Производство газобетонных блоков

Способы производства

Автоклавная обработка газобетона производится не только для того, чтобы ускорить процесс твердения смеси. Основной смысл состоит в том, что в автоклаве при температуре +180 °С и давлении до 14 бар в газобетоне образуется новый минерал — доберморит. Благодаря этому повышается прочность материала и, что особенно важно, в несколько раз уменьшается усадка. За счет своих характеристик автоклавный бетон имеет гораздо больше способов применения. Он может использоваться, например, в армированных конструкциях — перемычках, панелях, и др. Ячеистый бетон автоклавного твердения имеет пониженную трещиностойкость и морозостойкость. Автоклавная обработка позволяет в более короткие сроки получать изделия с достаточно высокой прочностью при пониженном расходе вяжущего. У автоклавной обработки имеются и недостатки: дорогостоящее оборудование, специфика его эксплуатации, требующая высококвалифицированного обслуживающего персонала, высокая металлоемкость автоклавов, низкий коэффициент использования внутреннего объема автоклава. Мелкосерийное производство при автоклавном способе оказывается экономически невыгодным.

Стадия автоклавной обработки в производстве газобетонных блоков, в основном, определяет будущее качество строительного материала. Сам автоклав представляет собой большую печь, которая нагревает газобетон до температуры +190 градусов по Цельсию и оказывает на него давление 10-12 бар. В автоклаве газобетонные блоки держатся, примерно, половину суток. Это обеспечивает высокое качество реакции, в которую вступают алюминий и известь. Образующиеся при этом поры равномерно распределяются по всей структуре газобетона, который становится более прочным, более ровным, более легким, чем неавтоклавный. Если размеры неавтоклавного газобетона могут отличаться от заявленных на 3-5 миллиметров по нормативам, то погрешность автоклавного ячеистого бетона не может составлять более 1 миллиметра.

Дозировка шлама, подогрев и предварительное смешение осуществляются в ванне-дозаторе. Для подогрева шлама до 40-45° применяют острый пар. Дозировка цемента – весовая. Газообразователь взвешивают и подают в бачок с клееканифольной эмульсией, снабженный пропеллерной мешалкой.

1. Сырьё
Для изготовления автоклавного газобетона применяется различное сырьё: вяжущие материалы (обычно использует цемент и известь); кремнеземистые компоненты (наибольшие распространение получил кварцевый песок, шлак, зольная пыль, керамические отходы, строительные отходы); газообразователь (зачастую применяет алюминиевая пудра). Газобетон – прекрасная альтернатива традиционному шамотному кирпичу. Он обладает многими преимуществами по сравнению с кирпичом, включая, хорошие теплозащитные и теплоизоляционные свойства, малым весом, высокой огнестойкостью, простой обработки, безвредностью для окружающей среды и т.д.

Изготовление газобетона осуществляется мокрым или сухим способом. Экономически более целесообразным является мокрый способ, при котором помол кремнеземистого компонента или его смеси с известью производится в присутствии воды с получением шлама. При сухом способе помол и смешение компонентов осуществляются в шаровых мельницах в сухом виде. Песок размалывают в шаровых мельницах. Для осуществления мокрого помола в мельницу вводят подогретую воду. При применении в производстве извести, последнюю вводят в мельницу для совместного помола с песком. Из мельницы шлам пропускают через сито для отделения от крупных включений. Далее шлам собирают в сборнике и с помощью мембранного насоса или путем передавливания сжатым воздухом подают в шламовый бассейн или шламовый силос. Для предотвращения разделения шлама, т. е. осаждения частиц песка, шлам в бассейнах и силосах подвергают непрерывному перемешиванию. Одновременно производят барботаж шлама.

