Введение
Впервые газобетон получил в 1889 году Гофман (Прага). Он примешивал к пластичным цементам и гипсовым растворам кислоты и углекислые или хлористые соли, выделявшие при химическом взаимодействии газ, который создал пористое строение у затвердевшего потом раствора. Патент Гофмана не получил практического применения.
Следующий шаг в этом направлении был сделан в 1914 году, когда Аулсворт и Дайер (США) предложили применять в качестве газообразователя порошки алюминия, цинка и некоторых других металлов, которые при взаимодействии с Са(ОН)2 выделяли водород и действовали как вспучивающие добавки. Это изобретение следует считать началом современной технологии газобетона.
В 1922 году Адольф и Поль (Германия) применили перекись водорода (пергидроль Н2О2) для вспучивания бетонной смеси. Однако для массового производства газобетона применение пергидроли оказалось нецелесообразно и неэкономичным.
Практическое значение для развития производства газобетона имели исследования Эрикссона (Швеция), начатые в 1918 – 1929 годах. Он предложил вспучивать пластическую смесь извести с тонкоизмельченными кремнеземистыми веществами и добавкой цемента (10%) при взаимодействии алюминиевого порошка и Са(ОН)2 предусматривалось твердение поризованной известково-кремнеземистой массы в автоклаве при 8 атмосферах.
В дальнейшем развитие технологии газобетона по способу Эрикссона сначала в Швеции, а затем и в других странах пошло двумя путями. Одим из путей привел к началу производства газосиликата, названного итонгом. Это пористый бетон автоклавного твердения, получаемый из смеси извести с кремнеземистыми добавками, но без добавления цемента или при малом его расходе.
Начало развития производства газоблоков в нашей стране было положено в 1929 году. Великая Отечественная война прервала этот процесс и к теме ячеистых бетонов вернулись уже в 60-х годах. С начала 70-х годов, как в СССР так и за рубежом, широкое развитие получило производство газобетона и газосиликатобетона по резательной технологии. В связи с этим к 2000 году явно стал назревать вопрос введения резательного комплекса в регламентированный состав оборудования для производства пенобетона, да и для производства газобетона, так как применение прогрессивной резательной технологии в отличие от формования изделий в индивидуальных формах позволяет:
1. осуществлять производство всего ассортимента изделий из ячеистого бетона в формах одного размера;
2. проводить автоклавную обработку массивов, что способствует увеличению оборачиваемости форм и снижению металлоемкости парка форм в 2..3 раза;
3. повысить до 0,4..0,45 коэффициент заполнения автоклава и соответственно снизить на 20…30 % удельные энергозатраты на 1 куб. м. ячеистобетонных изделий;
4. увеличить производительность формовочных линий в 2 раза за счет увеличения объема формуемых массивов ячеистобетонного сырца;
5. резко уменьшить количество ручных операций
Основные преимущества газобетона:
1.Отличные тепло- и звукоизоляционные свойства
2. В отличие от пенобетона, не требует защиты от влаги (внешней штукатурки).
3. Пожаробезопасность.
4. Экологическая чистота.
5. Легко обрабатывается (можно пилить ножовкой, заколачивать гвозди)
6. Универсальность в применении.
1. Исходные данные для проектирования
1.1 Характеристика изделия и требования стандартов, предъявляемые к нему.
Таблица 1.1.1
Техническая характеристика изделия.
| Наименование изделия | Эскиз | Размеры, мм | Марка | Объем изделия | Примечание | |||
| 1 | b | h | По прочности | По плотности | ||||
| Газосиликатные блоки | 400 | 200 | 200 | М35 | D600 | 0.016 | - | |
Газосиликат представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый из смеси извести с молотым кварцевым песком путём вспучивания предварительно приготовленного шлама (теста) с помощью газообразователей и отвердевания в различных условиях (автоклавная обработка или пропаривание).
Блоки газосиликатные - прочный, лёгкий и удобный строительный материал.
Газосиликатные блоки плотностью от 500 кг/м2 применяются как стеновой материал в малоэтажном или монолитном строительстве.
Пористость газосиликата: в процессе вспучивания газосиликат увеличивается в объеме вверх, поэтому часть пор имеет не сферическую, а вытянутую в этом направлении форму. Это влияет на прочность газобетона, причем колебания прочности его в разных направлениях могут составлять до 20%. Газобетон имеет закрытые и открытые, т.е сообщающиеся поры.
Размеры отдельных пор у всех ячеистых бетонов примерно одинаковы; средний размер пор составляет от 0,6 до 0,8 до 2-2,2 мм.
У теплоизоляционно-конструкционных ячеистых бетонов общая объемная пористость составляет 50до 60%.
