Обоснование выбора и характеристика сырьевых материалов и полуфабрикатов

 

Сырьё - основа любой технологии. Сырьём для производства полистиролбетона служат:

лёгкий заполнитель; - портландцемент; - добавка (необязательный компонент, при необходимости); - вода;

В качестве легкого заполнителя используется вспененныйполистирол. Вспененный полистирол получают при помощи специальной машины - предвспенивателя. В качестве сырья для этого технологического процесса используются гранулы ПСВ. ПСВ - полистирол самозатухающий вспенивающийся. Гранулы ПСВ представляют из себя бисер диаметром около 1 мм. После вспенивания гранулы многократно увеличиваются в размерах, могут быть вспенены до 50% от собственной плотности. Получается полистирол вспененный.

Вспененный полистирол обладает следующими характеристиками:

плотность - 15 кг/м³;

- пористость - 97-98%;

теплопроводность - 0,027-0,040 Вт/(м°С);

влажность 1-3%;

размер 2-8 мм;

обладает отличными диэлектрическими свойствами и неплохой морозостойкостью (до -40°C);

химическая стойкость;

огнестойкость;

гигроскопичность;

Немаловажным фактом в получении замечательных характеристик полистиролбетона является правильный выбор вяжущего вещества. В качестве вяжущего вещества при производстве полистиролбетонов используется обычный портландцемент.

Как правило, используются цементы марок М500Д0, М500Д20, М400Д0 и М400Д20. В данном курсовом проекте применяет портландцемент марки ПЦ400Д20. Фазовый состав выбранного портландцемента:

C3S = 4,07 (СаО) - 7,6 (SiО2) - 6,72 (А12О3) - 1,43 (Fe2О3) - 2,85 (SО3); C2S = 2,87 (SiО2) - 0,754 (3CaO.SiО2); C3A - 2,65 (A12О3) - 1,69 (Fe2О3); C4AF - 3,04 (Fe2О3).

Методика повышения вяжущих свойств цемента, прежде всего, связана с увеличением его удельной поверхности и оптимизации гранулометрического состава. С увеличением удельной поверхности цемента увеличивается его активность, а, следовательно, увеличиваются прочностные характеристики бетонных изделий, конструкций, особенно впервые сутки твердения.

Таким образом, повышение активности цемента позволит не только снизить расход цемента без отрицательных последствий для качества готовых изделий, но и сократить сроки выдержки изделий в формах, что наиболее актуально в технологии производства полистиролбетонных блоков. Насыпная плотность цемента составляет 1300 кг/м³, истинная 3100 - 3200 кг/м³.

Так же портландцемент характеризуются физико-механическими свойствами. (Таблица 2.1).

 

Таблица 2.1 Физико-механические свойства портландцемента

Наименование материала	Плотность, кг,м³	Влажность, %	Марка
Портландцемент	2900-3200	1-2	ПЦ400Д20

 

В качестве добавки в составе сырьевой смеси используется смола древесная омыленная (СДО). Применяется в качестве комплексной (пластифицирующей, воздухововлекающей, морозостойкой и антисептической) добавки для приготовления бетонов различного назначения (легкого, тяжелого, гидробетона, пенополистиролбетона, пенобетона, полистиролбетона и других).

Добавка смола древесная омыленная СДО, вводится в бетонную смесь в количестве 0,1...0,2% от массы цемента. Применяется в целях:

экономии портландцемента на 5-7%; - снижения плотности бетона на 100-150 кг/м³; - улучшения удобоукладываемости бетонной смеси; - сокращения продолжительности формования изделий; - улучшения тепло- и звукоизоляционных свойств бетона; - повышения морозостойкости; - повышения биостойкости; - повышения долговечности бетонных изделий.

Смола СДО, обладая способностью к воздухововлечению, снижает поверхностное натяжение воды и этим способствует образованию очень мелких воздушных пузырьков - сфероидов. При этом преимущество СДО заключается не столько во введении воздуха в цементную смесь, сколько в преобразовании неравномерно распределенных в ней крупных воздушных включений (которые снижают прочность и морозостойкость) в мириады мелких воздушных пузырьков сферической формы. Размер этих пузырьков менее 1 мкм, в отличии от ряда других пенообразователей, где размер этих пузырьков достигает 5 мкм и более. Ряд экспертов позиционируют СДО как порообразователь.

Расходы добавки СДО для обеспечения объема вовлеченного в смесь воздуха от 5 до 15 составляет от 0,1 до 0,3 от веса цемента в зависимости от вида применяемого крупного и мелкого заполнителей и типа смесителя.

Смола древесная омыленная получена путём омыления частично конденсированной (термообработанной) древесной смолы щелочью.

Еще одним важным компонентом для производства полистиролбетонной смеси является вода. Вода добавляется в смесь для гидратации цемента. Поскольку минимальное количество воды необходимое для гидратации слишком мало, чтобы обеспечить достаточную обрабатываемость, дополнительная вода необходима, чтобы “пластифицировать” смесь и сделать возможными её обработку и укладку на месте.

 

Состав сырьевой массы

 

Каждый сырьевой компонент играет важную роль в составе сырьевой смеси. Вспененные гранулы полистирола обеспечивают важные теплоизоляционные свойства, которые являются основополагающими для полистиролбетона. Гранулы полистирола имеют сравнительно низкую плотность и высокую пористость, что обеспечивает низкие весовые показатели и теплоизоляционные свойства готовой продукции [2].

Так же не маловажным компонентом сырьевой смеси является портландцемент в качестве связующего. Портландцемент своими прочностными показателями обеспечивает надёжный каркас готовой продукции и повышает показатели на морозостойкость и водопоглощение.

Третьим компонентом, выбранным для данного курсового проекта, является смола древесная омыленная. Ввод в сырьевую смесь СДО обеспечивает повышение биостойкости, удобоукладываемости, снижение плотности бетона, сокращает продолжительность формования изделий тем самым, повышая производительность.

В курсовом проекте количественный состав сырьевой смеси (таблица 2.2) применяется по рецептуре одного из лучших заводов по производству стройматериалов в Екатеринбурге и в Свердловской области - ООО "Завод полистиролбетон". Данное предприятие специализируется по выпуску полистиролбетона с 2001 года, известно среди производителей строительных материалов отменным качеством и широким спектром предлагаемой продукции.

Таблица 2.2 Состав сырьевой смеси для получения полистиролбетона

Наименование компонентов	Расход компонентов на получение 1м³ изделия	Содержание компонентов в смеси, %
		с учетом жидкого компонента (воды)	Без учёта жидкого компонента (в абстрактно сухом состоянии)
Вспененные гранулы полистирола (кг)	15	7,5	8,5
Портландцемент (кг)	160,3	80,15	91,0
Смола древесная омыленная (кг)	0,7	0,35	0,5
Вода (л)	124	12	-