1. ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА НЕАВТОКЛАВНОГО ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА.

Сегодня, чтобы понять, что делать, нужно понять, что сделано в данном направлении. Основными проблемами в производстве неавтоклавного ячеистого бетона являются:

во-первых, устаревшие механизмы,  применяемые на производстве. Подача цемента и песка осуществляется громоздкими и тяжёлыми винтовыми шнеками и транспортёрами. Для хранения цемента используются тяжёлые нетранспортабельные склады, изготовленные из металла. Данные механизмы разработаны ещё 30-40 годы, не отвечают современным требованиям и имеют ряд серьёзных недостатков: стационарные, неразборные, неустойчивые в работе, высокая стоимость  и т. д. Сегодня продаётся неоправданная для себя и плохо обработанная "груда металла";

во-вторых, механизмам дозирования  цемента, песка и воды, от которых напрямую зависит качество выпускаемой продукции, необходимо желать лучшего. Как показала практика, дозаторы весовые или объёмные, которые сегодня применяются на практике, часто дают ошибочные расходные нормы на много больше 1% и пригодные только для эстакадных стационарных тяжёлых заводов, которые сегодня по этой же причине мучаются;

в-третьих,  разработанные на сегодня смесители с верхним приводом  решают только ограниченный круг задач. Во-первых, это не герметичные смесители, т.е. не являются смесителями многофункциональными и двойного назначения. Во-вторых, смесители с большим объёмом (в пределах 1 м³) занимают много места, требуют больших расходов по металлу, для разборки требуется много времени и подсобных механизмов, тяжёлыми и с высокой стоимостью. Конечно, такие механизмы не могут использоваться для комплектации мобильных установок контейнерного типа;

в-четвёртых, устройства для подогревания воды (метод "проточной воды")  используют объёмные ёмкости; занимают большие площади; пригодны, в основном, для эстакадных комплексов; для подогревания воды требуются большие интервалы времени;

в-пятых,  одной из основных задач в неавтоклавном производстве является пиление цельных массивов в условиях повышенного модуля крупности песка (от 1.5 единиц и больше). Технически, такая задача не решена. Решение такой задачи позволит уменьшить себестоимость продукции, расширить ассортимент выпускаемой продукции повышенного качества и главное уйти от ручного труда вынимания блоков из форм. Сегодня, для получения изделий используются формы. Формы являются знаковым компонентом, если учесть, что более половины стоимости на комплект уходит именно на приобретение форм. На сегодня, в производстве широко применяются тяжёлые металлические бортовые формы "ванного типа" с нижним водяным подогревом, ёмкостью от 0.54 м³ и выше готовой продукции. Такие формы позволяют получить хорошую геометрию блока с погрешностю отклонением 3-6 мм от идеальной. Однако, такие формы являются дорогими. Ковровые формы являются менее дорогими. Однако, для таких форм усложнена равномерная разливка готовой смеси в каждую ячейку формы. Главным недостатком применяемых форм  - это сохранения ручного труда для извлечения тяжёлых блоков из форм. В этом направлении делаются отдельные попытки автоматизировать извлечение блоков за счёт их опрокидывания. Однако, такая процедура трудоёмкая, не доведена до своего завершения и оставляет за собой большой проценнт брака.

Подводя итоги вышесказанному,  отметим, что применять имеющиеся на сегодня механизмы для комплектации модульных установок контейнерного типа с мощностью производства от 30 м³ в сутки затруднительно. Морально неловко выходить со старыми механизмами на широкий рынок сбыта как внутри страны, так и за рубеж. От продажи устаревшего оборудования и технологий падает престиж и доверие к предприятиям. При разработке новых технологий в области неавтоклавного производства будем учитывать, сколько ответов на поставленные выше вопросы, столько и задач. Здесь, ставится главная задача или формулируется основная цель. Постепенное решение производных от главной задачи и является конкретной деятельностью ЗАО "КНСТ".

2. ОСОБЕННОСТИ НЕАВТОКЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА.

2.1. Введение в ячеистые бетоны.

Ячеистый бетон - искусственный каменный материал на основе минерального вяжущего вещества и кремнезёмистого компонента с равномерно распределёнными по объёму порами.