Водопоглащение ячеистых бетонов зависит от вида вяжущего вещества. Поэтому изделия из газосиликата разрешается использовать в помещениях с относительной влажностью воздуха не выше 60%. Водопоглащение теплоизоляционного газобетона от 45 до 60%, но у теплоизоляционно-конструктивного – от 20 до 50%. Снижение прочности при сжатии у насыщенного водой газосиликата составляет от 25 до 40% первоначальной. При высыхании прочность газобетона почти полностью восстанавливается.
Морозостойкость ячеистых бетонов проверена положительным опытом применения их в строительстве.
Лабораторные испытания тоже подтверждают это. Так, потеря прочности газосиликата после 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания составляет для газобетона марки 700-20%, а марки 1000-18%. Исследования показали, что на долю резервных пор в ячеистых бетонах приходится около 10% общего объема пор, заполненных водой, что является достаточным для расширения воды при превращении ее в лед.
Температуростойкость и огнестойкость. Температуростойкость ячеистых бетонов невысока. Предельные температуры применения изделий могут быть приняты примерно 400оС. Скорость нагревания отражается на прочность изделий: быстрый нагрев способствует появлению трещиноватости скорее, чем медленное нагревание до той же температуры.
Ячеистые бетоны относятся к несгораемым строительным материалам. Изделия из них обладают более высоким пределом огнестойкости, чем из обычных плотных бетонов, благодаря большой пористости и низкой теплопроводностью.
Таблица 1.1.2
Свойства газосиликата
| Марка по средней плотности | Марка по прочности при сжатии | Класс по прочности при сжатии | Марка по морозостойкости (F) | Водопог-лощение, % | Основное назначение |
| 600 | 35 | 2.50 | 35…75 | 6…9 | Теплоизоляционно-конструктивные |
Таблица 1.1.3
Теплофизические свойства ячеистого силиката по СниП II-3-79.
| Характеристики в сухом состоянии | Расчётная массовая влажность материала (при соблюдении условий эксплуатации), % | Расчётные характеристики (при соблюдении условий эксплуатации) | ||
| Плотность, кг/м2 | Теплопроводность, Вт/м*°С | Теплопроводность, Вт/м*°С | Паропрони-цаемость, мг/м*час*Па | |
| 600 | 0,14 | 8..12 | 0,22..0,26 | 0,17 |
1.2 Режим работы, производственная программа
Для предприятий с автоклавной обработкой, т.е. выпускающих ячеистые бетоны автоклавного твердения, в году принимается 305 рабочих дней, формирование проводится в 2 смены. Продолжительность смены 8 часов.
При производительности 22 тыс. м3 в год изделий без брака. Брак на производстве составляет 5%, т.е общая производительность составит 23 100 м3 в год.
Таблица 1.2.1
| Наименование изделия | Производственная программа | |||||||
| в год | в сутки | в смену | в час | |||||
| м3 | шт. | м3 | шт. | м3 | шт. | м3 | шт. | |
| Газосиликатные блоки | ||||||||
1.3 Характеристика сырьевых материалов
Основными видами сырья для изготовления автоклавных ячеистых бетонов служат песок, известь, вода и порообразователи.
Песок используют преимущественно с содержанием 76-95% двуокиси кремния, хотя оптимально – не менее 90% SiO2, не более 5% глины и 0,5 слюды. По остальным показателям песок должен удовлетворять ГОСТ 8736-74; он должен содержать несвязанной двуокиси кремния не менее 90%, сернистых и сернокислых примесей в пересчете на SO3 – не более 2%, щелочей (в пересчете на Na2O) – не более 0,9; пылевидных, илистых и глинистых частиц размером менее 0,05 мм – не более 0,5 %; зерен размером более 5 мм – не более 5%. Средняя насыпная плотность 1500 –т 1550 кг/м3. Дисперсность песка, после сухого или мокрого помола на заводах выпускающих газосиликат средней плотностью 320 – 500 кг/м3 с пределом прочности при сжатии 1- 1,6 МПа, должна быть 2300-300 и 2200-2500 см2/г – для газосиликата средней плотностью 340-500 кг/м3 с пределом прочности 0,9-1,6 МПа. Получение песка необходимого гранулометрического состава, обеспечивающего наиболее плотную укладку компонентов смеси, возможно при мокром помоле части песка и совместном сухом помоле другой части с известью и цементом.
Более прочный газосиликат получают из чистых песков с большим содержанием двуокиси кремния, что объясняется малым содержанием или полным отсутствием в цементирующим веществе включений или новообразований, снижающих прочность бетона.
При изготовлении газосиликатных блоков в городе Асино был использован песок вознесенского месторождения с характеристиками, которые удовлетворяют требованиям ГОСТ 8736-74.
Таблица 1.3.1