Если лопасть крыльчатки оснащена соплом
Научно-производственная компания ООО «Экостройматериалы» была образована в 1998 г. в Белгороде (Россия). Целью создания предприятия было ускорение и упрощение внедрения научных разработок авторского коллектива научных работников Белгородского технологического университета им. Шухова.
Структура предприятия состоит из двух тесно взаимосвязанных подразделений: научно-исследовательского отдела и производственного участка. В настоящее время направлениями деятельности компании являются следующие: изготовление мелких стеновых блоков и других строительных изделий из пенобетона (ячеистого цементного неавтоклавного бетона), строительные работы, в том числе производство монолитного пенобетона в построечных условиях, изготовление железобетонных канализационных колодцев и плит перекрытий к ним, а также проектирование и поставки высокотехнологического оборудования для производства неавтоклавного пенобетона. За время существования компания зарекомендовала себя как надежный поставщик и выгодный деловой партнер многочисленных организаций и частных предпринимателей России, Украины, Казахстана, Латвии, Беларуси, Грузии, Кыргызстана. География продаж оборудования охватывает пространство от Калининграда до Владивостока.
Ячеистый бетон — сравнительно новый материал: если кирпичу 3000 лет, то ЯБ — не более 100. Это искусственный пористый камень, способный плавать в воде, отвечающий всем требованиям нормативных документов, предъявляемым к строительным материалам, по прочности, деформативности, морозостойкости, его теплозащитные свойства в 3-12 раз выше, чем у кирпича. Стена из этого материала «дышит», создавая в помещении хороший микроклимат, но ячеистый бетон, в отличие от древесины, обладающей теми же свойствами, отличается высокой огневой и биологической стойкостью. Неавтоклавный пенобетон как разновидность ячеистого бетона, обладая всеми достоинствами последнего, имеет ряд преимуществ. У пенобетона повышенная водостойкость, атмосферостойкость, низкое водопоглощение. Прочность неавтоклавного пенобетона нарастает в течение всего срока его службы. Существует множество способов производства пенобетона, но технологически все они подразделяются на две основные группы: связанные с минерализацией пены и основанные на поризации раствора методом воздухововлечения. Технология приготовления пенобетона методом минерализации пены появилась одной из первых (с нее, собственно, и начиналось производство пенобетона). Несмотря на ряд существенных недостатков, именно она является самой распространенной в России. Две ее разновидности — метод «сухой» минерализации пены и метод «мокрой» минерализации пены — различаются тем, что в первом случае приготовленную пену смешивают с сухими компонентами (цемент и заполнитель), во втором — со специально приготовленным раствором.
При приготовлении пенобетонной смеси методом минерализации пены предварительно из концентрированного (25-40%) раствора пенообразователя готовят рабочий раствор с концентрацией пенообразователя 2-5%. Затем водяным насосом его подают в пеногенератор, где происходит получение пены (пеногенераторы сильно различаются по конструкции и стоимости, но суть происходящего в них процесса одинакова — получение пены из рабочего раствора). Затем пеной заполняется обычная бетономешалка или специально изготовленный смеситель (в этом случае его называют пенобетоносмесителем). Главный особенностью такого смесителя является частота оборотов рабочего органа — не более 300 об/мин. На последнем этапе приготовления пенобетона в пенобетоносмеситель очень аккуратно, чтобы не разрушать полученную пену, подают цемент и песок.
