Оборудование для производства ячеисто-бетонных изделий

Тенденции развития формовочно-резательного оборудования для производства мелкоштучных ячеисто-бетонных изделий

Применение в современном малоэтажном и высотном каркасном строительстве мелкоштучных ячеисто-бетонных блоков связано с энергосбережением, снижением массы возводимых объектов, уменьшением трудоемкости и повышением комфортности возводимого жилья. Совокупность этих факторов определяет большой объем использования ячеисто-бетонных изделий в мировой практике жилищного строительства.

Так, в ряде европейских стран автоклавные ячеисто-бетонные изделия уже давно стали одним из широко используемых стеновых материалов. В настоящее время годовой объем производства мелкоштучных ячеисто-бетонных изделий в странах СНГ в сравнении с европейскими странами очень мал. Только Белоруссия имеет сравнимые показатели — 150 м3/год на тысячу жителей. В России и Украине уровень производства таких изделий на порядок ниже.

С введением в действие новых, более жестких норм для вновь возводимых и реконструируемых зданий повышается спрос на теплоизоляционные и конструкционнотеплоизоляционные стеновые материалы. С целью удовлетворения возрастающего спроса на эти изделия многие предприятия строительной отрасли начали развивать кассетное производство блоков неавтоклавного твердения по пенобетонной технологии. При небольшой производительности кассетная технология характеризуется наименьшими затратами на организацию производства, но имеет ряд существенных недостатков, не позволяющих достигать высоких физико-механических свойств бетона и качественных характеристик изделий [1]. Это отрицательно сказывается на свойствах возводимых стеновых ограждающих конструкций, трудоемкости строительства, перерасходе кладочных и отделочных материалов, долговечности стен.

Более высокой ступенью развития технологии производства ячеисто-бетонных изделий является резательная технология, основные принципы которой заключаются в формовании массива с последующей его разрезкой на изделия необходимых типоразмеров на специальном резательном оборудовании, когда массив находится в полуплас-тическом состоянии. Резательная технология позволяет устранить ряд недостатков, присущих кассетному способу формования изделий, но имеет ряд характерных особенностей [2]. На некоторых из них далее остановимся подробнее.

Использование примитивного резательного оборудования как в пенобетонной, так и в газобстонной технологиях нс позволяет получать изделия точных размеров с предельными отклонениями в ±1-1,5 мм. А именно такая точность размеров мелкоштучных ячеисто-бетон ных стеновых блоков дает возможность кладки стен на клеевых растворах, что обеспечивает минимальный расход кладочных и отделочных материалов, а главное, позволяет максимально использовать теплотехнические свойства ячеистого бетона в ограждающих конструкциях возводимых зданий [3, 4].

Положительной особенностью технологии пенобетона является то, что создание ячеистой структуры происходит в момент приготовления пенобетонной смеси и структурообразование в меньшей степени зависит от температурного фактора [5]. При производстве мелкоштучных пенобетонных изделий по резательной технологии выделим ряд особенностей, которые связаны со структурными свойствами сырца пенобетонного массива.

