V. A. RAKHMANOV, vědy, prof, K,. vědy (VNIIZhelezobeton), Standardizace polystyrenbetonu rozšiřuje jeho uplatnění v moderním stavebnictví

V posledních letech se jednou z prioritních oblastí rozvoje stavebnictví a stavebnictví v Rusku stalo využívání efektivních vědeckotechnických řešení zaměřených na úsporu tepelné energie při provozu budov.

Usnesení Státního stavebního výboru Ruské federace č. 18-81 ze dne 11.08.1996 o změnách SNiP 11-3-79 „Stavební tepelné inženýrství“ zavázalo vědecké projekční a výrobní organizace vyvinout a implementovat v hromadné výstavbě do roku 2000 efektivní vnější uzavírací konstrukce se sníženým odporem přenosu tepla zvýšeným více než 3krát.

Tradiční technická řešení pro vnější stěny, široce používaná již více než 40 let v průmyslové výstavbě, ve formě jednovrstvých panelů a velkých bloků běžného lehkého betonu na porézních výplních a autoklávovaném pórobetonu, neposkytují zvýšené tepelně izolační vlastnosti obvodových konstrukcí, protože pro zajištění takové odolnosti vůči přenosu tepla bude jejich tloušťka 1 m nebo více, což umožňuje výrobu a použití takových stěn v budovách.

Vědecké výzkumy, projekční studie a výrobní zkušenosti ukázaly, že pro zajištění úrovně tepelné ochrany stěn splňující požadavky II. stupně norem je efektivní použít zvláště lehký beton o objemové hmotnosti 150-500 kg/m3, který má vysokou mrazuvzdornost (třídy F25-F100), nízkou nasákavost (5-10 % objemu), nízký součinitel tepelné vodivosti C0,05-0,16 m 0,2 MPa.

Mezi takové materiály patří především polystyrenbeton, vyrobený z pěnového granulovaného polystyrenu o objemové hmotnosti 815 kg/m3. Polystyrenbeton se každým rokem stále více používá v prefabrikovaných a monolitických stavbách. Vyrábí se z něj masivní bloky (samonosné a nosné) pro nízkopodlažní budovy a nenosné prvky pro vyplnění mezipodlažního prostoru výškových skeletových budov, tepelná izolace zděných zdí, půdních podlah, teplé kombinované střechy, dutinové prvky pro nosné stěny s vyplněním kanálů vytvořených na staveništi litým těžkým nebo lehkým betonem.

Použití polystyrenbetonu je regulováno četnými technickými podmínkami, které často obsahují technologicky nepodložené a protichůdné požadavky a ukazatele. Všeruský federální technologický institut „VNIIZhelezobeton“ poprvé v tuzemské i zahraniční praxi vyvinul státní normu „Polystyrenbeton“ na základě rozsáhlého vědeckého výzkumu technologie a vlastností polystyrenbetonu, jakož i vlastních zkušeností s hromadnou tovární výrobou výrobků na něm založených a jejich použití ve stavebnictví. Technické podmínky“ (GOST R 51263-99). Norma byla schválena vyhláškou Státního stavebního výboru Ruské federace ze dne 29.12.1998 a vstoupila v platnost dne 01.09.1999.

Nová norma stanovuje technické požadavky na polystyrenbeton pro teplé vnější obvodové konstrukce, materiály pro jeho přípravu, pravidla pro přijímání polystyrenbetonů a způsoby jeho kontroly. Norma akceptuje 10 tříd polystyrénového betonu podle průměrné hustoty – od D150 do D600 s gradací 50 kg/m3 a stanoví 10 tříd pevnosti v tlaku – od BO.5 do B2,5.

Na základě analýzy výrobních dat byly stanoveny vztahy mezi třídami polystyrénového betonu podle pevnosti v tlaku a pevnosti se standardním variačním koeficientem 17 %. Tento koeficient je v současnosti akceptován pro autoklávovaný pórobeton. S přibývajícími zkušenostmi a zlepšováním technologie polystyrenbetonu se standardní variační koeficient snižuje a v budoucnu může být zvýšen až na 13,5 %, a to jak pro těžký, tak pro lehký beton.