Каковы особенности приготовления пенобетона методом минерализации? Во-первых, необходимо наличие достаточно сложного в эксплуатации дополнительного оборудования для получения пены (емкость с мешалкой для приготовления рабочего раствора пенообразователя, водяной насос, пеногенератор, системы трубопроводов); следствие этого — увеличение капитальных вложений в производство и дополнительные затраты энергоресурсов. Во-вторых, в случае, если пена, заполняющая пенобетоносмеситель, разрушилась, например, из-за неравномерной подачи цемента или песка (а такое случается очень часто), невозможно откорректировать состав пенобетона, и его приходится либо выбрасывать, либо идти на сознательный риск продажи материала, не отвечающего заявленным характеристикам. В-третьих, крайне желательно использование разного рода питателей для подачи цемента и песка в пенобетоносмеситель, поскольку неравномерная (например, ручная) подача сырья в смеситель как раз и приводит к разрушению пены. В- четвертых, решающее значение имеет качество применяемого мелкого заполнителя (песка). Крупные зерна песка способны пробивать пену и осаживаться в нижних слоях пенобетона. В-пятых, в данном случае имеет место повышенный расход пенообразователя — от 1,2 до 2 кг на 1 м3 готового пенобетона (не раз приходилось убеждаться, что реальный расход пенообразователя может доходить даже до 3-4 кг). Наконец, в-шестых, методу минерализации присуще длительное и трудоемкое корректирование состава пенобетона в зависимости от характеристик исходного сырья (марка цемента, влажность песка, концентрация пенообразователя).
В 1998 г. сотрудниками ООО «Экостройматериалы» совместно с Государственной технологической академией стройматериалов (Россия) был разработан способ приготовления пенобетонной смеси, исключающий наличие в технологической схеме производства пеногенератора и позволяющий получать на одном оборудовании с использованием немодифицированных сырьевых компонентов пенобетон любой плотности в диапазоне от 250 до 1500 кг/м3. Способ заключается в совмещении функций пеногенератора и смесителя одним устройством, в котором одновременно проходит процесс перемешивания и поризации цементно-песчаного раствора с использованием добавки-пенообразователя. Получение высококачественного пенобетона достигается за счет специальной конструкции рабочего органа смесителя и турбулентно-кавитационного режима перемешивания. Подача в смеситель воды и пенообразователя без предварительного получения пены упрощает технологию приготовления пенобетонной смеси и сокращает время технологического цикла при выигрыше в качестве пенобетона. Смешение сырьевых компонентов в турбулентно-кавитационном режиме позволяет получать пенобетон низких плотностей, минимизировать энергозатраты и время приготовления пенобетонной смеси. Создание в смесителе турбулентно-кавитационного режима обеспечивается выполнением рабочего органа в виде установленного на валу ротора-крыльчатки с лопастями, снабженными соплами. Интенсивное диспергирование пенобетонной смеси и обеспечивает эта конструктивная особенность. Вовлекаемый в цементно-песчаную смесь за счет диспергирования воздух затем разбивается лопастями рабочего органа на мелкие пузырьки диаметром менее 1 мм. Одновременно с этим процессом за счет наличия на лопастях рабочего органа сопел происходит процесс конденсационного (кавитационного) порообразования: вращаясь, сопла оставляют за собой след из крупных кавитационных каверн, которые также разбиваются на мелкие пузырьки лопастями ротора-крыльчатки. Проведение процесса смешения под давлением 0,05- 0,2 МПа в течение 0,5-3 мин позволяет получать пенобетон малых (от 150 кг/м3) плотностей однородной структуры без расслоения пенобетонной смеси по высоте. Приведенные ниже составы пенобетона — это реальные составы для производства пенобетонной смеси в условиях цеха ООО
«Экостройматериалы».
Таблица расходов сырьевых компонентов и некоторые физико-механические характеристики пенобетона (в пересчете на 1 м3)
Согласно этим составам белгородская компания изготавливает неавтоклавный пенобетон на своих производственных мощностях. Этими же составами руководствуются операторы пенобетоносмесителей, производящие пенобетон на стройках. На прилагаемой схеме показана технология производства неавтоклавного пенобетона, разработанная специалистами ООО «Экостройматериалы».