  1. Выдержка пенобетонного массива до снятия бортоснастки составляет 6-12 ч, тогда как для газобетонного массива это время находится в пределах 1,5-4 ч. Увеличение времени выдержки массива до разрезания приводит к необходимости ббльшего количества производственных площадей для постов выдержки, а также ббльшего количества бортоснастки, что соответственно увеличивает удельную металлоемкость производства.
  2. После заливки смеси в форму в результате экзотермических реакций гидратации вяжущего, а также теплообменных процессов, происходящих между ячеисто-бетонным массивом и бортоснасткой, по сечению массива может наблюдаться разность температур, которая увеличивается в направлении геометрического центра массива. Это явление — так называемый ядровый разогрев тем значительнее, чем больше размеры массива приближаются к форме куба. В первую очередь это сказывается на неравномерности набора структурной прочности массива, и на практике можно наблюдать, когда в центре массива структурная прочность соответствует или превышает необходимую прочность для его разрезки, а по краям формы массив «плывет», что затрудняет процесс резки.
  3. Введение оптимального количества структурообразующих или комплексн ых добавок позволяет сократить время выдержки до разрезания и уменьшить влияние ядрового разогрева массива, но необходим их правильный подбор, совместимость со свойствами пенообразователя и рядом других технологических параметров производства.
  4. При подогреве пснобетонной смеси скорость структурообразова-ния возрастает, и диапазон времени осуществления резания сужается. При этом не всегда представляется возможным совместить оптимальные технологические ритмы работы формовочного и резательного оборудования.
  5. Большое влияние на физико-механические свойства сырца пенобетонного массива и скорость нарастания структурной прочности оказывает как сам метод приготовления пенобетонной смеси, так и обеспечение повторяемости состава, определяющееся качеством работы технологического оборудования [5]. Поэтому резку пенобетонного массива на практике осуществляют при большей структурной прочности массива и соответственно с использованием более прочных (большей толщины) струн, а для уменьшения вертикального нсдореза — струн с навивкой. Для пенобетонной технологии уже производят специальное резательное оборудование, которое обеспечивает разрезание сырца массива при значительно большей структурной прочности, чем у автоклавного ячеистого бетона |6|. При использовании струн с навивкой на поверхности изделий наблюдается своеобразный рисунок, так называемый драконов зуб, и уплотнение поверхности разрезаемых изделий аналогично кассетному формованию пенобетонных блоков. В эксплуатационных условиях уплотненный слой поверхности изделий часто отслаивается из-за различных величин усадки самого изделия и его поверхностного слоя [11].
  6. Выполнение горизонтального реза ячеисто-бетонного массива с использованием струн увеличенного диаметра приводит к необратимым деформациям слоев массива и появлению трешин.

На формирование оптимальных размеров массива оказывают влияние не только физико-механические свойства сырца ячеисто-бетонного массива, но и основные принципы резания, определяющие получение изделий точных размеров. Основополагающий принцип получения точных размеров изделий -это использование как можно более короткого реза, что вносит определенные ограничения в размеры формуемого массива.

За последние годы наблюдается определенная эволюция развития резательного оборудования для производства мелкоштучных ячеистобетонных изделий. Проведенный нами анализ развития этой технологии выявил тенденцию совершенствования поддонной транспортировки массива и перехода на минимально короткий рез [2]. Здесь следует отметить два основных направления.

  1. Массив остается на формовочном поддоне без технологической операции кантования (линии «Агроблок», «Виброблок»,«Экстраблок», «Конрекс» и др.).
  2. Массив кантуется на боковой борт формы при повороте ее на 90° (линии «Итонг», «Маза-Хен-ке», «Хёттен») или подставной поддон («Верхан»),

Для первого направления высота откалиброванного массива чаще всего составляет 0,6 и 0,8 м и не может превысить значительно этой величины. Это взаимосвязано как со свойствами исходных сырьевых материалов, так и со свойствами норизуемой бетонной смеси, то есть с процессами, происходящими при образовании ячеисто-бетонного массива. Практически для конструкционнотеплоизоляционных бетонов высота вспучивания ограничивается размером 0,6—0,8 м, а для теплоизоляционных 0,3—0,4 м. Седимснтацион-ные процессы могут быть сведены к минимуму за счет оптимальной величины вязкости смеси и дисперсности твердых компонентов [7].

Для второго направления высота вспучивания массива равна длине минимального реза, последующее кантование массива на 90“ позволяет производить эту операцию по его короткой стороне. Здесь выполнение продольного горизонтального реза связано с некоторыми особенностями. Увеличение ширины массива, а после операции кантования
— высоты приводит к росту удельного давления в образовавшемся резе, что способствует восстановлению количества контактов в структуре бетона. Разделение слипшихся изделий производят после тепловлажностной обработки механическим способом и для этого используют сложный манипулятор -делитель. Не исключено получение некачественной поверхности изделий, трешинообразованис, что взаимосвязано как со структурными свойствами ячеисто-бетонного массива, так и со скоростью проведения данной операции.

