Технология производства пенобетона (стр. 3 из 4)
Следовательно, образование растворов в порах и капиллярах изделий будет в свою очередь способствовать конденсации водяного пара и дальнейшему увлажнению изделий. Наконец, капиллярные свойства материала являются одной из причин конденсации водяного пара в порах изделий. Таким образом, первая стадия тепловлажностной обработки в автоклавах заключается в основном в создании в порах материала и на его поверхности водной среды, необходимой для дальнейших физико-химических процессов.
Вторая стадия начинается при достижении в автоклаве 175-190оС, чему способствует давление пара приблизительно 9-13 атмосфер. К началу этого периода поры материала заполнены уже водным раствором гидроокиси кальция, который начинает взаимодействовать с кремнеземом.
Растворимость SiO2 повышает с увеличением содержания в растворе гидроксильных ионов ОН- - от диссоциации Са(ОН)2, что в свою очередь зависит от температуры: с возрастанием температуры растворимость Са(ОН)2 увеличивается. В начале взаимодействия кремнезема с цементом ионы ОН гидратируют молекулы SiO2 и образуют SiO2* Н2О. Гидратированные молекулы SiO2 вступают в соединение с ионами Са и образуют силикаты кальция, находящиеся в коллоидальном состоянии. Первоначально эти новообразования возникают на поверхности отдельных песчинок. По мере роста коллоидных оболочек вокруг зерен кварца эти оболочки образуют сплошную массу сросшихся между собой песчинок, окаймленных гелем гидросиликата кальция.
В дальнейшем коллоидный характер гидросиликата кальция переходит в кристаллические. Мелкие кристаллы, образующиеся в различных местах коллоидной массы, представляют собой многочисленные центры кристаллизации. Под влиянием температуры и при наличии водной среды они быстро разрастаются и создают своеобразную мелкокристаллическую структуру материала.
Таким образом, во второй стадии тепловлажностной обработки в водной среде при повышенной температуре происходит образование гидростликата кальция вначале в коллоидном состоянии, которое затем постепенно переходит в кристаллическое.
Третья стадия процесса тепловлажностной обработки протекает после прекращения подачи пара в автоклав; она характеризуется постепенным снижением давления в автоклаве. В результате снижения давления воды, заполняющая поры изделий, интенсивно испаряется, раствор становится насыщенным и происходит осаждение гидросиликата кальция, увеличивающего прочность сцепления отдельных песчинок. Продолжающееся обезвоживание способствует дегидратации соединений, составляющих массу материала. Наибольшее значение имеет дегидратация геля SiO2.
Таким образом, в последней стадии запаривания к основному фактору образования прочности материала – перекристаллизация гидросиликата кальция – добавляется фактор прочности от дегидратации геля кремнезема.
3. Проектирование технологии ячеистого бетона
Характеристика свойств пенобетонных блоков: пористость, водопоглощение, теплоизоляция и долговечность. Производственная программа предприятий с автоклавной обработкой. Процесс пенообразования и выбор оборудования при получении ячеистого пенобетона.
3.1 Расчет количества оборудования
Расчет оборудования производится по формуле:
где: N - количество машин или установок, шт; П - требуемая производительность технологического передела т/ч, м3/ч, шт/ч; Пм - производительность машины или установки, т/ч, м3/ч, шт/ч; Кио- коэффициент использования оборудования.
Помол песка производится в шаровой мельнице мокрым способом. Большинство мельниц имеет три камеры, длину до 13 м, диаметр 2,2 м, частоту вращения 23 мин-1. Мощность электропривода до 600 кВт. Производительность 9-16 т/ч.
=0,5 (т/ч перемалывается песка) / 9*0,94 ≈1 шаровая мельница.Передвижной пенобетоносмеситель СМ-553 вместимостью 4 м3 имеет привод для передвижения со скоростью 0,64 м/с, снабжена лопастной мешалкой с частотой вращения 49,5 мин -1. высота, ширина и длина установки – соответственно 3580,2720 и 2750 мм, масса 4060 кг.
Для повышения однородности смеси в вертикальной стенке корпуса пенобетоносмесителя вмонтированы турбинки диаметром 500 мм с частотой вращения 1000 мин -1.
Исходные компоненты загружаются через люки, имеющиеся в крышке; готовую пенобетонную массу выгружают через затвор шлангового типа. Под затвором располагается лоток, предназначенный для заливки пенобетонной смеси в форму, установленную на вдоль пути передвижения смесителя. Сколько пенобетоносмесителей требуется можно высчитать исходя из того, что время одного перемешивания составляет 10мин, то есть перемешивание проходит в 6 циклов за 1 час.
Пм = 3,6*6 = 21,6 м3/ч;
=4,7/( 21,6*0,94) = 0,2≈1 пенобетоносмеситель.3.2 Подбор технологического и транспортного оборудования
Для расчета требуемого количества автоклавов необходимо выбрать вначале тип автоклава, режим работы автоклава.
