close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Презентация

код для вставкиСкачать
Новые стеновые строительные
изделия и энергоэффективная
технология их ускоренного получения
Автор: ассистент ФГБОУ ВПО Национальный
исследовательский университет «МГСУ», к.т.н.
Преимущества малоэтажного
строительства:
Меньшие расходы на строительство и
инженерную инфраструктуру;
Короткие сроки возведения зданий;
Упрощенный процесс строительства.
Актуальная на сегодня задача разработка новых эффективных
строительных изделий для
малоэтажного строительства,
получаемых в короткие сроки и
при минимальных материальных
затратах
Используемые сегодня изделия:
1. Изделия с полистирольным
плитным утеплителем (рис.1);
2. Трёхслойные изделия со средним
слоем из полистиролбетона (рис.2).
Рис. 1. Изделия с полистирольным плитным
утеплителем
Недостатки изделий с полистирольным
плитным утеплителем:
- длительное время технологического цикла
производства;
- повышенный расход энергоресурсов на
тепловую обработку;
- быстрая деструкция утеплителя;
- наличие металлических связей, снижающих
теплозащитные свойства конструкции и
требующие дополнительные затраты на защиту их
от коррозии.
Рис. 2. Трёхслойные изделия со средним
слоем из полистиролбетона
Недостатки изделий с утеплителем из
полистиролбетона:
- длительное время технологического цикла
производства;
- повышенный расход энергоресурсов на
тепловую обработку;
- образование температурных напряжений на
границе соседних слоев из-за различных значений
их коэффициентов линейного температурного
расширения.
Цель научно-исследовательской
работы –
создание энергоэффективной
технологии ускоренного
производства современных
многослойных стеновых изделий
с улучшенными свойствами
Для достижения поставленной цели
были проведены исследования,
результатом которых стала разработка
многослойных стеновых блоков с
нанодисперсной переходной зоной
между слоями(рис.3) и технологии их
производства методом объемного
прессования, суть которой заключается
в следующем:
В перфорированную форму (рис.4,5) заливается
керамзитобетон (внутренний слой), а затем слой
полистиролбетона с предварительно
подвспененными зёрнами полистирола и сверху
снова заливается наружный плотный слой. Форма
закрывается крышкой, устанавливается в наклонное
положение и масса подвергается электропрогреву в
течении 25 мин. через металлические электроды,
расположенные на противоположных сторонах
формы. При температуре выше 80 оС полистирол
окончательно вспенивается, увеличиваясь в объёме,
создавая при этом внутреннее избыточное давление
и самоуплотняя массу по всему объему
изнутри(объемное прессование).
В процессе объемного
прессования происходит:
взаимное проникновение слоев;
отжатие свободной влаги до значений,
близких к теоретически необходимым для
гидратации вяжущего;
создание более прочной структуры бетона;
ускорение тепловой обработки.
Рис.3 Многослойные стеновые блоки
получаемые методом объёмного прессования
Рис.4 Жесткая перфорированная форма для
производства многослойных изделий
методом объемного
прессования(лабораторная)
Рис.5 Коллективная форма для изготовления
многослойных изделий(промышленная)
При уплотнении на стыке двух слоёв
создаётся переменное поле давлений(рис.6),
образующееся из-за различия степени
вспенивания различных фракций
полистирола. Это обстоятельство позволяет
создать развитую удельную поверхность
контакта слоев, способствующую прочному
сцеплению и хорошей совместной работе
монолита. При этом происходит взаимное
проникновение слоев(образуется
нанодисперсная переходная зона).
Рис.6 Переменное поле давлений на
стыке двух слоев
В процессе объемного прессования происходит
активное теплосиловое воздействие, которое
приводит к диспергированию зерен цемента и
увеличивает скорость возникновения зародышей
новых фаз. Механические колебания в растворе
способствуют возникновению центров
кристаллизации. При достижении критического
напряжения происходит перекристаллизация,
происходящая многократно. Итогом комплексного
воздействия кристаллизации и внутриобъемного
избыточного давления при высокой температуре
является увеличение прочности.
За один технологический прием
происходит:
Тепловая обработка;
Поризация;
Уплотнение;
Создание переходного слоя.
Использование разработанной
технологии позволяет:
Отказаться от вибрирования;
свежеуложенной смеси;
Использовать подвижные смеси;
Получать изделия пазогребневой
конструкции;
Производить изделия любой конфигурации
и объема.
В процессе объемного прессования
формируется структура с двойным каркасом
– минеральным(цементная матрица) и
полимерным(омоноличенные зерна
полистирола)
Для выработки параметров технологии была
разработана математическая модель с
возможностью решения прямой и обратной
задач. Структурная блок-схема технологии
(рис.7) многослойных изделий включает
переделы приготовления
полистиролбетонной смеси, её формования,
совмещенного с электропрогревом и
выдерживанием и тепловлажностной
обработки изделий.