Pro polystyrenbeton používaný ve výrobcích a konstrukcích, které během provozu podléhají střídavému zmrazování a rozmrazování, jsou přiřazeny stupně mrazuvzdornosti od F25 do F100. Přiřazení tříd a tříd polystyrénového betonu podle hustoty, pevnosti a mrazuvzdornosti v závislosti na oblasti použití se provádí podle norem konstrukčního návrhu a je stanoveno v normách nebo technických podmínkách pro výrobky a konstrukce konkrétních typů.

Výroba polystyrenbetonu s různou hustotou a konstantní pevností v tlaku se dosahuje použitím různých technologických metod, které zohledňují faktory ovlivňující hustotu a pevnost materiálu. Vzhledem k tomu, že hustota pěnového polystyrenu je řádově nižší než hustota polystyrenbetonu, je hlavním faktorem regulujícím jeho hustotu spotřeba cementu, která se v závislosti na požadované třídě hustoty může pohybovat od 120 do 500 kg/m3. Současně zvýšení aktivity cementu zvyšuje pevnost polystyrenbetonu dané hustoty 1,3-1,6krát. Pevnost polystyrenbetonu se také zvyšuje se zvýšením objemové hmotnosti výplně z pěnového polystyrenu, snížením jeho konečné velikosti a mezikrystalových dutin [1].

Nejdůležitějším rozdílem mezi polystyrenbetonem a lehkými betony na anorganických porézních plnivech, stejně jako pórobetony, je jeho zvýšená axiální pevnost v tahu a pevnost v tahu za ohybu. Při konstantní pevnosti v tlaku je pevnost v tahu v ohybu polystyrenbetonu v průměru 2x vyšší než u lehkého a pórobetonu. GOST R 51263-99 stanoví mezní hodnoty této charakteristiky, jejichž dodržování umožňuje použití polystyrenbetonu pro výrobky stejného funkčního účelu s pevností v tlaku 23krát nižší, než je norma pro lehký a pórobeton. V dodatku k GOST jsou uvedeny normativní a vypočítané odpory polystyrenbetonu, které se doporučují pro použití ve statických výpočtech.

Aby obvodové konstrukce z polystyrenbetonu měly požadovaný zvýšený odpor prostupu tepla, musí mít polystyrenbeton nejnižší tepelnou vodivost v suchém stavu, jejíž hodnoty jsou normalizovány v GOST. V příloze jsou uvedeny doporučené výpočtové tepelně technické charakteristiky polystyrenbetonu, součinitele tepelné vodivosti při provozní vlhkosti, součinitele paropropustnosti, které jsou doporučeny pro tepelně technické výpočty konstrukcí podle SNiP II-3-79*.

V závislosti na účelu a provozních podmínkách polystyrénového betonu ve výrobcích a konstrukcích může mít v souladu s GOST 25192 hustou, porézní nebo velkoporézní strukturu. Ve všech případech je třeba dát přednost polystyrenbetonu hutné nebo porézní struktury, který v případě, že obsahuje alespoň 200 kg cementu na 1 m3, zajišťuje bezpečnost ocelové výztuže v něm umístěné před korozí (za běžných provozních podmínek). Kromě toho, jsou-li všechny ostatní věci stejné (stejná hustota), je pevnost polystyrenbetonu s hustou nebo porézní strukturou 1,5-2krát vyšší než u materiálu s velkoporézní strukturou.

Nová norma věnuje zvláštní pozornost požadavkům na bezpečnost životního prostředí. Přípustná koncentrace volného monomeru (styrenu), uvolňovaného z vytvrzeného polystyrenbetonu během provozu, ve vzdušném prostředí by neměla překročit 0,002 mg na 1 m3 vzduchu. K tomu je třeba při přípravě polystyrenbetonu použít plnivo z pěnového polystyrenu, ve kterém obsah volného monomeru (styrenu) nepřesahuje 0,002 % hm.

Výroba ekologicky nezávadného polystyrenbetonu z tuzemských surovin (styrenu) se dosahuje speciální úpravou (detoxikací) polystyrenového plniva a případně připravené polystyrenbetonové směsi a výrobků a konstrukcí z ní [2].