Окончательное интенсивное смешение всех компонентов газобетонной массы происходит в передвижной самоходной пропеллерной газобетономешалке. Материалы в газобетономешалку загружают в определенной последовательности. Сначала заливают песчаный шлам, затем немолотый песок (в случае необходимости) и в последнюю очередь – цемент. После этого в течение 2-3 мин перемешивают всю массу. Введение алюминиевой суспензии определяет начало перемешивания газобетонной массы. Одновременно с этим газобетономешалка начинает передвигаться. Перемешивание газобетонной массы должно продолжаться 2-3 мин. Тщательное перемешивание массы обеспечивает однородность смеси и равномерность вспучивания. Излишняя продолжительность перемешивания вредна, так как возможно начало интенсивного газообразования в газобетономешалке. При этом теряется часть выделившегося газа и три заливке в формы газобетонная масса не даст нужного вспучивания. Разливают массу в формы через отверстия в нижней части мешалки при помощи гибких резинотканевых рукавов. Формы до заливки газобетона смазывают минеральным маслом или специальными эмульсиями для предотвращения сцепления газобетона с металлом форм. Газобетонную массу заливают с учетом вспучивания на 2/3 или 3/4 высоты формы.

Объемная масса газобетона и его пористость зависят главным образом от расхода порообразователя и степени использования его порообразующей способности. Некоторое влияние на них оказывают температура смеси и количество воды, принятое для затворения смеси, т.е. водотвердое отношение В/Т. Увеличение В/Т повышает текучесть смеси, а следовательно улучшает условия образования пористой структуры, если обеспечивается достаточная пластичная прочность смеси к концу процесса газообразования.

Автоклавный газобетон производится на крупных заводах и на стройплощадку попадает в виде готовых блоков. Изготовление этого материала на малом производстве или изготовление газобетона автоклавного своими руками — невозможны. Процесс производства ячеистого бетона напоминает выпекание хлеба: в смесителе замешивается вода, цемент, молотый кварцевый песок, тщательно размельченная известь и гипс (не на всех производствах), добавляется газообразователь. В теплой влажной камере смесь поднимается.

Стадии производства газобетонных блоков

2. Технические характеристики на производстве
Время перемешивания: 6-7 минут
Температура заливки смеси: 40-45℃
Время выдержки массива 2.5-3.0ч
Температура окружающей среды в выдержке: 45～55℃
Прочность массива после выдержки 0.15～0.18мПа
Автоклавная обработка
Время в автоклаве: 0.5ч
Время вакуума: 0.5ч (0～-0.06мПа)
Повышение давления: 1.5ч (-0.06～1.3мПа)
Постоянное давление: 8ч (1.3мПа)
Падание давления: 1.5ч(1.3～0мПа)
Итого времени: 12ч

4) После достижения заготовками требуемой твёрдости, он перемещается в зону резки. Устройство для переворота извлекает заготовки из формы и поворачивает массив на 90 градусов, и после опускает его на тележку. Газобетонный массив разрезается с шести сторон в продольном и поперечном направлениях до нужных размеров (Д±3мм*Ш±1мм*В±1мм）.

4) Известь: Из компонентов CaO и SiO2, Al2O3, вяжущих материалов и кремнеземистых компонентов в гидротермальных условиях происходит высвобождение новых минералов — гидросиликатов кальция, что предопределяют высокую механическую прочность газобетона.

3) После завершения процесса заливки массы в формы, они перемещаются в камеры созревания, где происходит процесс парообразования. Температура камеры созревания около 40-45 градусов Цельсию. После выдержки в течение 180-240 минут прочность массива повышается до требуемого уровня, и его вынимают из камеры созревания.
При производстве газобетонных плит, после заливки формы перемещаются в зону армирования. Оборудование введёт арматуру в форму, а после переместит в камеру созревания для образования пузырьков. Температура камеры созревания около 40-45 градусов Цельсию. После выдержки в течение 180-240 минут прочность массива повышается до требуемого уровня, и его вынимают из камеры созревания и отправляют на извлечение арматуры.

При определении состава газобетона необходимо обеспечить заданную объемную массу и его наибольшую прочность при минимальных расходах порообразователя и вяжущего вещества. При этом структура газобетона должна характеризоваться равномерно распределенными мелкими порами правильной шаровидной формы.

Официальная история газобетона берет сове начало в 1924 году, когда шведский архитектор по имени Аксель Эрикссон после долгих испытаний нашел оптимальный рецепт газобетона и запатентовал свое изобретение. Крупное производство газобетонных блоков было начато спустя пять лет после этого и постепенно распространилось по всему миру. Однако и до Эрикссона строители пытались изобрести легкий ячеистый бетон. Так изначально в качестве пенообразующего вещества в цементно-известковый раствор добавляли бычью кровь.

