Серийное производство на поточных линиях
Особенностями разработанной технологии являются:
-возможность получения полимербетонных изделий с однородной структурой и постоянными физико-механическими свойствами;
цикличность или непрерывность технологического процесса, которые определяются габаритами изготовляемых изделий и видом связующего. Операции виброформования, термообработки, нанесения защитного покрытия осуществляются на движущемся напольном конвейере. При этом тепловая обработка изделий осуществляется по ускоренному режиму в специальных печах аэродинамического прогрева ПАП;
универсальность. На одном конвейере можно изготовлять детали различных размеров и формы — сплошные, ребристые и пространственные из тяжелого поли-мербетона или легкого (на керамзитовом или аглопоритовом заполнителе), максимальный размер изделий: длина 12 000, ширина 3000 и высота 3000 мм. Изменение номенклатуры изделий связано с незначительными затратами по переоснастке форм;
изготовление крупноразмерных изделий с высокой степенью готовности. Это позволяет сократить затраты труда на строительстве и сроки возведения зданий и сооружений;
обеспечение заданной производительности от 5000 до 10 000 м3/год в зависимости от количества и производительности принятого оборудования.
По разработанной технологии можно выпускать конструкции из полимербетонов на основе фурановых смол типа ФА или ФАМ, полиэфирных типа ПН-1, карбамидно-фурфурольных, метилметакрилата и др.
Технология полимербетонных изделий включает четыре основных передела: подготовку составляющих, приготовление полимер бетонной смеси, формование и виброуплотнение изделий и их термообработку.
Подготовка составляющих. Кислотостойкие песок и щебень поступают железнодорожным или автомобильным транспортом и разгружаются на складе заполнителей, откуда песок и щебень с помощью ленточного питателя подают в бункера.
Из бункеров песок и щебень через систему питателей ленточного конвейера и элеватора подают и просеивают на грохоте и далее направляют в сушильные барабаны.
Температура материала при выходе из сушильного барабана около 100°С. Из сушильного барабана песок и щебень подают в охладительный барабан, в котором материал охлаждается до 30°С. Затем с помощью элеватора песок и щебень поступают в расходные бункера над смесителем.
Из промежуточного бункера часть щебня фракций 2—3 мм подается ленточным питателем на противоточную струйную мельницу, где его измельчают до крупности частиц 30—40 мкм. Измельченный щебень пневмотранспортом подается в осадительные циклоны, откуда через шлюзовые питатели он поступает в расходный бункер микронаполнителя.
Смола ФА (ФАМ) или другое связующее поступает на склад материалов в бочках или железнодорожных цистернах, где их переливают в горизонтальную цельносварную емкость объемом 25 м3. Со склада смолу перекачивают по теплоизолированному трубопроводу центробежными насосами в расходную емкость объемом 2 м3 производственного отделения, откуда он самотеком поступает на дозаторы узла смешения.
Бензолсульфокислоту со склада в производственное отделение транспортируют расплавленной. Для этого предварительно вскрытые барабаны с БСК устанавливают отверстиями вниз в камеры с подогревом, где кислоту нагревают и плавят. По мере расплавления она из барабанов вытекает в обогревательный бак-накопитель. При накоплении 1,5—1,8 т и достижении температуры расплава 50—60°С кислоту перекачивают по обогреваемому теплоизолированному трубопроводу лабиринтным насосом в вертикальную обогреваемую расходную емкость объемом 2 м3, откуда она самотеком поступает на дозаторы узла смешения производственного отделения.
Температура ФАМ при подаче в дозаторы должна быть не более 25—30°С, БСК — 40—45°С. Камеры для разогрева, бак-накопитель, насосы, арматуру, трубопроводы и расходную емкость для БСК выполняют из кислотостойкой стали12Х18X10Т.
Составляющие дозируют серийными дозаторами, которые используют при изготовлении цементного бетона. Точность дозировки: ФАМ, БСК и микронаполнитель — ±1%; заполнители средней и крупной фракции (песок, щебень) —±2% по массе.
Приготовление полимербетонной смеси происходит в два этапа: на первом готовят связующее, смешивая смолу, микронаполнитель, пластификатор и отвердитель, на втором — перемешивают готовое связующее с крупным и мелким заполнителями в бетономешалках принудительного действия.