Stupeň a úroveň ekologické nezávadnosti polystyrenbetonu je dána kvalitou polystyrenové suroviny včetně obsahu volného styrenu. Výsledky výzkumu provedeného Všeruským výzkumným ústavem železobetonu spolu s Ruským výzkumným ústavem analytického a analytického centra Státní epidemiologické dozorové služby Ruské federace ukázaly, že polystyrenové betonové výrobky vyrobené z domácích surovin v mnoha případech nesplňují požadavky hygienických a epidemiologických norem a nemohou být schváleny pro použití v bytové a občanské výstavbě bez zvláštních opatření na ochranu životního prostředí. V této souvislosti Ministerstvo výstavby Ruské federace dopisem ze dne 10.07.1996. 19. 23 č. BE-1-XNUMX/XNUMX, konstatujícím vysokou ekonomickou efektivitu stěnových materiálů z polystyrenbetonu, upozornilo na nutnost technologické podpory ekologické bezpečnosti výrobků při výrobě a použití výrobků a konstrukcí z polystyrenu a doporučilo technologii vyvinutou VNIIZhelezobetonem. Nová norma stanoví po dohodě se zpracovatelem tohoto dokumentu provedení souboru opatření, která v každém konkrétním případě zajistí úplnou ekologickou nezávadnost výroby a použití polystyrenbetonu v bytové a občanské výstavbě.

Podle klasifikace SNiP 21-01-97 je polystyrenbeton klasifikován jako obtížně spalitelný materiál (skupina hořlavosti G1). Pro posouzení jeho požární bezpečnosti je nutné určit skupinu hořlavosti, která je podle zkušebních údajů pro polystyrenbeton hustoty D250 a vyšší B1 a pro nižší hustotu – B2; skupina založená na schopnosti tvořit kouř (D1 pro betony jakosti D250 a vyšší a D2 pro beton s nižší hustotou) a skupina založená na toxicitě zplodin hoření. S takovými charakteristikami hořlavosti lze polystyrenbetonové bloky použít v nízkopodlažních stavbách bez zvláštních protipožárních opatření.

Pro použití masivních polystyrenbetonových bloků ve vícepodlažní výstavbě vyvinul VNII Reinforced Concrete soubor speciálních ochranných opatření, která zajišťují možnost výstavby polystyrenbetonových samonosných stěn budov bez omezení počtu podlaží. Na základě požárních zkoušek v plném rozsahu vydal VNIIPO GUPB z Moskvy odpovídající povolení. V tomto ohledu GOST R 5126399 „Polystyrenový beton. Technické podmínky“ stanoví možnost zrušení omezení používání polystyrenových betonových stěn podle počtu podlaží za předpokladu, že budou provedena požárně bezpečnostní opatření po dohodě s zpracovatelem normy – Ústavem VNIIZhelezobeton a Státním požárním dozorem.

Vypracovaná norma dále upravuje požadavky na polystyrenbetonové směsi a materiály pro jejich výrobu. V závislosti na druhu výrobků a konstrukcí a také na technologii jejich tvorby lze použít polystyrenbetonové směsi různých jakostí podle zpracovatelnosti: tuhé (třídy Kh-Zhd) nebo mobilní, včetně litých (třídy P., -P5). Pro horizontální formování se používají směsi jakostí P1 a P2 v případech okamžitého odbednění se používají směsi jakostí Zh2 a Zh3. Pro vertikální formování se používají směsi jakostí P2-P3 a pro vstřikování čerpadlem třídy P4-P5.

Pro zajištění soudržné (husté nebo porézní) struktury polystyrenbetonových směsí se připravují pomocí provzdušňovacích přísad. V tomto případě musí mít výsledná směs vysokou kapacitu zadržování vzduchu a její hustota během vykládky, přepravy a pokládky by se neměla zvýšit o více než 7%. Polystyrenbetonové směsi se při vykládce, přepravě a pokládce nesmí delaminovat. Index delaminace, stanovený pomocí speciální metody specifikované v GOST, by neměl překročit 25%.

Pro získání stabilního polystyrenového betonu s požadovanými ukazateli kvality je nutné použít plnivo z pěnového polystyrenu s určitým stupněm objemové hmotnosti: od 10 do 30 kg/m3. Obsah vlhkosti použitého polystyrenu by neměl překročit 15 % hmotnosti.

Pro získání stabilních kvalitních výrobků a konstrukcí vyrobených z polystyrenbetonu musí být organizována řádná kontrola (příchozí, provozní a přejímací). V tomto případě se přejímka polystyrenbetonu podle průměrných ukazatelů hustoty a pevnosti provádí pro každou šarži výrobků nebo komerční polystyrenbetonovou směs. Tyto ukazatele se posuzují podle GOST 27005 a GOST 18105 pomocí statistických kontrolních metod. Zbývající ukazatele kvality jsou sledovány před zahájením sériové výroby a poté pravidelně, nejméně však jednou za 6 měsíců. Kontroly ekologické bezpečnosti se provádějí před zahájením výroby a poté minimálně jednou ročně. Kontrola požární bezpečnosti – při organizaci výroby ve fázi návrhu konstrukcí.

Pro organizaci hromadné výroby účinných polystyrenových betonových výrobků, které splňují požadavky normy, je nutné zvolit racionální složení a technologické výrobní režimy s přihlédnutím k místním podmínkám. Podobná konstrukční a technologická řešení vyvinula VNIIZhelezobeton a implementovala je ve vlastním průmyslovém podniku ústavu s kapacitou pro vnější obvodové konstrukce více než 300 tisíc m2 bydlení ročně.

VNIIZhelezobeton má potřebnou regulační a technickou dokumentaci a praktické zkušenosti pro organizaci dovozu nahrazující domácí výrobu polystyrenových betonových výrobků a konstrukcí v regionech a výstavbu energeticky úsporných domů systému „Unicon“ s jejich využitím.

společnost Stavební technologie Sibiře navrhuje a vybavuje automatizovaná zařízení na výrobu polystyrenbetonových výrobků. Při projektování linek se počítá s výrobou komerčních polystyrenbetonových směsí s následným nakládáním do autodomíchávačů. Hlavní koncepcí při vývoji těchto technologických linek je řízení úrovně kvality a stability parametrů vyráběných výrobků ve fázi návrhu technologických metod a složení polystyrenbetonové směsi s maximálním zohledněním míry jejich vzájemného působení, dále vývoj automatizace a systémů řízení jakosti ve všech fázích výroby produktu.

Výhody

Automatizace procesů řízení technologických operací

Výrobní linky využívají elektronické řídicí systémy pro podávání a dávkování surovin v míchací části. Součástí řídicích systémů jsou funkce pro evidenci a sledování surovin. Směšovací sekci obsluhuje jeden operátor. V sekci řezání masivního dřeva je provoz řezného komplexu řízen také jedním operátorem. Proces stahování forem a ukládání bloků na palety je automatizovaný.

Stabilita dávkování

Suroviny jsou přiváděny do dávkovače váhy se siloměry a regulátorem vážení, který umožňuje přesné vážení. Polystyrenové granule se dávkují pomocí odměrného dávkovače.

Vysoký výkon

Zajišťuje automatizovaný systém podávání a dávkování surovin, stejně jako rychlost nakládání do míchačky. Vysokorychlostní řezání masivního dřeva na bloky specifikovaných rozměrů je zajištěno vysoce výkonným řezným komplexem.

Vysoce kvalitní produkty

Vysoká kvalita výrobků je zajištěna systémem automatizace technologických procesů, který zaručuje vysokou přesnost dávkování složek, homogenitu a stálost složení směsi, zajišťující výrobu kvalitních a konkurenceschopných produktů.

Suroviny pro výrobu polystyrenbetonu

• Svíravý.Jako pojivo se používá portlandský cement nebo struska portlandský cement tříd M-400, M-300 podle GOST 10178.
• Agregát.Jako plnivo se používá pěnový granulovaný polystyren (FGPS), který je produktem jedno- nebo vícestupňového vypěňování.
• Míchání vody.Používá se voda, která splňuje požadavky GOST 23732.
• Separační prostředek na formy.Jako mazivo forem se používá SDF separační prostředek nebo jiné antiadhezivní sloučeniny, které zajišťují vysoce kvalitní odstraňování forem.
• Křemičitá složkaPoužívá se při výrobě vysokohustotního polystyrenbetonu.
• Chemické přísadyChemické přísady (provzdušňovací, plastifikační, regulující tuhnutí) používané pro přípravu polystyrenbetonu musí splňovat požadavky GOST 24211.

