Курсовая работа по Технологические процессы на тему Разработка и описание принципиальной схемы технологического процесса производства изделий из автоклавного газобетона

ВВЕДЕНИЕ
Основными факторами научно-технического развития строительного производства является прогрессивная технология, получение более эффективных и эко¬номически выгодных материалов. Современное строительство все больше стара¬ется использовать недорогие, но качественные материалы и изделия.
В последние годы в связи со значительным повышением требований к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, значительно возрос спрос на изделия из ячеистых бетонов. Одной из немногих разновидностей, из которых возможно возведение теплоэффективных ограждающих конструкций приемлемой толщины (не более 50 см), является газосиликат.
Эффективными строительными материалами, широко используемыми в строительстве, являются автоклавные теплоизоляционные ячеистые бетоны и ячеистые силикаты. Теплоизоляционные ячеистые бетоны предназначены для строительной теплоизоляции: утепления по железобетонным плитам покрытий, полов и чердачных перекрытий, в качестве теплоизоляционного слоя многослойных стеновых конструкций зданий различного назначения. Применяют также теплоизоляционные ячеистые бетоны для теплозащиты поверхностей оборудования и трубопроводов при температуре до 400ºС; жаростойкие ячеистые бетоны для теплоизоляции оборудования с температурой поверхности до 700ºС.
Ячеистые бетоны являются разновидностью легких бетонов с равномерно распределенными порами (до 85 % от общего объема бетона); их получают в результате затвердевания предварительно вспученной порообразователем смеси вяжущего, воды и кремнеземистого компонента.
К способу комплексной поризации, особенно эффективному при получении теплоизоляционного ячеистого бетона, относится газопенная технология – сочетание метода аэрирования и газообразования.
По функциональному назначению выделяют три вида ячеистого бетона: теплоизоляционный средней плотностью до 400 кг/м3; теплоизоляционно-конструкционный средней плотностью 500 – 800 кг/м3, который широко применяют в ограждающих конструкциях жилых, общественных, сельскохозяйственных и промышленных зданий и сооружений; конструкционный ячеистый бетон средней плотностью 900 – 1200 кг/м3, который применяют в качестве несущих элементов жилых и сельскохозяйственных зданий.
Наибольшее распространение из ячеистых бетонов получил газосиликатобетон автоклавного твердения на основе известково-кремнеземистого вяжущего с добавлением портландцемента, в качестве второго вяжущего. Широкое применение в качестве газообразователя получила алюминиевая пудра, которая, реагируя с водным раствором гидроксида кальция, выделяет водород, вызывающий вспучивание.
Производство ячеистых силикатных материалов включает следующие технологические переделы: подготовку сырьевых материалов, приготовление ячеисто-бетонной смеси, формование, гидротермальную обработку и отделку поверхностей изделий.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Выбор и обоснование технологического способа производства изделий
При выборе технологии производства ячеистого бетона автоклавного твердения, основными критериями являются: цена оборудования и обеспечение качества строительных изделий, которое возможно на нем получить. Под качеством подразумевается точность резки изделий для обеспечения возможности монтажа на клею с отклонением геометрических размеров ± 1 – 1,5 мм, а также обеспечение требований по плотности, прочности при сжатии и морозостойкости.
Технологическая схема производства блоков предусматривает:
1) подготовку сырьевых компонентов:
• совместный помол компонентов сырьевой шихты;
• раздельный помол компонентов сырьевой шихты;
• комбинированный;
2) способы приготовления формовочных масс:
• литьевой;
• вибрационный;
• ударный.
В данном проекте разработана технология производства теплоизоляционного газосиликата автоклавного твердения. Подготовку сырьевых материалов осуществляют комбинированным способом, при котором известь и часть песка измельчают сухим способом, а основную часть песка размалывают мокрым способом в виде шлама. Этот способ обеспечивает повышенную однородность вяжущего, уменьшает расход энергии при получении и подготовки песчаного шлама.
Для предотвращения оседания и фиксации массы после вспучивания в качестве второго вяжущего применен портландцемент. За счет этого ячеистобетонная масса имеет более мелкую пористую структуру, равномерно распределенную по всему объему, и набирает необходимую пластичную прочность менее чем за час.
Для формования массивов из ячеистобетонной смеси выбрана ударная технология, при которой процессы вспучивания интенсифицируются ударными импульсами и высотой падения формы. Способ базируется на явлении колебания смеси на основной собственной частоте, а также на эффекте тиксотропного восстановления структуры смеси в период между ударами. Это приводит к блокировке процесса газовыделения через поверхность массива при вспучивании, обеспечивая в конечном итоге получения высококачественной структуры.
