Общие сведения о полимербетонах

Введение

 

Технологическая часть

Требования к сырью для черепицы

номенклатура бетон контроль качество

Предлагаемая технология производства полимерпесчаной черепицы из полимерных отходов не предполагает очистку и глубокую сортировку сырья. Предлагается лишь придерживаться соотношения 40-50/60-50 так называемых мягких (полиэтилены) и жёстких (полипропилены, полистиролы, АБС пластики, ПЭТ и пр.) полимеров. В таком примерно соотношении отходы и находятся на свалках.

НЕ подходят тугоплавкие полимеры (поликарбонаты, фторопласты) и резины. Легкоплавкие, типа ПВХ, могут частично выгорать, но на качество полимерпесчаной черепицы это не влияет. Также выгорают примеси (бумага, пищевые отходы), испаряется влага Кроме отходов полимеров в производстве черепицы требуется песок. Он используется как наполнитель и должен быть сухим, просеянным без глинистых и пылевидных включений. Не имеет значения, какого цвета песок и происхождения. Допустимая фракция песка до 3х мм. Может и использоваться другой наполнитель, более доступный в выбранной местности, но прежде промышленного его использования необходимо исследовать его влияние на качество продукции. Таким образом, эта невероятная новая технология получения стройматериалов из бесплатного сырья. Для производства песчано-полимерных изделий необходимо иметь сырье: отходы полиэтилена (полиэтилен высокого низкого давления), песок (фракция не более 3 мм) и краситель (неорганический термостойкий). Полиэтилен желательно использовать высокого и низкого давления (бытовые отходы полиэтилена-банки, канистры, пленка, пакеты, стрейч пленка). Идеальным решением будет приобретение готового полимера. Песок используется речной, мытый фракция до 3 мм. Если песок сильно сырой и разной фракции используется пескосушилка

Процесс производства

Подготовка полимерпесчаной массы.

После первого измельчения отходы пластиков попадают в экструзионную машину, где под нагревом перемешиваются. Любой химик скажет, что это невозможно и ненаучно - перемешать разнородные полимеры; всё равно, что смешивать керосин с водой. Но такая задача и не ставиться - перемешивать полимеры на молекулярном уровне, достаточно перемешать отходы пластиков, используя свойства вязкости расплавленных полимеров.

В структуре полимерных отходов большое место занимают плёнки полиэтилена и полипропилена. Они без измельчения добавляются в экструзионную машину.

Полученную полимерпесчанную массу с консистенцией дрожжевого теста оператор рукавицей снимает на выходе из экструзионного узла линии, и, сваляв руками шар (агломерат до 100 мм.), бросает в воду для охлаждения. Вынутый из воды, не совсем остывший, но уже затвердевший агломерат быстро сохнет, остывая.

Случается, что происходит перегрев полимерной массы, и она вытекает из экструзионки на пол, пока оператор не выключит нагрев. Остывшая такая масса, затем пригодна для использования. Весь остывший агломерат подвергается повторному измельчению в щепу с размером фракции до 1-10 мм. Таким образом, получается готовое сырьё для полимерно-песчаной смеси.

Потребность в сырье предприятия

 

Расчет потребности в сырьевых материалах выполняется с учетом производственной программы и удельного расхода сырья. На 1м² готовой продукции из расчёта песок/ пластик/ пигмент 75/24/1 приходится 803 кг песка 268 кг пластика и 11 кг пигмента «Bauer» Результаты представлены в таблице 4. 2,02м² продукции=1000 шт. черепицы.

 

Таблица 4: Потребность в сырьевых материалах.