STRUČNÝ POPIS TECHNOLOGICKÉHO PROCESU

1. Příprava polystyrenbetonové směsi

Pěnění polystyrenu

Surovina (polystyrenové kuličky) vstupuje do přijímací nádoby předpěnovače, poté je pomocí šnekového podavače přiváděn polystyren do komory předpěňovače. Primární napěnění perličkového polystyrenu se provádí v předpěňovací komoře pomocí horké vodní páry generované v parogenerátoru. Po napěnění vstupuje polystyren do dopravníku na sušení granulí, aby se snížila vlhkost a nasytil se kyslíkem. Po vysušení jsou granule pomocí pneumatického dopravního systému odeslány do stárnoucích nádob. Sekundární nebo vícenásobné (v případě potřeby) pěnění polystyrenových granulí se provádí stejným způsobem jako primární pěnění.

Nalijte vodu do mixéru

Voda se dávkuje pomocí elektronického dávkovače vody. Obsluha míchací sekce zadá požadované množství vody na ovládacím panelu a spustí cyklus plnění míchačky.

Naplnění mixéru surovinami

Ovladač vážení slouží k plnění vah surovinami (cementová a křemičitá složka, pokud jsou použity), jakož i k nakládání pěnového polystyrenu do odměrné dávkovače. Cement se nakládá pomocí šnekového dopravníku a polystyren se nakládá pomocí pneumatického dopravního systému. Dále se cement vyloží z dávkovače do mixéru a roztok se míchá 2-3 minuty, dokud není homogenní. Po dokončení přípravy roztoku se chemikálie vypustí z dávkovače. Do mixéru se vloží provzdušňovací přísada, poté se do mixéru vloží polystyren a poté se směs míchá 1-2 minuty. Obsluha v reálném čase sleduje všechny procesy míchací sekce. V případě potřeby může operátor upravit nebo změnit aktuální recepturu, dobu míchání a další parametry procesu na ovládacím panelu. Zařízení může pracovat v automatickém i manuálním režimu.

2. Vytvoření pole

Hotová směs je vypouštěna přes směšovací ventil do formy o objemu 0,85 m3. Naplnění formy směsí probíhá v jednom kroku. Forma se skládá ze základny a odnímatelných, vyměnitelných stran. Před litím se forma namaže a dopraví do prostoru míchání, kde probíhá lití.

3. Výdrž pole

Po zalití se forma přesune po kolejové dráze do vytvrzovací sekce, kde masiv získá odizolovací sílu. Doba pro získání pevnosti bednění se může pohybovat od 4 do 7 hodin a závisí na hustotě polystyrenbetonu, aktivitě cementu, teplotě atd.

4. Odstraňování forem a řezání masivního dřeva

Poté, co pole získá požadovanou pevnost, je forma s polem vedena po kolejnicích do komplexu odbedňování a základna formy je upevněna na kolejnici. Poté se pomocí rukojeti odstraní a zvednou čtyři strany formuláře. Po odizolování se základna formy s polem přesune do oblasti řezání. Uvolněné bočnice jsou instalovány na volném podkladu umístěném na sousední koleji. Sestavená forma je odeslána do oblasti lití. Rozřezání pole na bloky zadaných rozměrů se provádí pomocí automatizovaného řezacího komplexu ARK-003. Základna formuláře s polem je upevněna rukojetí na kolejnici v provozní oblasti komplexu, načež operátor spustí řezací komplex. Komplex se pohybuje podél vodítek a řeže dřevo ve svislé rovině a ořezává dřevo na obou stranách. Po dokončení vertikálního řezání komplex nařeže masivní dřevo v horizontální rovině na bloky zadaných rozměrů, přičemž se odřízne hrbol. V případě potřeby komplex ořízne spodní vrstvu.