Применение ударной технологии формования ячеистобетонных изделий дает возможность сократить по сравнению с литьевой и вибрационной технологией В/Ц, что позволяет уменьшить до 1 часа набор пластичной прочности и получить более однородную прочную пористую структуру с минимальным количеством капиллярных пор, ухудшающих прочностные характеристики изделий. В конечном итоге повышается предел прочности при сжатии, что дает преимущество ударной технологии перед другими способами формования ячеистобетонной смеси.
Формование отдельных блоков производится по резательной технологии на резательном комплексе по достижении массивом пластической прочности 0,06 – 0,08 МПа. Этот способ позволяет увеличить съем готовой продукции с производственной площади в среднем в 1,5 раза, а число формо-мест – в 6 – 7 раз. В месте с тем значительно уменьшается энергоемкость процесса, что подтверждается увеличением коэффициента заполнения автоклавов и снижением расхода пара на 1 м3 газобетона.
Особенностью принятой технологии является кантование с переворотом на 90º массива на боковую грань перед резкой, при этом длина резательной струны сокращается в три раза, что обеспечивает изделиям точность размеров и ровность граней без дополнительной механической обработки. В дальнейшем при утеплении строительных конструкций кладка блоков производится на клеевой раствор с толщиной шва в 1 – 2 мм, что позволяет избежать появления мостиков холода от швов цементно-песчаного раствора.
Твердение ячеистого бетона происходит в автоклавах. В процессе автоклавной обработки гидросиликаты синтезируются в кристаллическом состоянии, это обеспечивает более высокие прочностные характеристики, а главное уменьшает на один-два порядка объемные деформации от перемены влажности в процессе эксплуатации.
1.2. Номенклатура и характеристика изделий
Ячеистый бетон это бетон автоклавного твердения, получаемый из смеси извести с кремнеземистыми добавками, но без добавления цемента или при малом его расходе.
Классификация и общие требования к бетонам, в т. ч. и ячеистым, приведены в ГОСТ 25192-82. Основные требования к ячеистому бетону установлены ГОСТ 25485-82 и ГОСТ 12852-77
Проектируемый цех производства теплоизоляционного газосиликата рассчитан на выпуск изделий марки 400 (по плотности), условно обозначаемые А, высшей категории качества, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 5742 – 76 и СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника». Геометрические размеры изготавливаемых блоков: длина 600 мм, ширина 300 мм, толщина 100 мм. Условное обозначение изделий состоит из буквенного обозначения изделия и размеров по длине, ширине и толщине в сантиметрах, разделяемых точками. А – 60.30.10
Таблица 1 Теплофизические свойства газосиликата по СНиП П-3-79
Предельные отклонения от размеров изделий высшей категории качества не должны превышать по длине и ширине ±3 мм, по толщине ±2 мм, изделий первой категории качества соответственно ±5 и ±4 мм. Изделия должны иметь правильную геометрическую форму. Отклонение от перпендикулярности граней и ребер не должно быть более 5 мм на каждый метр грани. Данные изделия предназначаются для утепления строительных конструкций и тепловой изоляции промышленного оборудования при температуре изолируемой поверхности до 400 С.
Производственная мощность цеха 90 тыс. м3 блоков теплоизоляционного газосиликатобетона в год. 1 пачка блоков теплоизоляционного ячеистого бетона = 1,44 м3; 1 пачка блоков, размером: 600×300×100 мм = 80 шт.
1.3. Применяемые материалы
Для производства газобетонных блоков применяют портландцемент, кремнеземистый компонент (молотый песок), известь, порообразователь (алюминиевая пудра), добавки-регуляторы схватывания, твердения и воду.
Известь для производства блоков из ячеистого бетона, должна соответствовать требованиям ГОСТ 9179–77 и содержать активных СаО + МgО не менее 70 %, содержание МgО не более 5 %, время гашения не менее 5 мин. и не более 15 мин.
К извести предъявляют следующие основные требования:
1) известь должна быть быстрогасящаяся, т. е. время гашения
должно быть от 5-15 мин.; применение медленногасящейся извести снижает производительность гасительных установок;
2) сумма активных окислов кальция и магния (CaO+MgO) в извести
должна составлять не менее 70%;
3) содержание окиси магния в извести не должно превышать 5%, так
как магнезиальная известь гасится медленно;
4) содержание недожженной извести не должно превышать 7%;
5) известь не должна быть пережженной, так как в таком виде она медленно гасится и вызывает растрескивание в запарочных котлах (автоклавах).