Наименование сырья	Удельный расход сырья на тыс. шт. чер.	Расход, кг
		в час	в смену	в сутки	в год
Пластик жёсткий	277,38	259,4	2075,5	2075,5	543772
Пластик мягкий	277,38	259,4	2075.5	2075,5	543772
Песок	1662,21	1554,7	12437,3	12437,3	3258574
Пигмент	22,77	21,3	170,37	170,37	44638

 

 

Табл. 6. Технические характеристики агломератора

Производительность	50…100	кг / час
Величина получаемых гранул	2…8	мм
Частота вращения ротора	1500	об / мин
Общая мощность установки	30	кВт
Напряжение	380	В
Габаритные размеры д х ш х в	1800 х 950 х 1465	мм х мм х мм
Размер загрузчоного проема	200	мм
Общее количество ножей	12	шт.
- подвижных	4	шт.
- неподвижных	8	шт.
Масса	400	кг

 

3. Пескосушилка

 

Пескосушилка - установка для просеивания и просушки песка с целью дальнейшего использования сухого песка с фракцией не более 3 мм. Исходным материалом является песок с естсественной влажностью ГОСТ 8736-77, очищенный от посторонних предметов.

Является вспомогательным оборудованием в линии МАСТЕК-Полимерпласт. Используется при не возможности приобретать песок с фракцией до 3 мм и обычной влажности.

Табл. 7. Технические характеристики пескосушилки

Производительность	150…300	кг / час
Величина фракции песка на выходе, не более	3*	мм
Входящая влажность песка	любая
Влажность песка на выходе, не более	1	%
Частота вращения барабана	4	об / мин
Общая мощность установки	9	кВт
Температура нагрева камеры	120	о
Время разогрева камеры	40	мин
Время сушки	10…12	мин
Количество загружаемого материала	50	кг
Габаритные размеры, д х ш х в	2475 х 950 х1465	мм х мм х мм
Масса	1000	кг

 

4 Экструдер

 

Экструдер - установка для перемешивания и разогрева компонентов полимерпесчаного композита (песок, полимер, краситель) и получения однородной тестообразной массы (термопласткомпозита), с определенной температурой.

Табл. 8 Технические характеристики экструдера

Производительность по готовой массе	500…600	кг / час
Скорость вращения шнека	25	об / мин
Диапазон регулирования температуры	100…400	град
Погрешность температуры	0,1	град
Направление вращения шнека	по часовой стрелке	со стороны редуктора
Общая мощность установки экструдер:	37	кВт
- мощность привода экструдера	11	кВт
- мощность индукционных нагревателей	24 (8 х 3)	кВт
Напряжение питания \ Частота	380 \ 50	В \ Гц
Габаритные размеры д х ш х в	4200 х 680 х 1200	мм х мм х мм

 

. Пресс формовочный

 

 

Пресс формовочный с усилием 100 тонн и разными размерами рабочего стола - основной элемент оборудования для производства черепицы и полимерпесчаных материалов. Полученная масса в экструдере перемещается в пресс-форму, дальше происходит формование материалов (время формования зависит от вида изготавливаемого материала), после формовки изделие выпрессовывается из пресс-формы (пресс-форма с принудительным охлаждением) и укладывается на стол для дальнейшего вылеживания.

Если у Вас есть пресс с усилием 100 тонн, то Вы можете использовать его.

Табл. 9 Технические характеристики на пресс формовочный

Номинальное усилие пресса	100	тс
Ход ползуна	400	мм
Размеры стола	630 х 630	мм х мм
Цикл работы	полуавтоматический
Установленная мощность	5,5	КВт
Габаритные размеры	1740 х 1185 х 2780	мм х мм х мм
Масса	2750	кг

 

Расчёт оборудования производим в порядке установки отдельных машин в технологическом потоке от подачи сырья до выхода готовой продукции, основываясь на данных производственной программы по каждому технологическому переделу.

Формула для технологического расчёта оборудования имеет вид:

 

 

Пм - количество машин подлежащих установке, шт.

Пm - требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу.

Пп - паспортная производительность.

Квп -0,8.

Для обеспечения часовой программы по дробилкам радиальным устанавливаем формуле определяем требуемое количество дробилок:

, принимаем 4 шт.

Для обеспечения часовой программы по агломераторам:

, принимаем 4 шт.

Для обеспечения часовой программы по пескосушилкам:

, принимаем 7 шт. (при необходимости сушить весь песок).