Ячеистые бетоны бывают.  В зависимости от требований к изделиям и технологии производства в качестве вяжущего наполнителя могут использоваться цемент, известь, гипс или их композиции. В качестве дисперсного - песок молотый или немолотый; карьерные породы - известняк, гранит, глиеж молотые и др. породы; зола ТЭС.

В зависимости от технологии изготовления различатся пенобетон и газобетон.  В пенобетоне поризация производится за счёт введения пенообразователей. В газобетоне поризация производится за счёт веществ, выделяющих газ при химических реакциях, обычно порошкообразный алюминий. Во время прохождения реакции между металлическим алюминием и щелочью выделяется водород, который и поризует смесь.

Пористость ячеистого бетона регулируется в процессе изготовления , в результате получают бетоны разной плотности и назначения:

1. Теплоизоляционные  плотностью в высушенном состоянии не более 500 кг/м³.
2. Конструкционно-теплоизоляционные  (для ограждающих конструкций) плотностью 500-900 кг/м³.
3. Конструкционные  (для железобетона) плотностью 900-1200 кг/м³.

2.2. Материалы для ячеистого бетона.

Вяжущим для цементных ячеистых бетонов  обычно служит портландцемент. Безцементные ячеистые бетоны  (газо- и пеносиликат) автоклавного твердения изготавливают, применяя молотую негашёную известь.

Вяжущее применяют совместно с кремнезёмистым компонентом,  содержащим двуоксид кремния. Кремнезёмистый компонент (молотый кварцевый песок, речной песок, зола-унос ТЭС и молотый гранулированный доменный шлак) уменьшают расход вяжущего, усадку бетона и повышают качество ячеистого бетона. Кварцевый песок обычно размалывают мокрым способом и применяют в виде песчаного шлама.
Измельчение увеличивает удельную поверхность (м²/грамм) кремнезёмистого компонента и повышает его химическую активность.  Экономически выгодно применение побочных продуктов промышленности для изготовления ячеистого бетона - зола-уноса, доменных шлаков, нефелинового шлама и др. продуктов. Вспучивание "теста" вяжущего может осуществляться двумя способами: химическим путём -  в тесто вяжущего вводят газообразующую добавку. В смеси происходят химические реакции, сопровождающиеся выделением газа. В этом случае получают газобетон. Механическим путём -  тесто вяжущего смешивают с отдельно приготовленной устойчивой пеной. В этом случае получают пенобетон.

2.3. Что такое неавтоклавная технология и чем она отличается от автоклавной.

НЕАВТОКЛАВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ - процесс получения смеси происходит в естественных условиях, при обычной температуре воздуха и в результате протекание щелочной реакции в блок-форме. АВТОКЛАВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ  - тепловая обработка ячеистых бетонов протекает в автоклавах (герметичное замкнутое пространство) в среде насыщенного водяного пара в течении 8 - 24 часов при температуре 150 - 200 градусов под давлением 0,8-1,3 МПа. Такой подход даёт стабилизацию объёма, прочности и других свойсв бетона.

ГАЗОБЕТОН  приготавливают из смеси портландцемента (часто с добавкой воздушной извести или едкого натра), кремнезёмистого компонента и газообразователя. По типу химических реакций газообразователи делятся на следующие виды:

1). Вступающие в химические взаимодействия с вяжущим или продуктами его гидратации (алюминиевая пудра);
2). Разлагающиеся с выделением газа (пергидроль);
3). Взаимодействующие между собой и выделяющие газ в результате обменных реакций (например, молотый известняк ).

- Чаще всего газообразователем служит алюминиевая пудра, которая, реагируя с гидратом окиси кальция, выделяет водород;
- Литьевая технология предусматривает отливку изделий, как правило, в отдельных формах из текучих смесей,
   содержащих до 50-60% воды от массы сухих компонентов. Водотвёрдое отношение В\Т = 0,5-0,6;
- Для ускорения газообразования, а также процессов схватывания и твердения применяют "горячие" смеси на подогретой воде
   с температутой в момент заливки в формы около 40 градусов.

В АВТОКЛАВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ  достигается быстрое набирание прочности изделия. Однако, здесь в автоматизированных линиях используется более мелкий песок, т.е. необходимы дополнительные затраты для измельчения песка. Изделия из газобетона с мелким песком (модуль крупности от 0.3 до 0.6) обладают определённым недостатком - они хорошо впитывают воду, а отдают плохо, т.е. работают как губка! А это значит, при длительном нахождении газобетонных изделий в стенах в условиях с повышенным содержанием влаги может приводить к снижению прочностных характеристик изделия, а также лопаться за счёт резкого перепада температуры воздуха. Данный факт подтверждается на практике. Вот почему, автоклавные газобетонные изделия из мелкого песка рекомендуются использовать для внутренней отделки зданий или для фасадной части стен с дополнительным водоотталкивающим покрытием. Блоки не должны ложиться на обычный раствор, а на специально изготовленный клей. Таким образом: 

Автоклавная технология имеет следующие недостатки по сравнению безавтоклавной технологией:

1. Более дорогостоющая. 
2. Сужена область применения изделий. 
3. Нуждается в стационарных условиях производства. 
4. Производство не мобильное. 
5. Не позволяет работать на открытой строительной площадке. 
6. Не позволяет использовать Метод "Монолитная заливка" стен и перекрытий. 

ПРЕИМУЩЕСТВО НЕАВТОКЛАВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ следующие - существенно не дорогая, используется обычный не измельчённый речной или карьерный песок с модулем крупности от 1.4 до 2.1 единиц. Не требуется стационарных условий производства - а это значит, может быть мобильным. Производство доступно каждому, кто хочет строить. За счёт повышенной пористости изделия лучше отдают воду и, поэтому, более устойчивы к резким перепадам окружающей температуры воздуха. Изделия могут применяться как для несущей части стен, так и для отделки фасадной части зданий и ложиться на обычный раствор. За счёт мобильности производства возможно монолитная заливка промежностей стен, полов и работать на открытой строительной площадке. Неавтоклавные технологии по своим зарактеристикам изделий ни в чём не уступают автоклавным технологиям. Безавтоклавные технологии настолько быстро развиваются, что для изготовления, например, 100 кубометров продукции в сутки, можно просто освоить 2-3 -мя мобильными установками и для этого не нужно больших площадей, наличие громоздкого и дорогостоющего оборудования, себестоимость оборудования и выпускаемой продукции будет на много меньше автоклавного при одном и том же качестве. Неавтоклавный ячеистый бетон начинает эффективно применяться при строительстве каркасного высотного домостроения с ограждающей частью из неавтоклавного газобетона. Основные физические характеристики изделия (прочность, плотность и теплопроводность) по своим свойствам практически не уступают характеристикам изделий, полученных в автоклавной технологии. Мощности производства мало разнятся друг от друга. Отметим, что в безавтоклавной технологии изделия должны отстаиваться более длительное время для набирания прочности (27 суток). При естественном твердении, в отличии от автоклавной, вероятны трещины, усадка и шелушение на поверхности изделий. ЗАО "КНСТ" найдены пути устранения данных недостатков. По сумме положительных факторов мы не должны сомниваться в эффективности неавтоклавного производства. Из выше сказанного можно сделать общий вывод - за производством по безавтоклавной технологии стоит будущее!

2.4. Что такое неавтоклавный пенобетон и чем он отличается от неавтоклавного газобетона.

В зависимости от механизма образования пор в бетоной смеси, ячеистые бетоны делятся на две разновидности: газобетон и пенобетон.  Современный вариант газобетона получается в результате реакции между портландцементом и мелкодисперсной алюминиевой пудрой. Выделяющийся при этом водород образует поры в цементном тесте.