Таблица 3.2.1 Техническая характеристика автоклавов
| Показатели | Длина автоклавов, м |
| 21 | |
| Тип автоклава | проходной |
| Внутренний диаметр, м | 3,6 |
| Раб. давление пара, МПа | 1,0-1,6 |
| Температура пара, °С | 180-200,4 |
| Ширина колеи вагонетки, мм | 750 |
| Количество загружаемых вагонеток, шт. | 3 |
| Габариты, мм длина ширина высота | 23200 *2560 *3720 |
| Масса, кг | 32150 |
Таблица 3.2.2 Длительность цикла работы автоклава, час
| Операции | Вид изделий, давление пара, МПа |
| Полнотелые камни | |
| р=0,8 МПа | |
| Загрузка сырца | 1,0 |
| Закрывание крышек | 0,2 |
| Подъем давления пара:без перезапускас перезапуском | 1,3 |
| Выдержка при максимальном давлении | 8,0 |
| Выпуск пара: без перезапуска с перезапуском | 0,9 |
| Открывание крышек | 0,2 |
| Выгрузка | 0,25 |
| Чистка автоклава | 0,15 |
| Общая длительность:без перезапускас перезапуском | 12 |
Таблица 3.2.3Характеристика автоклавов
| Элементы характеристики | Показатели |
| Внутренний диаметр автоклава, мм | 3600 |
| Тип | Проходной |
| Рабочая длина, мм | 21000 |
| Рабочее давление, МПа (атм) | 1,2 (12) |
| Рабочая температура, °С | 190,7 |
| Емкость рабочая, м3 | 235 |
| Ширина колеи вагонетки, мм | 1524 |
| Габаритные размеры, мм:длинаширинавысота | 2324048005500 |
| Вес, кг | 118740 |
| Рабочий объем автоклава, м3 | 213,65 |
Таблица 3.2.4 Техническая характеристика автоклавных вагонеток
| Показатели | ТИП вагонетки |
| К - 397/3 для автоклава 3600 мм | |
| Грузоподъемность, т | 50 |
| Вес | 2,078 |
| Ширина кинем мм | 1524 |
| Габаритные размеры, ммдлинаширинавысота | 6800 2000 312 |
Так как у нас вагонетка размерами 6800*2000 а изделия 400*200 то исходя из этих размеров можно высчитать количество изделий на вагонетки:
6800/400=17; 2000/200=10; 10*17=170 штук в одном ряду. Но учитывая что изделия можно уложить по высоте в 3 ряда то количество изделий на одной вагонетки будет равно: 3*170=510 штук.
Длина автоклава по техническим характеристикам равна 21000мм, то есть в него по длине войдет 3 вагонетки длинной 6800: 21000/6800≈3 шт.
Для расчета необходимого количества автоклавов следует знать коэффициент оборачиваемости автоклава в сутки, который определяется:
где: 24- продолжительность суток, ч;
- длительность цикла работы автоклава, ч.Ко = 24/12 = 2
Расчет количества автоклавов проводится по формуле:
где: Пг - программа выпуска продукции в год, шт;
Врс - годовое расчетное время работы автоклава, сут.;
n- число вагонеток в автоклаве, шт;
a- количество изделий на одной вагонетке, шт;
Kо - коэффициент оборачиваемости автоклава;
Kиа- коэффициент использования автоклава,Kиа=0,8.
Na = 750000 / 220*3*210*2*0,8≈3 шт.
Можно проверить это условие из того, что мы знаем что по техническим характеристикам за 12 часов в автоклаве пропаривается 1020 штук изделий на трех вагонетках. Но на нашем заводе за 16 часов пропарится должно 2459 штуки блоков. В результате можно посчитать сколько будет пропариваться изделий за 12 часов при нашей производительности изделий: 2459/х=16/12 из этого следует что х=3278,7 штук за 12 часов, но так как в автоклав максимально загружается 1020 штук то автоклавов потребуется: 3278,7/1020=2,14=3.
Таблица 3.2.5 Характеристика электропередаточных мостов
| Показатели | Электропередаточный мост |
| СМ-543 для автоклава 03600 мм | |
| Грузоподъемность, т | 50,80 |
| Колея моста, мм | 6000 |
| Колея вагонеток, мм | 1524 |
| Скорость передвижения моста, м/с | 0,36 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 18 |
| Габаритные размеры, мм:длинаширинавысота | 847050001850 |
| Вес, кг | 11580 |
4.Контроль производства и качество изделий
При производстве ячеистых бетонов и другим изделий технический контроль осуществляют на различных стадиях технологического процесса. В зависимости от этого контроль различают входной, операционный и приемочный.