Производство пеностекла

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Тверской государственный технический университет

Факультет: инженерно-строительный

Специальность: Производство строительных материалов, изделий                        и конструкций

Кафедра: «Производство строительных изделий и конструкций»

                      

 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине «Технология изоляционных строительных материалов и изделий»

 

Студента ________________________________________________________

На тему _________________________________________________________

________________________________________________________________

 

 

 

 

Выполнил студент группы _________                        ____________________

                                                                      (подпись)                                                       (ФИО)

Руководитель работы                                                  ____________________

                                                                      (подпись)                                                      (ФИО)

Допущен к защите                                       Защита работы принята с оценкой

________________                                      _____________________________

 

 «____»___________ 2013 г.                              «____»___________ 2013г.

 

 

Тверь 2013

1. Введение

Пеностекло (или утеплитель вспененного стекла) представляет собой легкий ячеистый формованный материал из стекла с равномерно распределенными ячейками (порами) диаметром от 0,1 - 5 мм, разделенными тонкими стенками.

Ячеистое строение пеностекла может быть получено:

• введением в состав стекольной шихты веществ, вызывающих обильное пенообразование в процессе варки стекла;
• пронизыванием расплава стекла воздухом или газами;
• вспениванием размягченного стекла под вакуумом;
• вспениванием измельченного стекла пенообразующими веществами, например мыльным корнем, на холоде с последующим фиксированием структуры спеканием частиц стекла (холодный способ);
• спеканием смеси порошкообразного стекла с газообразователем (порошковый способ).

В промышленных масштабах пеностекло чаще всего получают порошковым способом.

В зависимости от назначения различают теплоизоляционное, звукопоглощающее и специальное пеностекло. Широкое применение в строительной технике нашло лишь теплоизоляционное пеностекло.

Отходы, образующиеся при распиловке плит в виде кусков и крошки, используют в засыпных теплоизоляционных конструкциях.

В отличие от традиционных теплоизоляционных материалов (газобетона, пенопластов, минеральной ваты и стекловаты), пеностекло обладает отличными монтажно-конструкционными свойствами: легко обрабатывается режущими инструментами, сверлится, прибивается гвоздями, клеится. Поскольку наружная поверхность материала состоит из множества разрезанных ячеек, то пеностекло легко и прочно клеится мастиками, хорошо штукатурится, сочетается с алюмосиликатными вяжущими (цементными, известково-цементными растворами).

Производство пеностекла способно переработать огромное количество стеклобоя, избавив население от вечного мусора. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  Номенклатура продукции

Пеностекло выпускают в форме блоков, плит и гранул.

Размеры:

Длина – от 200 до 475 мм (с интервалом 25 мм)

Ширина – от 125 до 400 мм (с интервалом 25 мм)

Толщина - 60,80,100,120 мм

Объемный вес - 150-250 кг/м3

Плотность пеностекла - 110-200 кг/м. куб.

Пористость – 80-95%

Размеры пор - от 0.1 до 2-3 мм.

Сорбционная влажность пеностекла - 0,2-0,5%, при ф=97% Теплопроводность пеностекла - 0,04-0,08 Вт/(м·К)(при +10°С) Паропроницаемость пеностекла - 0-0,005 мг/(м.ч.Па)

Предел прочности на сжатие - 0,7-4 МПа

Предел прочности на изгиб - 0,4-0,6 МПа

Температура начала деформации пеностекла - 450°С

Водопоглощение пеностекла 0-5 % от объёма.

Шумопоглощение: до 56 Дб

Воздухопроницаемость - 0

Кислотноупорность - устойчив к воздействию кислот и их паров

Горючесть - абсолютно негорючий материал, не выделяет

токсических веществ

Срок службы - неограничено

Эффективный диапазон температур: от −260°С до +500°С.

Эксплуатационные характеристики пеностекла. Помимо высокой тепло- и звукоизоляционной способности, вспененное стекло обладает высокой прочностью, долговечностью, морозостойкостью. Данный материал не поддерживает горение, не выделяет токсичных газов, экологически и гигиенически безопасен, прост в монтаже и эксплуатации, стоек к большинству кислот и их паров, не склонен к поражению плесенью и бактериями, недоступен для грызунов. И самое главное – сохраняет свои потребительские характеристики ни один десяток лет. Такого набора превосходных характеристик, пожалуй, нет ни у одного аналогичного теплоизоляционного материала.

Пеностекло используют в качестве утеплителя стен и перекрытий гражданских и промышленных зданий, для изоляции холодильных установок и тепловой изоляции производственного оборудования и трубопроводов. Ещё пеностекло это единственный утеплитель, который разрешено применять на атомных станциях. Гранулированное пеностекло используется преимущественно для утепления кровли и чердачных перекрытий, а также в качестве засыпного материала для стен. Благодаря развитой ячеистой поверхности оно хорошо сцепляется с другими строительными материалами в конструкциях при помощи обычных вяжущих веществ, например цемента.

Применение пеностекла в строительстве весьма эффективно. Если стравнить пеностекло с обыкновенным красным кирпичом, то для получения одинакового теплоизолирующего эффекта пеностекла потребуется по весу в 85 раз меньше, чем кирпича. Это значит, что 1 тонна пеностекла в качестве утеплителя может заменить 85 тонн или свыше 20 000 кирпичей.

Марка по плотности	Средняя плотность, кг/м3	Предел прочности, МПа (кг/см2), не менее		Коэффициент тепло-проводности, Вт/(м·К), не более	Водопоглощение по объему, %	Паропроницаемость, мг/(м·ч·Па)	Морозо-стойкость, циклов, не менее
		при сжатии	при изгибе
100	100-120	0,5 (5)	0,1 (1)	0,043	2-20	0-0,2	50
150	121-170	0,7 (7)	0,2 (2)	0,053
200	171-220	1,2 (12)	0,3 (3)	0,063
250	221-270	1,7 (17)	0,4 (4)	0,073

 

 

3. Выбор способа и технологической схемы производства

          Производство пеностекла осуществляется по следующей технологии: производят помол стекольного порошка в мельницах до нужной степени измельчения, после этого порошок стекла смешивают с газообразователем до получения однородной массы (пеностекольная шихта).

          Для проведения вспенивания пеностекольную шихту засыпают в предварительно подготовленные формы из нержавеющей стали, которые направляют в печь, где происходит термическая обработка. После этого блоки пеностекла извлекают из форм и отправляют на механическую обработку, в ходе которой блоку придают нужную форму и размер.

Варка стекла

          Варка стекла осуществляется в ванной печи с подковообразным направлением пламени. Данная печь более экономична и стекломасса получается более качественной, расход огнеупоров уменьшается. Ванная печь непрерывного действия, это позволяет установить стабильный температурный и газовый режим. Шихта загружается в загрузочные карманы, постепенно проходит зоны бассейна с различными температурными условиями и переходит в однородную гомогенную стекломассу. В каждой зоне необходимо поддерживать постоянный температурный режим. Контроль за режимами ванной печи осуществляется дистанционно. К контролируемым параметрам относятся: уровень стекломассы, давление, разряжение печи, температура варки. Газовый режим печи имеет большое значение для нормального хода варки стекла. Атмосферу в печи необходимо постоянно контролировать, анализируя дымовые газы горелок. Наиболее часто в варочной части печи поддерживают слабоположительное давление. Измеряют давление на уровне заклинка. Варка стекла должна производиться при температуре 1530 0С.

 

Получение гранулята

Сваренная стекломасса подается в гранулятор. Горячая стекломасса в виде струи лотком вместе с водой поступает в барабан, где происходит ее термодробление и перемещение винтовой поверхностью к разгрузочному отверстию конуса - бутары барабана. Излишки воды вытекают из загрузочного окна и отверстия конуса - бутары в баки. Приемное устройство, сам барабан, винтовая поверхность, конус - бутара и баки выполнены из нержавеющей стали. Вращение барабана осуществляется посредством шестерни, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом от электромотора через редуктор. Технические характеристики гранулятора приведены в таблице.

Технические характеристики гранулятора

Техническая характеристика	Значения
Диаметр барабана, мм	820
Число оборотов, об/мин	4,85
Производительность, м 3/ч, т/ч	14; 20
Привод гранулятора Электродвигатель, тип Мощность, кВт; об/мин Редуктор, тип Передаточное отношение	А-02-42-8 3; 710 РМ350-1-1Ц 48,57
Габаритные размеры, мм длинна ширина высота	4228 1660 1600

 

 

 

 

 

 

Помол гранулята

Гранулят подается элеватором в бункер хранения гранулята. Из бункера хранения стеклогранулят посредством лотка-самотека поступает в шаровую мельницу. Шаровая мельница периодического действия, имеет барабан, вал которого вращается на двух подшипниках. Привод мельницы осуществляется от электродвигателя через редуктор, фрикционную муфту и зубчатую передачу. Барабан шаровой мельницы заполнен примерно на 1/3 высоты мелющими телами и измельченным материалом. При вращении шары увлекаются стенками и поднимаются на определенную высоту. Затем шары вместе с материалом падают и ударами измельчают материал. Мельница загружается мелющими телами и материалом через люк, а по окончании помола разгружается через этот же люк. Характеристики мельницы в таблице.

 Таблица

Техническая характеристика трубной многокамерной мельницы СМ - 14

Техническая характеристика	Значения
Диаметр барабана, мм	1500
Длина барабана, мм	5445
Число оборотов, об/сек.	0,45
Производительность, т/ч	7 - 8
Мощность электродвигателя, кВт Масса мелющих тел, т Масса мельницы без мелющих тел, т	130 12,25 39,4

 

 

 

 

 

Смешивание

Дозирование молотого стекла осуществляется в объемных весах-дозаторах. После дозирования молотое стекло поступает на смешивание.

Жидкое стекло покупается у заводов-производителей, поступает на завод в вагонах-цистернах. Из вагонов-цистерн жидкое стекло разгружается в промежуточные емкости-контейнеры, которые с помощью автомобильного транспорта и кран балки транспортируются к емкости для хранения жидкого стекла, где происходит разгрузка промежуточных емкостей.

Из емкости для хранения жидкое стекло поступает на дозирование в весы - дозатор и отвешенная порция жидкого стекла поступает на смешивание.