Связующее приготовляют смешением отдозированных микронаполнителя, пластификатора, смолы и отвердителя в непрерывно работающем турбулентном смесителе. Время перемешивания загруженных компонентов не более 30 с.
Полимербетонную смесь готовят последовательным смешением сухих заполнителей (песка и щебня), затем в непрерывно работающий бетоносмеситель подают связующее. Время смешения заполнителей (сухой омеси) 1,5—2 мин; сухой смеси заполнителей со связующим — 2 мин; выгрузки полимербетонной омеси — 0,5 мин. Песок и щебень подаются в бетоносмеситель дозаторами. Смеситель должен быть оборудован термодатчиками и аварийным устройством для подачи воды при внезапной аварии или при нарушении технологического процесса, когда необходимо остановить реакцию структурообразования полимера.
Запорная арматура аварийной подачи воды должна быть полностью герметичной, исключающей попадание воды в смеситель.
Формование и уплотнение полимербетонной смеси. Полимербетонную смесь подают в бетоноукладчик подвесного типа с передвижным бункером и заглаживающим устройством, который равномерно распределяет полимербетонную смесь по форме изделия.
Уплотняют полимербетонную смесь на резонансной виброплощадке с горизонтально направленными колебаниями. Амплитуда колебаний 0,4—0,9 мм по горизонтали, 0,2—0,4 мм по вертикали, частота 2600 кол/мин. Время виброуплотиения 2 мин.
Укладку и виброуплотнение смеси производят в закрытом помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией. Одновременно с формованием полимербетонных конструкций формуют контрольные образцы размером 100Х100Х100 мм для определения прочности полимербетона на сжатие. На каждое изделие из полимербетона объемом 1,5—2,4 м3 изготовляют три контрольных образца.
Термообработка полимербетонных изделий. Для получения изделий с заданными свойствами в более короткие сроки их направляют с помощью напольного конвейера в камеру термообработки. Термообработку изделий проводят в печи аэродинамического нагрева, типа ПАП, обеспечивающей равномерное распределение температуры по всему объему.
После тепловой обработки готовые изделия автоматически перемещаются конвейером в технологический пролет, извлекаются из формы и направляются на склад готовой продукции. Освободившуюся форму очищают от посторонних предметов и остатков полимербетона и готовят к формованию очередного изделия.
Мощная приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает нормальные условия работы в цехе. Отходящие газы на специальной установке сжигаются. Производственные стоки направляются в очистные сооружения, запыленный воздух подается на тонкую очистку в систему пылеулавливания.
В цехе могут быть предусмотрены отделения для получения стеклопластиковой арматуры, приготовления полимеррастворного компаунда на основе смолы ФАМ в виде двух упаковок: сухой смеси микронаполнителя, песка и отвердителя и смолы с модифицирующей добавкой. Полимерраствор из этих двух упаковок готовится непосредственно на строительной площадке путем их перемешивания.
Эксплуатация ванн электролиза цинка и меди из полимербетонов в течение 15 лет показала надежность применяемого материала в емкостных сооружениях. Это позволило разработать конструкции баковой аппаратуры сгустителей, баков-мешалок, пачуков, отстойников, башен и сборников сернокислотного производства, причем особое внимание было обращено на конструктивное решение стыков и их герметизацию. Отдельные элементы между собой соединяют стальными болтами или арматурными предиапряженными стержнями. Для герметизации стыков служат резиновые прокладки. В целях повысить трещиностойкость конструкций отдельные элементы аппаратов выполняют предварительно напряженными.
При проектировании баковой аппаратуры особое внимание уделяют расчету на воздействие повышенных температур, которые вызывают значительно большие усилия, чем механические. Строительные конструкции и баковую аппаратуру рассчитывали на ЭВМ.
Для повышения долговечности и экономии металла в изделиях полностью исключены стальные закладные элементы, выступающие па поверхности конструкций. Соединение последних между собой и их крепление в полимербетоне предусмотрено на арматурных штырях и с помощью полиэтиленовых болтов.
Для строповки конструкций использованы специальные полиэтиленовые закладные детали, позволяющие применять съемные строповочные элементы.