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Структура предприятия состоит из двух тесно взаимосвязанных подразделений: научно-исследовательского отдела и производственного участка. В настоящее время направлениями деятельности компании являются следующие: изготовление мелких стеновых блоков и других строительных изделий из пенобетона (ячеистого цементного неавтоклавного бетона), строительные работы, в том числе производство монолитного пенобетона в построечных условиях, изготовление железобетонных канализационных колодцев и плит перекрытий к ним, а также проектирование и поставки высокотехнологического оборудования для производства неавтоклавного пенобетона. За время существования компания зарекомендовала себя как надежный поставщик и выгодный деловой партнер многочисленных организаций и частных предпринимателей России, Украины, Казахстана, Латвии, Беларуси, Грузии, Кыргызстана. География продаж оборудования охватывает пространство от Калининграда до Владивостока.
Ячеистый бетон — сравнительно новый материал: если кирпичу 3000 лет, то ЯБ — не более 100. Это искусственный пористый камень, способный плавать в воде, отвечающий всем требованиям нормативных документов, предъявляемым к строительным материалам, по прочности, деформативности, морозостойкости, его теплозащитные свойства в 3-12 раз выше, чем у кирпича. Стена из этого материала «дышит», создавая в помещении хороший микроклимат, но ячеистый бетон, в отличие от древесины, обладающей теми же свойствами, отличается высокой огневой и биологической стойкостью. Неавтоклавный пенобетон как разновидность ячеистого бетона, обладая всеми достоинствами последнего, имеет ряд преимуществ. У пенобетона повышенная водостойкость, атмосферостойкость, низкое водопоглощение. Прочность неавтоклавного пенобетона нарастает в течение всего срока его службы. Существует множество способов производства пенобетона, но технологически все они подразделяются на две основные группы: связанные с минерализацией пены и основанные на поризации раствора методом воздухововлечения. Технология приготовления пенобетона методом минерализации пены появилась одной из первых (с нее, собственно, и начиналось производство пенобетона). Несмотря на ряд существенных недостатков, именно она является самой распространенной в России. Две ее разновидности — метод «сухой» минерализации пены и метод «мокрой» минерализации пены — различаются тем, что в первом случае приготовленную пену смешивают с сухими компонентами (цемент и заполнитель), во втором — со специально приготовленным раствором.
При приготовлении пенобетонной смеси методом минерализации пены предварительно из концентрированного (25-40%) раствора пенообразователя готовят рабочий раствор с концентрацией пенообразователя 2-5%. Затем водяным насосом его подают в пеногенератор, где происходит получение пены (пеногенераторы сильно различаются по конструкции и стоимости, но суть происходящего в них процесса одинакова — получение пены из рабочего раствора). Затем пеной заполняется обычная бетономешалка или специально изготовленный смеситель (в этом случае его называют пенобетоносмесителем). Главный особенностью такого смесителя является частота оборотов рабочего органа — не более 300 об/мин. На последнем этапе приготовления пенобетона в пенобетоносмеситель очень аккуратно, чтобы не разрушать полученную пену, подают цемент и песок.
Каковы особенности приготовления пенобетона методом минерализации? Во-первых, необходимо наличие достаточно сложного в эксплуатации дополнительного оборудования для получения пены (емкость с мешалкой для приготовления рабочего раствора пенообразователя, водяной насос, пеногенератор, системы трубопроводов); следствие этого — увеличение капитальных вложений в производство и дополнительные затраты энергоресурсов. Во-вторых, в случае, если пена, заполняющая пенобетоносмеситель, разрушилась, например, из-за неравномерной подачи цемента или песка (а такое случается очень часто), невозможно откорректировать состав пенобетона, и его приходится либо выбрасывать, либо идти на сознательный риск продажи материала, не отвечающего заявленным характеристикам. В-третьих, крайне желательно использование разного рода питателей для подачи цемента и песка в пенобетоносмеситель, поскольку неравномерная (например, ручная) подача сырья в смеситель как раз и приводит к разрушению пены. В- четвертых, решающее значение имеет качество применяемого мелкого заполнителя (песка). Крупные зерна песка способны пробивать пену и осаживаться в нижних слоях пенобетона. В-пятых, в данном случае имеет место повышенный расход пенообразователя — от 1,2 до 2 кг на 1 м3 готового пенобетона (не раз приходилось убеждаться, что реальный расход пенообразователя может доходить даже до 3-4 кг). Наконец, в-шестых, методу минерализации присуще длительное и трудоемкое корректирование состава пенобетона в зависимости от характеристик исходного сырья (марка цемента, влажность песка, концентрация пенообразователя).
