Новые строитенльные материалы и оборудование для их производства

Спад в реальном секторе российской экономики в меньшей мере коснулся такой отрасли, как строительство. Поэтому понятен интерес к новым материалам и установкам для их производства.

Машиностроительные предприятия ОАО ПГ «Строммаш» выпускают мини-заводы, линии, комплексы для производства строительных материалов и изделий, в т.ч. для ячеистого бетона, цемента, вяжущего низкой водопотребности, минеральных порошков для асфальтобетона, минеральных волокон, керамзита, гипса.

В связи с резко возросшими требованиями к теплопроводности стен промышленных и жилых помещений, в настоящее время вырос спрос на изделия из ячеистого бетона. Это сравнительно новый искусственный строительный материал. Он изготавливается на основе цемента, извести, песка, воды, золы, порообразующих добавок (алюминиевой пудры и др.) и отличается от традиционного бетона высокой пористостью – до 80% по объему. При этом размер пор не превышает 3 мм. После измельчения сырья, смешивания с водой и алюминиевой пудрой полученный шлам заливают в формы, где происходит химическая реакция с выделением водорода. Это обуславливает вспучивание смеси и формирование массива ячеистой структуры, придающей материалу ценные физико-технические свойства. Когда массив начинает затвердевать, его разрезают струнами на изделия заданных размеров. Затем разрезанный массив подвергают обработке при высоком давлении и повышенной температуре в среде насыщенного водяного пара в автоклаве.

Ячеистый бетон отличает легкость. При обычной средней плотности (600-700 кг/м³) ячеистый бетон практически вдвое легче керамзитобетона. Это позволяет сократить транспортные и монтажные расходы и затраты на устройство фундаментов, снизить трудоемкость работ, а также уменьшить расходы сырьевых материалов и электроэнергии.

Благодаря пористой структуре, ячеистый бетон является конструктивным теплоизоляционным материалом. Его теплоизолирующая способность как стенового материала в 3-6 раз выше, чем у кирпичной стены. Ячеистый бетон, будучи неорганическим и негорючим материалом, выдерживает одностороннее воздействие огня в течение 3-7 ч. Благодаря достаточно высокой морозостойкости, ячеистый бетон выдерживает от 100 и более циклов попеременного замораживания и оттаивания и может применяться в холодных климатических условиях. Ячеистый бетон хорошо пилится, сверлится, стругается и т.д. Его можно использовать для выполнения различного рода креплений – забивки скоб, нагелей, гвоздей, ввинчивания шурупов, винтов.

Использование резательной технологии позволяет из одного массива, путем его разрезки струнами, получать ячеистые изделия различных размеров, в т.ч. мелкие стеновые блоки, которые могут широко применяться при строительстве жилых зданий и различных строительных объектов. Блоки позволяют возводить одно- и многоэтажные здания практически любых архитектурно-планировочных решений. Все это дает возможность совершенно по-иному подойти к проектированию и строительству зданий и сооружений.

Как нам представляется, одним из перспективных направлений в производственной деятельности ряда предприятий может стать выпуск высокомеханизированных линий для изготовления изделий из ячеистого бетона.

В настоящее время НПО «Машиностроитель» освоил производство оборудования технологических линий для производства автоклавного и безавтоклавного ячеистого бетона производительностью 10, 20, 40, 60 тыс. м³ в год. Технические характеристики технологических линий приведены в таблице.

Схема технологической линии по производству блоков из ячеистого бетона с автоклавным отвердением приведена на рис.1.

Линия работает следующим образом: компоненты смеси из устройства приготовления алюминиевой суспензии 1 и алюминиевой пасты 2 подаются в газобетономешалку 3 через герметизатор 4. Готовая смесь заливается в установки для формирования 6 (далее в формы). Заполненная форма до «созревания» массива передвигается по конвейеру выдержки. После «созревания» массива форма раскрывается на машине для сборки и разборки форм. Из раскрытой формы массив с поддоном 7 выдвигается по опорному ролику 8 на транспортирующее устройство 9. Перемещаясь по транспортирующему устройству, поддон с массивом проходит через установку горизонтальной резки 10 и останавливается под машиной продольной резки 11. На ней установлен узел поперечной резки 12. Здесь производится разрезание массива на блоки, размеры которых регулируются бесступенчато. После разрезки поддон с массивом перемещается по транспортирующему устройству 13 и проходит под установкой для снятия отходов («горбушки») 14. Отходы могут загружаться в формы для отходов либо идти на повторную переработку в мельницу. Тепловая обработка полученного массива может производиться как в автоклавах – 19 диаметром 2,0; 2,6 и 3,6 м, так и в пропарочных камерах. Для загрузки поддонов с массивами в автоклавы служат траверсы 15, автоклавные тележки 16 и передаточный мост 17. Поддоны с готовыми массивами после тепловой обработки могут устанавливаться на самоходную тележку 18, подающую их на склад готовой продукции или на конвейер возврата поддонов.

