Производство газобетона-автоклавная и неавтоклавная технологии

Газобетон относят к классу ячеистых бетонов. Он представляет собой материал, по всему объёму которого равномерно распределены замкнутые поры. Эта структура и определяет свойства газобетона, благодаря которым он и является одним из самых эффективных и тёплых строительных материалов, так как воздух является лучшим теплоизолятором в природе.

Впервые газобетон начали производить около 80 лет назад, и в наши дни он до сих пор пользуется огромной популярностью в строительстве, превосходя другие стройматериалы по многим параметрам, включая вес, простоту кладки и цену. Блоки из газобетона обрабатываются лучше дерева, но не горят, и обладают крепостью камня, но легче его в несколько раз.

По способу твердения газобетон делится на два вида: автоклавный и неавтоклавный. Первый твердеет при повышенной температуре и избыточном давлении в специальных печах – автоклавах. Второй вид твердеет при естественной температуре и атмосферном давлении, проходя тепловлажностную обработку.

Свойства автоклавного и неавтоклавного бетона схожи между собой, но есть и некоторые различия. Автоклавный газобетон обладает более высокой гигроскопичностью – способностью впитывать влагу. Его теплопроводность немного выше, чем у неавтоклавного, который предоставляет возможность монолитного строительства. Но он менее прочный в сравнении с автоклавным и может давать большую усадку при эксплуатации, в связи с чем многие не рекомендуют его использовать как конструкционный материал.

Теперь поговорим о производстве этих двух видов газобетона. Автоклавное и неавтоклавное твердение – это две совершенно разных схемы. Но у каждого вида образование пор достигается выделением газа благодаря химической реакции. За счёт разных способов затвердевания материалы и обретают свои индивидуальные свойства.

Неавтоклавная технология производства газобетона.

Неавтоклавный газобетон выпускают на основе специального цемента, молотой извести, некоторых отходов (зола, шлак и другие) и порообразователь, в качестве которого используется алюминиевый порошок. Перечисленные компоненты после перемешивания оставляют в обычных условиях для окончательного затвердевания без использования автоклавов.

Неавтоклавный газобетон производится на основе портландцемента (50-60%), молотый известняк, шлак, зола, др. отходы (40-50%) и «порообразователь» (1,8-2,1 кг. на куб.м. газобетона). Полученную смесь оставляют затвердевать в обычных условиях без применения специальных печей (автоклавов).

Количество порообразователя в растворе (при других равных условиях) прямо пропорционально значениям относительного подъема теста. При этом по высоте нет отклонений морфологии пор в зависимости от степени подъема раствора. Для ускорения процесса твердения и оборота опалубки, а также увеличения качества газобетона рекомендуется, особенно, в первые сутки отвердения раствора создавать теплые (30–50 °С) условия при естественной влажности и нормальном давлении.

Производство неавтоклавного ячеистого бетона – это дешевый способ производства газобетона. Инвестиции в производство неавтоклавного газобетона в сотни раз ниже объема затрат в производство автоклавного газобетона. Вместе с тем, газосиликат в отличие от неавтоклавного газобетона боится воды, уступает по морозостойкости, по огнестойкости. При этом газосиликат не допускает возможности монолитного строительства.

Поризация смеси осуществляется на стадии формирования материала за счет взаимодействия газообразователя со щелочью. Образующийся водород выделяется в свободном состоянии в виде газовых пузырьков, используемых для вспучивания газобетонной массы. Данная технологическая стадия, особенно в неавтоклавной технологии, является весьма ответственной, предопределяющей формирование пористой структуры материала. Для улучшения свойств неавтоклавного газобетона в смесь вводят различные модифицирующие добавки: полуводный гипс, микрокремнезем, ускоритель твердения - хлорид кальция. Основным направлением разработок становится приближение прочностных свойств к автоклавному газобетону. Наиболее перспективными в этом отношении являются дисперсно-армирующие волокна как искусственного (полимерное волокно различного состава, стекловолокно и др.), так и природного происхождения (асбестовое, базальтовое волокно). Другим способом упрочнения является добавка микрокремнезема или кислой золы-уноса в количестве 5-10% от веса цемента. Качественный влажностный режим по уходу за газобетоном во время его интенсивного твердения также существенно улучшает его прочностные свойства.

Неавтоклавный способ производства имеет существенный недостаток: усадка газобетона в процессе эксплуатации гораздо больше (2-3 мм/м), чем у автоклавного бетона (0,3 мм/м), при одинаковой плотности изделий. Специфика технологии неавтоклавного газобетона требует и повышенного расхода цемента. Несмотря на относительную дешевизну получаемого изделия, в промышленных масштабах предпочтительнее производство автоклавного газобетона. Автоклавная обработка газобетона производится не только для того, чтобы ускорить процесс твердения смеси. Основной смысл состоит в том, что в автоклаве при температуре +180 °С и давлении до 14 бар в газобетоне образуется новый минерал - доберморит. Благодаря этому повышается прочность материала и, что особенно важно, в несколько раз уменьшается усадка. За счет своих характеристик автоклавный бетон имеет гораздо больше способов применения. Он может использоваться, например, в армированных конструкциях - перемычках, панелях, и др. Ячеистый бетон автоклавного твердения имеет пониженную трещиностойкость и морозостойкость. Автоклавная обработка позволяет в более короткие сроки получать изделия с достаточно высокой прочностью при пониженном расходе вяжущего.

Газобетон автоклавного способа изготовления (чаще всего газосиликат) производится из смеси природных сырьевых материалов: песка, цемента, негашеной извести, воды и небольшого количества алюминиевой пудры. В результате химической реакции извести и алюминиевой пудры смесь вспенивается, и внутри образуются поры разной величины, заполненные воздухом.

Можно выделить следующие основные этапы производства автоклавного газобетона:

1. 1. Приготовление смеси

   Приготовление смеси осуществляется в автоматическом режиме. Компоненты в заданной пропорции подаются в смеситель, где перемешиваются по заданной программе до консистенции свободно льющейся сметаны.

2. 2. Заливка форм и формирование массива.

   Готовая смесь выгружается в формы, заполняя их примерно наполовину. Одновременно форма со смесью подвергается ударным воздействиям, для улучшения строения пористой структуры. Известь начинает гаситься, выделяя тепло, - за полтора часа температура смеси доходит до 80. Алюминий взаимодействует с известью, выделяется свободный водород, и он поднимает эту смесь, которая полностью заполняет форму. Цемент под воздействием высокой температуры начинает схватываться; сферические ячейки, образованные свободным водородом, превращаются в заполненные воздухом поры (готовый продукт на 80 проц. состоит из мелких пор диаметром от 1, 5 до 3 мм). Структурная пористость газобетонных блоков обусловлена строго выдержанной технологией, и автоматизацией процесса.

3. 3. Затвердевание смеси

   После того, как массив поднимется, он подвергается предварительному твердению в течение 60-120 минут для достижения прочности необходимой для резки.

4. 4. Резка массива на изделия

   После предварительного затвердевания кран распалубливает сборную форму, и уже застывший, но еще достаточно мягкий "пирог" ячеистого бетона режется горизонтально и вертикально тонкими струнами на блоки. Одновременно формируются пазы и гребни, фрезеруются захватные карманы для рук.

5. 5. Пропарка изделий в автоклаве

   Затем разрезанный "пирог" помещается в автоклав, там происходит термовлажностная обработка при температуре 190С и давлении пара 12 атмосфер. Под воздействием этих факторов образуются минералы, обеспечивающие прочность ячеистого бетона.

6. 6. Упаковка

   После 12 часов автоклавной обработки готовый "пирог" разделяется на специальной установке на изделия, они упаковываются, отправляются на склад готовой продукции.

Аналогично изготавливаются армированные плиты, только нет вертикальной резки.

Газобетон производится из минерального сырья, в его состав чаще всего входят: известь 20%; кварцевый песок 60%; портландцемент – 20%, алюминиевая пудра – менее 1%.

Следует отметить, что использование управляемого автоклавного процесса дает возможность получить бетон с заданным необходимым уровнем свойств. Причем эти характеристики будут одинаковыми в любой из точек готового изделия. Автоклавная обработка газобетона производится не только для того, чтобы ускорить процесс твердения смеси. Основной ее смысл состоит в том, что в автоклаве при температуре +180 °С и давлении до 14 бар в газобетоне образуется новый минерал - тоберморит. Благодаря этому повышается прочность материала и, что особенно важно, в несколько раз уменьшается усадка.

За счет своих характеристик автоклавный бетон имеет гораздо больше способов применения. Ячеистый бетон автоклавного твердения имеет пониженную трещиностойкость и повышенную морозостойкость. Автоклавная обработка позволяет в более короткие сроки получать изделия с достаточно высокой прочностью.