Смешивание компонентов

При применении в качестве основного вяжущего извести особое внимание уделяют значительному количеству активных окиси кальция (СаО) и магния (МgО). Общая активность извести не должна быть менее 75%, количество МgО — не более 1,5%. В производстве можно применять известь. Известь должна быть равномерно обожженной.

Не секрет, что чем более правильную геометрическую форму имеет строительный материал, тем более качественным будет само строительство. Правильная форма автоклавных газобетонных блоков позволяет использовать в кладке не обычный цементный раствор, а специальный клей. В чем разница? Во-первых, стоит отметить, что цементный раствор обладает заметно большей плотностью, чем газобетонный блок. А значит, и более высокими показателями теплопроводности. Чем больше цементного раствора использовано при возведении здания из газобетона, тем менее «теплым» оно окажется. Толщина цементного шва составляет 5-10миллиметров. При использовании клеящего состава для возведения стен из автоклавных газобетонных блоков толщина шва составляет, примерно, 1миллиметр. Это позволяет свести к минимуму наличие «участков холода» в стене. Более того, самого клея в таком строительстве расходуется, примерно, в пять раз меньше, чем цемента.

5) Устройство для переворота поворачивает массив на 90 градусов, удаляет загрязнение на стороне основания и поворачивает его в прежнее положение. С помощью тележки массив транспортируется в автоклав, и при высокой температуре (200 градусов Цельсию) и высоком давлении (1,3 мПа) выдерживается примерно 12 часов. Выхлоп газа, полученный от автоклава, перемещается в камеры созревания для последующего использования.

Важнейшей технологической особенностью получения высококачественных газобетонных изделий максимальной пористости и достаточной прочности является создание оптимальных условий для двух одновременно протекающих процессов газовыделения и газоудержания. Необходимо обеспечить соответствие между скоростью реакции газовыделения и скоростью нарастания структурной вязкости цементного теста или раствора. При этом выделение газа должно как можно полнее закончиться к началу схватывания системы цемент — вода. Протекание процесса газообразования определяется большим количеством различных факторов. Наибольшее влияние на скорость этого процесса оказывают вид, количество и свойства газообразователя, щелочность и температура среды и т. д.

В качестве кремнеземистого компонента в производстве газобетона применяют речной или горный кварцевый песок, золу-унос тепловых электростанций, маршалит и другие материалы. Кварцевый песок для изготовления газобетона и газосиликата должен быть чистым, без примесей глины и органических веществ, с содержанием SiO2 не менее 80%. Присутствие глины замедляет твердение газобетона и уменьшает его прочность. Органические примеси вредно сказываются на протекании реакции газовыделения; вспучивание газобетона при наличии органических примесей ухудшается. Зола-унос может применяться в производстве газозолобетона при содержании SiО2 более 55%. Зола-унос должна иметь незначительное количество сернистых соединений, несгоревших частиц угля и карбонатов кальция.

Однако трудность заключалась в том, что этот ингредиент сложно получить в больших объемах. Случайным образом кровь была заменена на мыльный корень. Но и этот компонент не позволил активно применять ячеистый бетон в масштабном строительстве. В середине двадцатого века американские изобретатели, основываясь на исследованиях Эрикссона, определили, что ячеистый бетон получится качественным, если производство газобетонных блоков будет основано на реакции между известью и алюминием. Именно эта технология, в основе своей, применяется и по сей день.

Газобетон хорошо подлежит обработке простейшими инструментами: пилится, сверлится, строгается. В него легко забиваются гвозди, скобы. Со временем газобетон становится твёрже. Дома из газобетона сегодня очень популярны в России. К тому же, проекты домов из газобетона и цена на него, доступны всем.

Также существует производство газобетонных блоков, в котором применяются кассетные формы. Это металлические формы, которые внутри разделены горизонтальными и вертикальными перегородками (наподобие решетки). Каждая внутренняя ячейка кассетной формы соответствует размеру будущего газобетонного блока. Раствор заливается в кассетную форму и также в течение нескольких часов проходит стадию первичного твердения. Основная разница заключается в том, что газобетонные блоки не вырезают из бетонного пласта, а извлекают из ячеек кассетной формы.