Указанный порядок изготовления блоков может меняться по усмотрению потребителя. При этом комплектность поставки оборудования также будет различной. Мощность линии определяется потребителем в зависимости от имеющегося сырья, технологии и автоклавов.

Другим перспективным строительным материалом является вяжущее вещество низкой водопотребности (ВНВ). Технологическое оборудование для его производства разработано Самарским заводом «Строммашина».
ВНВ получают при тонком измельчении портландцемента с минеральными добавками (песок, шлак) или без них и специальными органическими добавками (пластифицирующими веществами специального строения – суперпластификаторами).

В зависимости от содержания добавок новое вяжущее вещество делится на ВНВ-100, ВНВ-50 и ВНВ-30. Цифры означают процентное содержание портландцемента в составе вяжущего. ВНВ обладает «реальной» активностью в 2-2,5 раза большей, чем у обычного цемента. Сроки схватывания «теста» на основе ВНВ практически совпадают со сроками схватывания портландцементов. Новое вяжущее вещество имеет низкую нормальную густоту цементного «теста», в среднем 18%.

Производство ВНВ может быть организовано на цементных заводах, заводах ЖБИ и других предприятиях стройиндустрии. Это позволяет освоить выпуск высококачественных изделий и конструкций наряду со значительным снижением расхода цемента, а также улучшением технологии.

Новое вяжущее вещество позволяет увеличить удобоукладываемость бетонной смеси при сокращении расхода воды, что способствует повышению прочности бетона в 1,5-2 раза и повышению морозостойкости. При добавлении различных органических добавок в ВНВ становится возможным получить материал со свойствами керамики, асбоцемента и др. и даже, в ряде случаев, заменить металл.

Новый строительный материал открывает большие перспективы при всевозможных декоративных и отделочных работах.

Применение ВНВ обеспечивает:

– экономию клинкера сырьевой смеси 20-70%;

– экономию приведенных энергозатрат до 40%;

– экономию капитальных затрат на одну тонну бетона до 50%;

– получение бетонов прочностью при сжатии более 100 – 120 МПа.

Режим работы линии по производству ВНВ – непрерывный, в закрытом помещении, при отсутствии взрывоопасных, пожароопасных, агрессивных сред.

Технологическая схема производства ВНВ приведена на рис.2.

Технологический процесс производства ВНВ осуществляется по непрерывной схеме на этапе дозирования материалов до выгрузки из мельницы: из бункера-накопителя песка 1 песок с помощью питателя 2 равномерно подается в сушильный барабан 4, где осуществляется сушка потоком горячего воздуха, создаваемого теплогенератором 3. Из сушильного барабана песок маханизмом для транспортировки 6 подается в бункеры песка 7. Песок, суперпластификатор из бункера органических добавок 8, цемент из бункера цемента 9 через дозаторы 10 поступают в шаровые мельницы 11. Готовый продукт механизмом транспортировки 13 подается в бункер готового продукта 14, откуда пневмонасосом 15 подается на склад ВНВ.

Технологическая линия комплектуется системами газоочистки 5, аспирации (удаления пыли и других вредных веществ) 12, автоматического контроля и регулирования технологического процесса.

Технические характеристики линии по производству ВНВ приведены ниже.

Технологические линии по производству ВНВ работают на одном из заводов ЖБИ (г.Иваново, Россия). Срок окупаемости по данным завода составляет 2 года.

Самарский завод «Строммашина» разработал комплект оборудования для производства активированного минерального порошка для асфальтобетонных смесей.

Технологический процесс состоит из подготовки исходного минерального сырья (сушка) и активирующих добавок (разогрев битума и смешение его с поверхносто-активными веществами –ПАВ), дозирования минерального материала и активирующих добавок, измельчения смеси минерального материала и активирующих добавок и подачи активированного минерального порошка на склад.

Исходный материал – карбонатная горная порода или отходы промышленности (металлургические шлаки, золошлаковые смеси) крупностью до 30 мм и влажностью 5-10%. Материал, высушенный в сушильном барабане, должен иметь влажность до 1% и температуру 100-130ОС.

В комплект оборудования входят: бункер-накопитель, сушильный барабан 1,6 х 8 м, теплогенератор, горелка, мельница шаровая 1,5 х 5,6 м, пылеулавливающая установка с площадью фильтрации 260 м², система приготовления и введения активирующих добавок, склад готовой продукции, тягодутьевое оборудование, транспортное оборудование для транспортировки сырья и продуктов помола между основными частями (элеваторы, винтовые конвейеры).

Следует отметить, что аналогов комплексной поставки данного оборудования в России нет.

Технические характеристики комплекта оборудования для производства активированного минерального порошка приведены ниже.

Широкое внедрение новых строительных материалов, в том числе для дорожного покрытия, позволит достичь экономии расходных материалов, электроэнергии и создать экологически чистые производства.