Рис.7 Структурная блок-схема
технологии
Основные варьируемые параметры модели
Расход вяжущего на 1 м3
х1 Время тепловой обработки
х15
Расход уплотняющего
компонента
Расход воды
х2 Время выдержки
х16
х3 Объем отжимаемой влаги
х17
Активность вяжущего
х4 Прочность сырца
х18
Активность уплотняющего
компонента
Вид смесительного устройства
х5 Влажность сырца
х19
х6 Средняя плотность сырца
х20
Частота вращения смесительного
органа
Время перемешивания
х7 Способ тепловлажностной
обработки (ТВО)
х8 Температура теплоносителя
х21
Влажность смеси (абсолютная)
х9 Время ТВО
х23
Средняя плотность смеси
х10 Влажность изделий после ТВО
х24
Однородность смеси
х11 Прочность изделий после ТВО
х25
Способ тепловой обработки
х12 Средняя плотность изделий
х26
Электрическое напряжение
х13 Теплопроводность изделий
х27
Расстояние между электродами
х14
х22
Преимущества предлагаемых
изделий:
Значительное сокращение расхода энергии на
производство;
Резкое снижение времени технологического цикла;
Образование усиленной нанодисперсной
переходной зоны;
Отказ от использования виброуплотнения;
Повышение прочности на 30% по сравнению с
известными аналогами.
Время технологического цикла
производства изделий, ч
Трёхслойные
изделия с плитным
полистиролом
10
Трёхслойные
изделия с
полистиролбетоном
Трехслойные
изделия объемного
прессования
13
7
Расход энергоресурсов на
производство 1 м3 продукции, кВт/ч
Сравнение свойств разработанных изделий с
известными аналогами
Свойства
Технология
Литьевая
объемного
технология
прессования
Средняя плотность, кг/ м3
Теплоизоляционного слоя
200-300
200-300
Плотных слоёв
2500 – 2700
2300 – 2500
Теплоизоляционного слоя
0,85 – 1,29
0,64 – 1,0
Плотных слоёв
25,3 – 35,5
21,1 – 29,6
Теплоизоляционного слоя
0,086 – 0,134
0,082 – 0,131
Плотных слоёв
1,88 – 1, 92
1,85 – 1,9
Расход энергии на 1 м3 изделий, кг пара
75
150
Время технологического цикла, ч
7
15
Предел прочности при сжатии, МПа
Теплопроводность, Вт/м оС
Расчет окупаемости капитальных затрат при
годовом выпуске 3600 м. куб. (250 стандартных
двухэтажных домов) продукции
Расходы на производство 1 м3 продукции
I. Расходы на сырьевые материалы
II. Заработная плата за 1 куб. м блоков
III. Электроэнергия и тепло за 1 куб. м
блоков
IV. Амортизация за 1 куб. м блоков
Итого:
V. Накладные расходы (16 %)
Итого:
VI. Плановые накопления (8 %)
Итого:
VII. НДС (18 %)
Всего:
IX. Объем товарной продукции
X. Себестоимость
XI.Отпускная цена
XII. Прибыль
1966руб.
640 руб.
124 руб.
84 руб.
2814 руб.
450 руб.
3264 руб.
261 руб.
3525 руб.
634 руб.
4159 руб.
3600 куб. м
4159 руб.
4574 руб.
415 руб.
XIII. Окупаемость капитальных затрат
Капитальные затраты – 4 500 тыс. руб.
Прибыль от реализации 3 600 куб. м блоков в год составит:
П = 341 р. х 3 600 куб. м = 1 650 000 р.
Срок окупаемости затрат составит:
Т = 4 500 000: 1 650 000 р. = 2,73 года или 2 года 8 мес.
Результаты проведенных работ:
-
-
-
Разработана технология многослойных
стеновых изделий с нанодисперсной
переходной зоной;
Разработаны составы монолитно-слоистых
изделий средней плотностью всего блока 370615 кг/м3, термическим сопротивлением 3,155,6 м.2 оС/Вт и прочностью на сжатие
несущего слоя 8,5 – 15 МПа;
Изучен процесс структурообразования
цементного камня под действие избыточного
давлении в замкнутой форме;
-
-
-
С помощью электронной микроскопии
изучена взаимосвязь слоев между собой за
счет увеличения поверхности контакта и
нанодисперсная переходная зона;
Разработана
модель,
выражающая
в
математической
форме
связь
между
основными параметрами технологического
процесса и конечными свойствами монолитнослоистых изделий;
Изучен температурно-влажностный режим;
Получен патент РФ на изобретение №2444435.
Авторы: Соков В.Н., Бегляров А.Э.
Таким образом, в результате
выполнения научно-исследовательской
работы разработан новые стеновые
изделия повышенной прочности с
нанодисперсной переходной зоной и
энергоэффективная технология их
ускоренного получения методом
объёмного прессования, позволяющая
снизить себестоимость производства
изделий на 40% при улучшении ряда
свойств готовой продукции.
Спасибо за внимание.
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
33
Размер файла
4 112 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа