Различные технологии производства автоклавного газобетона. Преимущества и недостатки
Сравнительный анализ различных технологий производства газобетона, применяемых в настоящее время, показывает, что каждой из них свойственны как преимущества, так и недостатки. Делая необходимую поправку на то, что некоторые производители оборудования комбинируют элементы разных технологий, можно признать, что в мире существуют четыре основные системы:
- Система Итонг с вертикальной резкой и вертикальным автоклавированием.
- Система Хебель/Дюрокс с горизонтальной резкой и горизонтальным автоклавированием.
- Система Сванхольм с вертикальной резкой, при этом днище формы служит автоклавной тележкой.
- Комбинирированная система с вертикальной резкой и обратной кантовкой для горизонтального автоклавирования.
В России и странах СНГ хорошо известна и применяется ударная технология с горизонтальной резкой и горизонтальным автоклавированием.
В целом на этапах технологии от подачи песка на мельницу и далее на смеситель системы похожи между собой, но в зависимости от мощности завода при дозировании сырья могут быть различия.
Помол песка бывает двух типов — сухой и мокрый. Обе технологии помола могут использоваться во всех системах производства газобетона. Недостатком сухого помола является необходимость сушки песка перед подачей в мельницу. Данная технология требует дополнительных затрат на оборудование и электроэнергию. В то же время песок может храниться в бункерах. Основным недостатком мокрого помола является потребность в больших емкостях и мешалке для песчаного шлама. Учитывая абразивную природу материала, требуется дополнительное время на эксплуатацию и очистку емкостей.
Смешивание. На заводах небольшой производительности процесс смешивания может протекать таким образом, что смесительная емкость также выполняет функцию взвешивания. Это касается песка или песчаного шлама (в зависимости от типа помола), возвратного шлама, цемента, извести и ангидрида. Другие компоненты подаются в смеситель отдельно.
На больших заводах требуется система, при которой различные виды сырья предварительно дозируются в отдельные емкости. В этом случае дозирование происходит одновременно с работой смесителя. Время дозирования может быть коротким.
Для производств газобетона большой мощности возможно применение также «отрицательных» систем дозирования, при которых расход материала меньше загрузки. При этой системе для всех видов сырья необходимы большие емкости дозирования. Из емкостей посредством шнековых конвейеров материал подается в смеситель. Это также возможно для коротких циклов.
Система Итонг
Данная технология применяется с 1960-х гг. во всем мире на всех предприятиях компании. Считается, что в настоящее время это наиболее распространенная и технически проработанная система. Некоторые машиностроительные компании копируют это оборудование и продают его во многих странах (рис. 1).
Сам процесс типичен для всех систем. Смесь заливается в формы, при этом конструкция самих форм может различаться. Процесс вызревания также похож в разных системах и занимает 90-240 мин в зависимости от рецептуры и наличия первичного сырья.
Форма системы Итонг имеет съемный борт-поддон, применяемый также для запаривания, который при помощи крана вместе с массивом отделяется от формы, кантуется на 90°, устанавливается на тележку и пропускается через линию резки. Массив проходит через станции горизонтальной, вертикальной и поперечной резки, т. е. разрезается с трех сторон. Поскольку на линии резки массив находится в вертикальном положении, на данном этапе также может происходить фрезерование ручных захватов («карманов»).
Разновидностью данной системы является подвижная резательная машина, последовательно перемещающаяся через массив, который остается в одном положении.
После окончания резки массив с бортом-поддоном устанавливается вторым краном на запарочную тележку, на которой он затем подается в автоклав. После запаривания в автоклаве массив перемещается в зону разгрузки.
После запаривания блоки или панели должны проходить через устройство разделения (делитель), поскольку в результате химической реакции, протекающей в автоклаве, ряды по горизонтали склеиваются под собственным весом. Делитель может быть спроектирован как кран для перемещения расформованных изделий на паллеты.
Преимущества
• Возможность производства блоков и панелей разных типоразмеров и функционального назначения.
• Возможность резки и профилирования всех сторон массива.
• Возможность профилирования системы паз-гребень и ручных захватов на сырце.
• Гибкость системы при применении таких вяжущих, как известь и цемент.
• Возможность замещения извести цементом и наоборот.
Недостатки
• Для линии резки требуется нижний слой толщиной до 50 мм.
• При нетто-объеме массива 4,5 м до 4% составляют отходы (после обработки могут направляться на повторную рециркуляцию, что экономит цемент и известь).
Система Хебель/Дюрокс
Технологическая система до этапа смешивания идентична вышеописанной. Приготовленная смесь заливается в формы, конструкция которых отлична от системы Итонг.
Вместо одной стороны все боковины отсоединяются от днища формы и переносятся краном. На некоторых предприятиях применяются формы с несъемными боковинами, которые раскрываются при распалубке массива (рис. 2).
Затем массив целиком при помощи вакуумного крана (без днища) подается на резательную машину. Массив не кантуется и проходит через линию резки. Ручные захваты не могут фрезероваться на этапе резки, поскольку массив находится в горизонтальном положении. Эта операция выполняется уже на готовом массиве после автоклавирования.
По окончании резки массив переносится краном на запарочные решетки, которые в два или три яруса устанавливаются на автоклавные тележки. Поскольку массивы подаются в автоклав в горизонтальном положении и блоки не проседают под собственным весом, эффект склеивания менее выражен по сравнению с технологией Итонг.
Преимущества
• Нижний слой не требуется для делителя.
• Меньше повреждений изделий, толщина которых менее 100 мм.
• Возможность производства массивов с очень ровной поверхностью.
Недостатки
• Резательная машина имеет более сложную конструкцию и более трудоемка в обслуживании и эксплуатации.
• Невозможность профилирования захватов на этапе резки.
• Массивы должны иметь большую пластическую прочность для переноса на линию резки, что требует более качественного сырья и высокого расхода вяжущих (цемента и извести).
• Более высокие производственные издержки.
• Длительность цикла возрастает, поскольку скорость резки замедляется для обеспечения ровной поверхности массивов, что по сути не имеет большого практического значения.
• Сложность очистки автоклавных рам (Дюрокс).
Система Сванхольм
Данная система отличается невысокой производительностью с низким уровнем автоматизации и может быть рекомендована в первую очередь для развивающихся стран.
Система базируется на том, что форма имеет две емкости для заливки и одновременно служит и запарочной тележкой (рис. 3). Она неподвижна во время выдержки массивов (35-60 мин) и затем проходит через резательную машину. При этой системе нет возможности профилировать захваты. Затем форма подается в автоклав. Конструкции формы обусловливают низкое использование полезного обьема автоклавов и повышенный расход электроэнергии для прогрева металлических частей формы.
Преимущества
• Небольшие инвестиции.
• Низкие эксплуатационные затраты.
Недостатки
• Низкая производительность.
• Невозможность производства панелей.
• Более высокая трудоемкость.
• Повышенный расход электроэнергии при автоклавировании. Комбинированная система
Система практически идентична описанным вплоть до этапа резки. Перед резательной машиной установлен небольшой кран для распалубки массива. Он снимает боковины, которые являются рамной конструкцией. Массив перемещается на кантователь. В отличие от других систем кран отсутствует. После прохождения последней станции резки массив кантуется в горизонтальное положение и нижний слой падает в приямок для повторного использования. Массив переносится на автоклавную тележку и устанавливается в три яруса для запаривания.
При производстве изделий толщиной менее 200 мм требуется делитель, поскольку ниже этого значения материал склеивается и должен расформовываться.
Процесс автоклавирования во всех системах идентичен.
Преимущества
• Возможность производства панелей и блоков разных типоразмеров.
• Возможность профилирования ручных захватов на этапе сырца.
• Нет отходов ввиду отсутствия нижнего слоя.
• Нет необходимости в кране для переноса массива на резательную машину, эту функцию выполняет кантователь.
Недостатки
• Полностью автоматизированная система, требуется квалифицированный персонал.
• В ряде случаев также необходим делитель.
• Вероятность повреждения массива-сырца в результате дополнительных перемещений.
• Необходимость обратной кантовки для укладки на паллеты.
• Поверхность блоков различна.
Ударная технология
Данная технология была разработана в 1980-х гг. в бывшем СССР и до сих пор применяется в России. Основное отличие от других систем заключается в том, что форма устанавливается на ударный стол, который сообщает ей динамическое воздействие для ускорения процесса созревания массива. Затем формы вновь переносятся на фундамент для набора прочности. Технология резки массива аналогична системе Хебель.
Преимущества
• Применение смесей с водотвердым отношением (В/Т) до 0,48.
• Получение более высокой прочности при одинаковой плотности, что дает возможность снижать расход вяжущих материалов.
• Более короткий цикл созревания массива.
Недостатки
• Высокие первоначальные затраты.
• Требуется прочный фундамент для ударного стола.
• Более короткий срок службы форм из-за ударных воздействий.
• Горизонтальная резка требует длинной струны, что негативно отражается на геометрии блоков.
Таковы основные системы производства автоклавного газобетона, применяемые в мире на современном этапе.
Фирма SKM GmbH предлагает заказчикам в России индивидуальные технические решения, сочетающие в себе преимущества всех перечисленных технологий, для производства блоков высокого качества и точной геометрии.