В последнее время все больший интерес проявляется к строительным отделочным материалам из полимеррастворов и полимербетонов на основе полиэфирных смол, метилметакрилате и других связующих. Особенно значителен этот интерес в тех районах, в которых отсутствуют запасы мрамора и других природных отделочных материалов.
По разработанной технологии из барханлита можно получать изделия с однородной структурой, постоянными физико-механическими свойствами, широкой цветной гаммой. Формование, виброуплотнение и термообработка изделий осуществляются на движущемся конвейере. Тепловая обработка изделий по ускоренному режиму производится в специальных камерах полимеризации. На поточной линии можно изготовлять детали различных размеров и конфигурации из тяжелого или легкого полимербетона. Максимальный размер изделий 120Х80Х20 см. Изменение номенклатуры изделий связано с незначительными затратами на переоснастку форм.
Разработанная технология позволяет получать изделия из барханлита на основе полиэфирных смол и метилметакрилата.
Технология включает четыре основных передела: подготовка составляющих приготовление барханлитовой смеси, формование, уплотнение изделий и их термообработка.
Компоненты барханлита — горномытый и барханный песок доставляют железнодорожным или автомобильным транспортом и выгружают в приемный бункер, из которого раздельно инертные материалы ленточным конвейером подают в сушильный барабан, температура материала при выходе из барабана составляет 100—115°С. Из сушильного барабана с помощью элеватора заполнители поступают на просеивание в сито-бурат, а после просева — в бункер-накопитель. Из бункера-накопителя ковшовым элеватором заполнители направляются в расходные бункера отдельно по фракциям. Микронаполнитель (барханный песок) после помола в шаровой мельнице тоже через элеватор поступает в расходный бункер. Сухие компоненты отвешивают весовыми дозаторами и подаются ленточным конвейером и элеватором в смеситель принудительного действия емкостью 250 л для предварительного перемешивания. После перемешивания с помощью ленточного конвейера сухие компоненты транспортируют в расходный бункер смесительной установки. Полиэфирную смолу ПН-1 или другое связующее, а также отвердитель со склада материалов по трубопроводу насосом перекачивают в расходные емкости для смолы, инициаторов полимеризации и ускорителя твердения.
Приготовление полимербетонной смеси осуществляют в смесительной установке непрерывного действия со шнековой смесительной головкой. Режим подготовки компонентов и приготовления смеси регулируют с пульта управления. Полимерное связующее (ПН-1 или ПН-3) перед подачей в смесительную головку нагревают до 50—60°С в самой установке.
В смесительную головку установки отдельно подают полимерное связующее, сухую смесь сыпучих компонентов, инициатор полимеризации, ускоритель и пигмент. По ходу шнека связующее непрерывно перемешивается сначала со смесью сыпучих компонентов, инициатором полимеризации и ускорителем, а в конце смесительной головки — с пигментом. Готовая полимербетонная смесь заливается в подготовленную форму непосредственно со смесительной головки установки. Непрерывная подача полимербетонной смеси в одну форму зависит от типоразмеров изделия и производительности смесительной головки.
Поверхность плит выравнивают вручную специальным фторопластовым шпателем и вибрированием непосредственно в форме на горизонтальном вибростоле с частотой колебаний 2500—3000 и амплитудой 0,5 мм в течение 15—20 с.
Фактурный слой барханлитовых облицовочных плит наносят до формовки смеси на специальном посту путем заливки фактурной композиции на поддон формы с последующим выравниванием ее фторопластовым шпателем и частичным отверждением в камере непрерывного действия при температуре 50±10°С в течение 25—30 мин. Форма с фактурным слоем с помощью рольганга подается на пост формовки. С поста формовки формы с уплотненными барханлитовыми смесями по рольгангам поступают в камеру полимеризации, по которой они непрерывно движутся в течение 45—60 мин. Температура в камере полимеризации для плит на основе полиэфирных смол 80±10°С, а для плит на основе метилметакрилата —30±10°С.
После камеры полимеризации из форм извлекают готовые изделия. Затем плиты сортируют и отправляют на посты маркировки, технического контроля, упаковки и далее на склад готовой продукции. Освободившиеся формы подают на пост подготовки, где их чистят, смазывают и направляют через камеру на пост формовки. На пост формовки изделия формы поступают, подогретые до 30—40°С для ускорения полимеризации полимербетонной смеси.