В 1998 г. сотрудниками ООО «Экостройматериалы» совместно с Государственной технологической академией стройматериалов (Россия) был разработан способ приготовления пенобетонной смеси, исключающий наличие в технологической схеме производства пеногенератора и позволяющий получать на одном оборудовании с использованием немодифицированных сырьевых компонентов пенобетон любой плотности в диапазоне от 250 до 1500 кг/м3. Способ заключается в совмещении функций пеногенератора и смесителя одним устройством, в котором одновременно проходит процесс перемешивания и поризации цементно-песчаного раствора с использованием добавки-пенообразователя. Получение высококачественного пенобетона достигается за счет специальной конструкции рабочего органа смесителя и турбулентно-кавитационного режима перемешивания. Подача в смеситель воды и пенообразователя без предварительного получения пены упрощает технологию приготовления пенобетонной смеси и сокращает время технологического цикла при выигрыше в качестве пенобетона. Смешение сырьевых компонентов в турбулентно-кавитационном режиме позволяет получать пенобетон низких плотностей, минимизировать энергозатраты и время приготовления пенобетонной смеси. Создание в смесителе турбулентно-кавитационного режима обеспечивается выполнением рабочего органа в виде установленного на валу ротора-крыльчатки с лопастями, снабженными соплами. Интенсивное диспергирование пенобетонной смеси и обеспечивает эта конструктивная особенность. Вовлекаемый в цементно-песчаную смесь за счет диспергирования воздух затем разбивается лопастями рабочего органа на мелкие пузырьки диаметром менее 1 мм. Одновременно с этим процессом за счет наличия на лопастях рабочего органа сопел происходит процесс конденсационного (кавитационного) порообразования: вращаясь, сопла оставляют за собой след из крупных кавитационных каверн, которые также разбиваются на мелкие пузырьки лопастями ротора-крыльчатки. Проведение процесса смешения под давлением 0,05- 0,2 МПа в течение 0,5-3 мин позволяет получать пенобетон малых (от 150 кг/м3) плотностей однородной структуры без расслоения пенобетонной смеси по высоте. Приведенные ниже составы пенобетона — это реальные составы для производства пенобетонной смеси в условиях цеха ООО
«Экостройматериалы».
Таблица расходов сырьевых компонентов и некоторые физико-механические характеристики пенобетона (в пересчете на 1 м3)
| Плотность пенобетона в сухом состоянии, кг/м3 | Расход сырьевых компонентов | Коэф. теплопро-водности, Вт/м·К° | Прочность на сжатие через 28 сут. твердения, кгс/см2 | Морозо-стокость, циклов | Водопоглощение, % | |||
| Цемент, кг | Песок, кг | Вода, л | Пенообразователь, г | |||||
| 250 | 220 | - | 200 | 600 | 0,055 | 3 | не норм. | 7...9 |
| 400 | 350 | 20 | 250 | 600 | 0,1 | 12 | 25 | 6...8 |
| 500 | 390 | 60 | 250 | 500 | 0,12 | 16 | 25 | 6...8 |
| 800 | 400 | 320 | 320 | 400 | 0,18 | 35 | 35 | 5...7 |
| 900 | 460 | 370 | 300 | 400 | 0,22 | 45 | 35 | 5...7 |
| 1000 | 480 | 450 | 300 | 400 | 0,25 | 60 | 35 | 5...7 |
Согласно этим составам белгородская компания изготавливает неавтоклавный пенобетон на своих производственных мощностях. Этими же составами руководствуются операторы пенобетоносмесителей, производящие пенобетон на стройках. На прилагаемой схеме показана технология производства неавтоклавного пенобетона, разработанная специалистами ООО «Экостройматериалы».
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 11 за 2007 год в рубрике материалы и технологии