Для обеспечения часовой программы по экструдерам:

, принимаем 5 шт.

 

Таблица 10. Ведомость оборудования цеха

Наименование и краткая хар-ка оборудования	Количество	Примечание
1. Дробилка радиальная	4	N=5,5кВт
2. Агломератор	4	N=30кВт
3. Пескосушилка	7	N=9кВт
4. Экструдер	5	N=11кВт
5. Пресс формовочный	5	N=5,5кВт

 

Стандартизация

 

Главными целями и задачами стандартизации является повышение эффективности труда, повышение качества готовой продукции, полная автоматизация, повышение уровня по технике безопасности на производстве.

Изготавливаемая проектируемым цехом черепица стандартна. В цехе производится серия однотипных элементов. Технологический процесс при этом совершенствуется, снижается трудоёмкость изготовления и стоимость изделий, улучшается их качество.

Принятое для работы в цехе оборудование стандартное.

На протяжении всего технологического процесса осуществляется контроль за выполнением операций. Согласно действующим стандартам контролируется также качество готовой продукции.

 

 

Охрана труда

 

Правила техники безопасности должен знать и тщательно соблюдать каждый рабочий на производстве.

Вопросы обеспечения нормальных санитарно - гигиенических условий труда на предприятиях являются важнейшими, они закладываются ещё при проектировании завода и должны строго соблюдаться при его эксплуатации.

В цехе должна предусматриваться естественная или принудительная вентиляция.

Уровень шума и вибрации на рабочих местах не должен превышать допустимые пределы, иначе - должны приниматься меры по снижению уровня шума.

Оборудование и отдельные его механизмы, являющиеся источником выделения пыли, должны быть укрыты и максимально герметизированы. Пыль, пар, вредные газы, выпускаемые в атмосферу должны быть подвергнуты эффективной очистке. Также необходимо предусматривать естественную или принудительную вентиляцию.

Для выполнения противопожарных требований необходимо:

обеспечить возможность подъезда пожарной машины с любой стороны,

использовать сети водоснабжения для огнетушения, для чего во всех сетях должны быть пункты пожарного водозабора,

обеспечить все объекты первичными средствами огнетушения,

должна быть обеспечена возможность безопасной эвакуации.

 

 

Заключение

 

Спроектированный в работе цех, удовлетворяет заданной годовой программе - 4018 м³ /год. Приведенные технико-экономические показатели позволяют говорить об эффективности принятых технических решений и о целесообразности производства полимерпесчаной черепицы экструзионно-прессовым способом.

В результате проектирования были получены следующие технико-экономические показатели:

- трудоёмкость выработки единицы продукции 1,52

производительность труда 1296,3

удельный расход электроэнергии 26,44

энерговооруженность 29856,4 кВт/чел.

съём с единицы производственной площади 0.04 .

 

 

Литература

 

1.  Монфред Ю.Б. Организация и планирование производства строительных конструкций. М.: Высшая школа, 1995 - 322 с.

2. Дикман Л.Г. Организация, планирование и управление строительным производством. Учебник для строительных вузов. М., Высшая школа, 1976

. Технологический регламент на процесс производства цементно-песчаной черепицы БРААС. ТР - 41546053-1-1-2005

. Технические условия на производство цементно-песчанной черепицы ТУ 5756 - 002 - 41546053 - 03 (взамен ТУ 5756 - 001 - 41546053 - 98)

. Дикман Л.Г. Организация строительного производства / Учебник для строительных Вузов / - М.: Издательство АСВ, 2003. - 512 стр.

Введение

 

Общие сведения о полимербетонах

Среди крупнейших потребителей полимерных материалов на одном из первых мест стоит строительная индустрия. Широкому применению полимерных материалов в строительстве способствуют не только высокая химическая стойкость, хорошие декоративные свойства многих из них, но и сравнительная простота применения, технологичность и другие свойства. Следует, однако, отметить, что на многих промышленных предприятиях в условиях сильного агрессивного воздействия повышенного давления и температуры термопластичные полимерные материалы быстро стареют, а незаполненные термореактивные, имея высокий коэффициент температурных деформаций, отслаиваются от защищаемых конструкций. Как показывает практика эксплуатации многих промышленных предприятий, защита строительных конструкций полимерными покрытиями малоэффективна и во многих случаях не обеспечивает необходимой надежности и долговечности сооружений.

