1.4.2 Технологія виробництва газобетону
Газобетон (або автоклавний пористий бетон) складається з кварцового піску, цементу, негашеного вапна та води.
За типом хімічних реакцій газоутворювачі поділяють на такі види:
- що вступають у хімічні взаємодії з в'язким або продуктами його гідратації (алюмінієва пудра);
- що розкладаються з виділенням газу (перигідроль);
- взаємодіють між собою і виділяють газ в результаті обмінних реакцій (наприклад, мелений вапняк та соляна кислота).
Найчастіше газоутворювачем служить алюмінієва пудра, яка, реагуючи з вапном, виділяє водень.
Для виготовлення газобетону використовують портландцемент марок М300, М400, М500. Виробництво газобетону пред'являє спеціальні вимоги до портландцементу щодо лужності цементного тесту – рН тесту не повинен бути нижчим за 12. Лужність цементу визначається кількістю вільного СаО та сумою Na2О та K2О.
При застосуванні як основного в'яжучого вапна особливу увагу приділяють значній кількості СаО та МgО. Загальна активність вапна має бути менше 75 %, кількість МgО – трохи більше 1,5 %. У виробництві можна застосовувати вапно мелену – кип'ятку та пушонку. Вапно має бути рівномірно обпаленим.
Алюмінієвий порошок, що застосовується у виробництві газобетону, повинен бути хімічно чистим і містити не менше ніж 96 – 98 % Аl. Для виробництва газобетону слід використовувати алюмінієву пудру марки ПАК-2, ПАК-3 і ПАК-4. Для підвищення реакційної здатності та кращого змішування алюмінієвої пудри з водою її попередньо прожарюють протягом 2 – 3 годин при температурі, що не перевищує 190 – 200 °С.
Хімічні процеси, що відбуваються нарізних стадіях виробництва можна у наступному вигляді:
1) Виділення водню на стадії утворення пористої структури в сирці:
Рисунок 2 – Виділення водню на стадії утворення пористої структури у сирці
2) Утворення гідроксидів та гідросилікатів на стадії набору сирцем пластичної (транспортної) міцності:
Рисунок 3 – Утворення гідроксидів та гідросилікатів на стадії набору сирцем пластичної (транспортної) міцності
3) Утворення нових мінералів (тобермориту) на стадії автоклавної обробки:
Рисунок 4 – Освіта нових мінералів (тобермориту) на стадії автоклавної обробки
Найважливішою технологічною особливістю отримання високоякісних газобетонних виробів максимальної пористості і достатньої міцності є створення оптимальних умов двох одночасно протікають процесів газовиділення і газоутримання. Необхідно забезпечити відповідність між швидкістю реакції газовиділення та швидкістю наростання структурної в'язкості цементного тіста або розчину. При цьому виділення газу має якнайповніше закінчитися до початку схоплювання системи цемент – вода.
Виготовлення газобетону здійснюється мокрим чи сухим способом. Економічно доцільним є мокрий спосіб, при якому помел кремнеземистого компонента або його суміші з вапном виробляється в присутності води з отриманням шламу. При сухому способі помел і змішування компонентів здійснюються у кульових млинах у сухому вигляді. Пісок розмелюють у кульових млинах. Для здійснення мокрого помелу до млина вводять підігріту воду. При застосуванні у виробництві вапна остання вводять у млин для спільного помелу з піском. З млина шлам пропускають через сито длявідокремлення від великих включень. Далі шлам збирають у збірнику та за допомогою мембранного насоса або шляхом передавлювання стисненим повітрям подають у шламовий басейн або шламовий силос. Для запобігання поділу шламу, тобто осадження частинок піску, шлам у басейнах та силосах піддають безперервному перемішування. Одночасно виробляють барботаж шламу.
Дозування шламу, підігрів та попереднє змішування здійснюються у ванні-дозаторі. Для підігріву шламу до 40-45 °С. застосовують гостру пару. Дозування цементу – вагове. Газоутворювач – алюмінієву пудру – відважують і подають у бачок з клеєканіфольною емульсією, з пропелерною мішалкою.
Остаточне інтенсивне змішування всіх компонентів газобетонної маси відбувається в пересувній самохідної пропелерної газобетонозмішувачі. Матеріали в газобетонозмішувачі завантажують у певній послідовності. Спочатку заливають піщаний шлам, потім немелений пісок (у разі потреби) і в останню чергу цемент.
Після цього протягом 2-3 хв перемішують всю масу. Введення алюмінієвої пудри та клеєканіфольної емульсії визначає початок перемішування газобетонної маси. Одночасно з цим газобетонозмішувач починає пересуватися. В даний час застосовують високошвидкісні пропелерні мішалки (50 - 60 об/хв). Ретельне перемішування маси забезпечує однорідність суміші та рівномірність спучування. Зайва тривалість перемішування шкідлива, оскільки можливий початок інтенсивного газоутворення в газобетонозмішувачі. При цьому втрачається частина газу, що виділився і при заливанні у форми газобетонна маса не дасть потрібного спучування. Розливають масу форми через отвори в нижній частині мішалки за допомогою гнучких резинотканевых рукавів.
Форми до заливки газобетону змащуютьмінеральною олією або спеціальними емульсіями для запобігання зчепленню газобетону з металом форм. Газобетонну масу заливають з урахуванням спучування на 2/3 чи 3/4 висоти форми.
Після заливання газобетонної маси починається спучування. Процес спукування триває 30 – 40 хв. Після спукування відбувається схоплювання та твердіння газобетону. Для прискорення схоплювання та твердіння газобетону, а також для прискорення процесу газовиділення у цеху з виробництва газобетонних виробів температура повітря повинна підтримуватись не нижче 25 °С. Форми, в яких спучується і твердне газобетон, не можна пересувати, піддавати струсу і ударам, так як спучена, але не затверділа маса може при цьому осісти. При спушуванні газобетонна маса утворює так званий окраєць, який після затвердіння зрізають ручними або механічними ножами. Потім масу розрізають на вироби потрібного розміру, форми встановлюють на автоклавні вагонетки в 2 - 3 яруси по висоті і заганяють в автоклав для прискореного твердіння. Газобетон допускає прискорене підвищення тиску і температури до ізотермічного прогріву протягом 3 – 4 годин. Після закінчення автоклавної обробки форми з виробами залишають у цеху для охолодження, після чого виробляють розпалубку та відвозять вироби складу готової продукції.
Рисунок 5 – Технологічна лінія з виробництва газобетонних виробів