Для получения НЕАВТОКЛАВНОГО ПЕНОБЕТОНА используются аналогичные входные компоненты, как и для газобетона - песок (желательно измельчённый), цемент, вода и те же формы. Только вместо газообразователя используется пенообразователь. Пеномасса получается не в результате протекания щелочной реакции, как это делается для получения газомассы, а механическим путём - смешивания входных компонентов со сбитой массой пенообразователя и дальнейшего перемешивания в смесителе роторного или шнекого типа или диспергаторах кавитационноого типа. Пеномассу получают в пеногенераторе или непосредственно в смесителе роторного типа или диспенгаторе. В зависимости от типа применяемой технологии текучесть пеномассы может быть различной. Для сбивания пеномассы, выталкивания её из смесителя и подачи её на верхнии этажи в смеситель может подаваться воздух под давлением. Вот почему для приготовления пеномассы желательно смесители изготавливать герметичными. Для лучшего размешивания и сбивания пеномассы предпочтительнее использовать более мелкий песок. В результате механического сбивания входных компонентов, а также в результате механического выталкивания полученной пеномассы из смесителя появляется определённая помеха в сохранении качественной структуры изделия. А именно, воздушные пузырьки полученной пеномассы могут лопаться, достигается неравномерное распределение функции пористости в пространстве. Данный фактор может серьёзно приводить к снижению прочности и теплопроводности изделия. Вот почему пенобетон называют ещё "грязным ячеистым бетоном", а его производство рекомендуют использовать в получении лёгкого ячеистого бетона. Плотность пенобетона может задаваться в результате изменения кол-ва пенообразователя. А это эмперический подход, а значит, характеристики получаемого пенобетона могут трудно поддаваться контролю в процессе производства. По определению, плотность задаётся суммарной массой основных входных компонентов (цемент, песок и вода). Вот почему при таком подходе можно получить лёгкий пенобетон, в отличие от газобетона. Для получения пеноблока ячейку блок-формы необходимо заполнить смесью полностью, в силу технологии его изготовления. А это значит в получении тяжёлых блоков из пенобетона возможен перерасход цемента, что существенно будет сказываться на себестоимости продукции.

Отметим, что в технологии изготовления газобетона  образуется более жидкая и текучая смесь, который без каких либо помех разливается в формы. Получение пористой структуры газобетона достигается в самой форме в результате протекания щелочной реакции. За счёт отсутствия механических воздействий на образование пористости газомассы, протекания щелочной реакции в самой форме и достигается относительно равномерное распределение функции пористости в газоблоке. В результате отмеченного выше фактора газобетон является наиболее твёрдым изделием по сравнению с пенобетоном. Плотность газобетонного блока строго определяется массой его входных компонентов. Поэтому стабильность в получении качественного изделия может строго контролироваться точным заданием массы основных компонентов. И наконец, для получения тяжёлых газоблоков ячейка блок-формы заливается смесью не полностью, а значит и расход цемента будет меньшим. Таким образом :

К основным недостаткам неавтоклавного пенобетона по сравнению с газобетоном можно отнести следующее:

1. Бесспорно, является менее прочным. 
2. Хуже ложится штукатурка. 
3. Несёт расходы за счёт дополнительного измельчение песка. 
4. Для тяжёлых бетонов требуется большего расхода цемента. 
6. Возникают вопросы к качеству получаемого продукта. 
7. Характеристики получаемого пенобетона могут трудно поддаваться контролю в процессе производства. 
8. Сужена область применения изделий из пенобетона. 

К основным преимуществам неавтоклавного пенобетона по сравнению с газобетоном относится:

1. Бесспорно, изготовление лёгких теплоизоляционных изделий с меньшим расходом цемента. 
2. Эффективное использование в виде дополнительного утеплителя. 
3. Производство при низких температурных режимах. 
4. Более эффективное приготовление в диспергаторах кавитационного типа. 

Ячеистый бетон получил своё развитие именно с развития пенобетона. Следующая стадия развития ячеистого бетона - это повышение прочностных характиристик изделия. Отсюда и возникло развитие технологии газобетона. В настоящее время, за рубежом широко используются автоклавные технологии газобетона и пенобетон. В Росси, за счёт развала производства стационарного автоклавного пенобетона и необходимости в заполнения ниши сбыта, перешли сразу на последний этап в своём развитии - А ИМЕННО РАЗВИТИЕ НЕАВТОКЛАВНОГО ГАЗОБЕТОНА для получения твёрдого строительного материала и РАЗВИТИЕ НЕАВТОКЛАВНОГО ПЕНОБЕТОНА для получения лёгкого материала. В силу неэффективности развития отечественного производства, а по некоторым позициям и в его отсутствии, потребители в России в основном предпочитали приобретать дорогое зарубежное автоклавное или неавтоклавное производство и которое являлось, как правило, устаревшим. Однако, явление это было временным и понятно почему. В настоящее время строительные компании всё чаще начали покупать отечественные недорогие разработки, которые ни в чём не уступают передовым зарубежным технологиям, а в некоторых случаях по неавтоклавным технологиям превосходят эти разработки.