В связи с этим в самых разнообразных отраслях промышленности все ощутимей сказывается отсутствие строительных материалов, которые сочетали бы высокую химическую стойкость с высокой прочностью и долговечностью.

Успехи химии в области синтеза полимеров открывают практически неограниченные возможности для изготовления материалов с самыми разнообразными свойствами. Открытие новых способов синтеза и модифицирования полимеров позволяет получать новые виды мономеров и олигомеров, сополимеров - блоксополимеров и привитых сополимеров.

В то же время необходимо отметить, что полимерные материалы, и в том числе синтетические смолы, еще сравнительно дороги и дефицитны, поэтому применение их в строительстве наиболее рационально в виде высоконаполненных композиций. Полимербетоны представляют собой новые эффективные химически стойкие материалы, у которых степень наполнения минеральными наполнителями и заполнителями доходит до 90-95% массы. Эти новые материалы, созданные советскими учеными, стоят вне конкуренции с другими наполненными полимерными композициями по расходу полимерного связующего, которое составляет всего 5-10% общей массы полимербетона; естественно, стоимость такого материала сведена к минимуму. При сравнительно небольшом расходе полимерного связующего на единицу массы полимербетоны обладают высокой плотностью, прочностью, химической стойкостью и многими другими положительными свойствами. Соответствующий выбор связующего, наполнителей и заполнителей позволяет получать полимербетоны с высокими диэлектрическими характеристиками или, наоборот, обладающие хорошей электропроводностью. Разработаны составы специальных бетонов с высокими защитными свойствами от различных излучений. При этом высокая степень наполнения позволяет резко снизить усадку, которая становится равной усадке цементных бетонов, и существенно повысить модуль упругости, что позволяет применять такие бетоны в несущих и весьма ответственных конструкциях. Например, разработаны составы тяжелых полимербетонов плотностью 2200-2400 кг/м3, имеющих предел прочности на сжатие: на основе фенолоформальдегидных смол 40-60, карбамидных 50-80, полиэфирных 80-120 и фураново-эпоксидных до 160 МПа.

Эксплуатация полимербетонных изделий и конструкций, в том числе различных емкостей, травильных и электролизных ванн, в производственных условиях при воздействии высокоагрессивных сред показала их высокую надежность и эффективность. Среди наиболее интересных областей применения в зарубежной практике следует отметить использование полимербетонов для изготовления труб, коллекторов, емкостей для хранения агрессивных жидкостей, при строительстве подводных сооружений, ремонте и восстановлении строительных конструкций. Новым и весьма эффективным является употребление полимербетонов (вместо металла) для изготовления корпусов редукторов, центробежных насосов и тому подобных изделий, а также станин высокоточных станков.

В настоящее время в зарубежных странах для изготовления полимербетонов применяют около 10 типов различных мономеров или олигомеров, которые в комбинациях с модифицирующими добавками позволяют получить более 30 разновидностей полимербетонов. Однако наибольшее предпочтение по-прежнему уделяется полимербетонам на основе полиэфирных и эпоксидных смол и мономера метилметакрилата.

Расчеты ученых показали, что если принять условные энергозатраты на единицу массы при производстве бетона равными 1, то для полимербетонов они будут составлять 2,5, стали 5-7, фарфора для изоляторов 5-10 и алюминия 7,5-10. Если ввести коэффициент экономической эффективности (отношение экономического эффекта от улучшения свойств к стоимости материала) и принять его равным 1 для обычного бетона, то для бетонополимеров этот коэффициент доходит до 3, а для полимербетонов до 4 и выше. Эти данные подтверждают высокую экономическую эффективность применения полимербетонов в различных отраслях промышленности и строительства.