы подачи и дозирования компонентов фибропенобетонной смеси, пенобетоносмесителей-активаторов СПБУ-1000-ЛЮКС.
Для увеличения производительности предприятий, возможна установка необходимого количества автономных модулей.
Подводя итоги, подчеркиваем, что разработанный технологический модуль является удачным с точки зрения получения высококачественных фибропенобетон-ных блоков и сопоставим по уровню автоматизации с линиями по производству автоклавного газобетона. Еще недавно подобное утверждение было просто невозможно.
Список литературы
1. Левченко В.Н., Гринфельд Г.И. Производство автоклавного газобетона в России: перспективы развития подотрасли // Строительные материалы. 2011. № 9. С. 44-47.
2. Баев М.Н., Щукина Ю.В. Теплоизоляционный неавтоклавный пенобетон с повышенными характеристиками // Ползуновский вестник. 2011. № 1. С. 35-37.
3. Баранов И.М. Прочность неавтоклавного пенобетона и возможные пути ее повышения // Строительные материалы. 2008. № 1. С. 26-30.
4. Перфилов В.А., Аткина A.B., Кусмарцева O.A. Применение модифицирующих микроармирующих компонентов для повышения прочности ячеистых материалов // Известия вузов. Строительство. 2010. № 9. С. 11-14.
5. Патент РФ 2422408. Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления / Перфилов В.А., Котляревская A.B., Кусмарцева O.A. Заявл. 30.04.2010. Опубл. 27.06.2011. Бюл. № 18.
6. Suleymanova L.A. Non-autoclaved aerated concrete at composite binding. Ibausil: 18. Internatinale Baustofftagung. Weimar. 2012. В. 2. Р. 2-0830-2-0835.
7. Моргун Л.В., Смирнова П.В., Бацман М.О. Управление скоростью структурообразования пенобе-тонных смесей с помощью температурного фактора. Материалы МНПК «Пенобетон-2007». СПб: СПбГУПС. 2007. С. 48-56.
8. Лотов В.А. Движущая сила процесса гидратации и твердения цемента. Сб. докладов 3(11) международного совещания по химии и технологии цемента. Москва. 27-29 октября 2009. С. 137-140.
References
1. Levchenko V.N., Grinfeld G.I. Autoclaved aerated concrete production in Russia: Prospects for Development subsector. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2011. No. 9, pp. 12-14. (In Russian).
2. Bayev M. N., Schukina Yu.V. Advanced heat-insulating non-autoclaved foam-concrete. Polzunovskii Vestnik. 2011. No. 1, pp. 35-37. (In Russian).
3. Baranov I.M. Strength of non-autoclave foam concrete and possible ways of her increase // Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2008. No. 1, pp. 26-30. (In Russian).
4. Perfilov V.A. Atkina A.B. Kusmartseva O.A. Compressive strength of cellular materials increased by application of modifying microreinforcing components. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. 2010. No. 9, pp. 11-14. (In Russian).
5. Patent RF 2422408. Syr'evaya smes' dlya izgotovleniya yacheistykh materialov i sposob eeprigotovleniya [Raw mix for production of cellular materials and her mixing method] / Perfilov V.A. Kotlyarevsky A.B. Kusmartseva O.A. Declared 30.04.2010. Published 27.06.2011. Bulletin No. 18. (In Russian).
6. Suleymanova L.A. Non-autoclaved aerated concrete at composite binding. Ibausil: 18. Internatinale Baustofftagung. Weimar. 2012. Book. 2, pp. 2-0830-2-0835.
7. Morgun L.V. Smirnova P. V., Batsman M. O. Speed control of structurization of foam-concrete mixes by means of a temperature factor. Materials MNPK «Foam concrete-2007». SPb: SPbGYPS. 2007, pp. 48-56. (In Russian).
8. Lotov V.A. Driving force of process of hydration and cement curing. Collection of reports 3(11) International Meeting on chemistry and to technology of cement. Moscow. October 27-29, 2009, pp. 137-140. (In Russian).
научно-технический и производственный журнал
июнь 2014
6
iA ®