5. Stohovací bloky na paletách, balení a skladování

Základ formy s řezaným blokem je přiváděn do komplexu pro pokládání bloků na paletu. Základna formuláře je upevněna na kolejnici. Dále se pomocí chapadla přesune polovina řeziva na paletu. K naplnění palety je ručně přidáno osm bloků. Poté se druhá část pole přesune na paletu a přidá se také osm bloků (v závislosti na velikosti). Paleta s bloky je pokryta stretch fólií.

6. Tepelná a vlhkostní úprava bloků (HMTB)

V závislosti na klimatické zóně a typu vyráběného materiálu mohou bloky balené na paletách získat vysokou pevnost ve skladu hotových výrobků nebo v procesu dodatečného tepelného a vlhkostního zpracování. Tepelná a vlhkostní úprava bloků je nezbytná pro urychlení nabytí pevnosti bloků. Režim tepelného a vlhkostního ošetření spočívá v udržování tvárnic v komoře po dobu 12-15 hodin při teplotě +60-80 o C. Režim tepelného a vlhkostního ošetření závisí také na hustotě materiálu, aktivitě cementu a je určen zákazníkem pro každý konkrétní typ vyráběného výrobku.

7. Recyklace odpadu vznikajícího při řezání

Během procesu řezání se masivní dřevo na obou stranách odřízne a hrb se odřízne. Slibným řešením využití polystyrenových odřezků betonu je použití drtiče odpadu DG-1. Drtič umožňuje drtit zbytky polystyrenového betonu na zlomek 0-30 mm. Materiál vzniklý drcením lze použít jako sypkou izolaci pro tepelnou izolaci střech, podkroví, podlah atd. Díky použití drtiče je výroba polystyrenbetonu prakticky bezodpadová.

OBECNÉ PODMÍNKY

Pro snížení nákladů pro zákazníka je linka dodávána bez cementového sila a kolejnic pro pohyb forem. K těmto výrobkům jsou poskytovány výkresy pro vlastní výrobu.

Zákazník navíc zajišťuje dostupnost komor pro tepelné a vlhkostní zpracování bloků. Pro 2směnný provoz linky bude zákazník požadovat další podstavce forem.

Na dodané zařízení je poskytována záruka 12 měsíců. Konfigurace každé jednotky zařízení je specifikována ve smlouvě, pasu produktu a dvoustranném akceptačním certifikátu.

Dispozice zařízení ve výrobních prostorách zákazníka je vyvíjena specialisty ze společnosti STS. Zařízení je instalováno zákazníkem a na jeho náklady v souladu se schématem umístění zařízení. Zákazníkovi je poskytnut projekt umístění (výkresy) s odkazem na prostory a podrobný ilustrovaný návod k instalaci zařízení.

Poté, co zákazník dokončí instalaci zařízení a připojení komunikací, provádí společnost STS následující práce:

• uvedení zařízení do provozu;
• výběr složení polystyrenbetonu;
• vývoj výrobní technologie;
• školení zákaznického personálu.

Dodržování všech bezpečnostních předpisů, ochrany práce, bezpečnosti životního prostředí a dalších místních regulačních dokumentů je odpovědností zákazníka.

Náklady spojené s přestěhováním a ubytováním zástupců firmy STS v průběhu prací hradí objednatel.

Při vývoji technologie je stanoveno optimální složení polystyrenbetonu ze surovin dodaných zákazníkem. Společnost STS poskytuje poradenskou podporu.

Po uvedení zařízení do provozu je zákazníkovi poskytnut soubor technické dokumentace, včetně:

• technologické předpisy pro výrobu výrobků;
• vývojový diagram procesu
• popisy práce;
• bezpečnostní pokyny;
• GOST.

DODACÍ PODMÍNKY

Cena je uvedena v podmínkách EXW-Novosibirsk (Rusko) a nezahrnuje náklady na celní odbavení a doručení. Doba výroby zařízení: od 30 pracovních dnů od data obdržení zálohové platby.

PLATEBNÍ PODMÍNKY

1 platba – 70 % hodnoty smlouvy do 5 dnů od data podpisu smlouvy;

2 platba – 30% z hodnoty smlouvy do 5 dnů od data oznámení o připravenosti zařízení k odeslání.