Длина ячеисто-бетонного массива является наиболее подходящим размером для увеличения объема массива и соответственно производительности технологической линии при прочих равных условиях, которая взаимосвязана с техническими характеристиками смесительного, транспортного, резательного и теплотехнического оборудования. Поэтому при разработке формовочно-резательного оборудования необходимо рассматривать комплекс взаимосвязанных вопросов: номенклатура выпускаемой продукции — годовая производительность — технология — технологическое оборудование.

Анализируя складывающуюся ситуацию в строительной отрасли, возрастающий спрос на ячеисто-бетонную продукцию и повышение ее стоимости, прогнозируем увеличение спроса на формовочно-резательное оборудование в странах СНГ. При этом оно будет использоваться как при организации новых производств, так и для реконструкции недогруженных по мощности заводов железобетонных изделий и заводов силикатного кирпича.

С организацией современного производства ячеисто-бетонных изделий возрастает нау косм кость технологии, усложняется технологическое оборудование, увеличивается степень автоматизации всех переделов производства, и это для единственной цели — получения качественной и конкурентоспособной продукции, отвечающей современным требованиям и методам строительства. В создании новых технологий и оборудования необходима совместная работа научно-исследовательских коллективов, производителей оборудования и заводских технологов.

Назрел вопрос пересмотра нормативной документации в этом направлении. Так, некоторые положения ГОСТ 21520-89 «Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие» требуют пересмотра в связи с изменением теплотехнических требований к ограждающим конструкциям. Некоторые положения ГОСТ (ДСТУ) «Бетоны ячеистые» требуют доработки и уточнения. Необходимо уточнить расчетные величины теплопроводности ячеисто-бетонных изделий на основе фактических показателей эксплуатационной влажности в наших условиях (по примеру стран Западной Европы, Республики Беларусь, А-4%, Б-5%) и внести изменения в соответствующий нормативный документ (СНиП 11-3-79 с изменениями).

Возросший спрос на этот вид стеновых материалов, технологию их производства подтверждается и тем, что в 2003 г. в России и Украине состоялось четыре конференции и семинара: международная конференция «Автоклавный ячеистый бетон: производство, проектирование, строительство, бизнес» (Москва, Сокольники); международный научно-практический семинар «Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве» (Днепропетровск, ПГАСА); международная конференция «Пенобетон-2003» (Белгород, БГТУ); производственно-технический семинар «Модернизация и развитие производственно-технической базы для увеличения объемов производства ячеисто-бетонных изделий в Украине» (Киев, НИИСП).

 

Список литературы
1. Большаков В.И., Мартыненко В.А. О развитии производства мелкоштучных блоков из ячеистого бетона неавтоклавного твердения // Строительные материалы и изделия. 2002. № 1. С. 13-15.
2. Большаков В.И., Мартыненко В.А., Ястребцов В. В. Производство изделий из ячеистого бетона по резательной технологии. Днепропетровск: Пороги, 2003. 144 с.
3. Сажнев Н.П., Гончарик В.Н., Гар-нашевич Г.С., Соколовский Л.В. Производство ячеисто-бетонных изделий: теория и практика. Минск: Стринко. 1999. 284 с.
4. Сажнев Н.П., Шелег Н.К. Производство ячеистобетонных изделий по технологии фирмы «Хсбель» // Белорусский строительный рынок. Сб. статей. 2003. С. 13-17.
5. Мартыненко В.А. Ячеистые и по-ризованные легкие бетоны // Сб. научных трудов. Днепропетровск: Пороги. 2002. 172 с.
6. Вахрушев А. «Регион-100» — новое оборудование для производства ячеистого бетона с помощью резательной технологии // ТехноМир. 2001. № 4. С. 56-57.
7. Мартыненко В.А., Ворона А.Н. Запорожский ячеистый бетон. Днепропетровск: Пороги. 2003.95 с.