Эксклюзив
26 августа 2014
5316

Вера Кузьмина: Расширение заводов по производству гиперпрессованного кирпича линиями для механоактивации полупродуктов

Expansion of Mills for Manufacture of the Hyper Pressed Brick by Lines for
Mechanical Activation of Semi-Products


Кузьмина Вера Павловна, Академик АРИТПБ, кандидат технических наук, генеральный директор ООО " Колорит-Механохимия " - Технический эксперт
Союза производителей сухих строительных смесей.

Kuzmina Vera Pavlovna, Ph.D., Academician ARITPB, the General Director of Open Company " Colourit-Меhanohimia " - the Technical expert of The Union of manufacturers of dry building mixes.

Аннотация

В докладе рассмотрены результаты опыта применения механохимических технологий для активации полупродуктов рецептурной смеси в производстве гиперпрессованного кирпича.
Механоактивация различных неорганических и органических веществ, компонентов цементных смесей, позволяет увеличить их рабочую поверхность в несколько раз, снизить их расход вдвое и повысить их химическую активность в такой степени, что показатели качества гиперпрессованного кирпича на их основе улучшаются на 15% по сравнению с контрольными смесями на импортных добавках аналогичного назначения. Активация всех компонентов вещественного состава цементных смесей в производстве гиперпрессованного кирпича является экономически и технически обоснованной.
В настоящий момент на строительном рынке сложилась ситуация для динамичного развития инновационных технологий производства гиперпрессованного кирпича общестроительного и специального назначения.

Прежде, чем начать обсуждение вопроса расширения заводов (файлы 2-7) по производству гиперпрессованного кирпича линиями для механоактивации полупродуктов (файлы 8-16), давайте вспомним вещественный состав рецептурной смеси, т.к. от него будет зависеть набор дополнительного оборудования завода.
Расходные бункера для компонентов сырьевой смеси:
1. Вяжущие вещества: серый, белый и цветные портландцементы, известь.
2. Заполнители: кварцевый песок, дроблёный песчаник, мрамор / кварцит, слюда.
3. Наполнители: известняковая мука.
4. Функциональные добавки:
Водоудерживающие - Эфиры целлюлозы и крахмала различной молекулярной массы. Редисперсионные полимерные порошки. Диспергаторы. Ускорители схватывания цемента. Противоморозные добавки. Пластификаторы, супер-, гипер- пластификаторы. Пигменты.
Возможно, вы уже применяете все или часть этих веществ, или сможете подавать их через существующее оборудование, или вручную.
Введение пигментов в рецептуру смеси для гиперпрессованного кирпича ведёт к увеличению её водопотребности, и, как следствие, снижению прочности примерно на 20%. Чтобы избежать нежелательного падения прочности цементного камня, необходимо вводить пластифицирующие добавки.
В структуре себестоимости тысячи штук кирпича функциональные добавки занимают равноценный сегмент с вяжущими компонентами сырьевой смеси, поэтому оптимизация процесса ввода и параметров технологической переработки цемента и функциональных добавок является основной задачей для снижения себестоимости продукции.
(Файлы 9-11). Заводы по производству гиперпрессованного кирпича имеют в своем составе одну или несколько технологических линий. Работу по компоновке технологической схемы будущего производства целесообразно в техническом и экономическом плане выполнить в виде отдельных помольных модулей для получения цветных механоактивированных цементов и механоактивированных цементных премиксов с функциональными комплексными добавками.
Именно такие модули, связанные с основным производством внутризаводским транспортом в виде оборотных контейнеров предлагает финская фирма "РАУТЕ" и немецкая фирма "BOHLE".
(Файлы 8-11). Рассмотрим схему изготовления механоактивированных полупродуктов, опробованную в течение года на производственных мощностях ОАО "Щуровский цемент". Она проста в аппаратурном оформлении и оптимизируется до минимума в условиях работы завода гиперпрессованного кирпича. Учитывая наличие расходных бункеров, весовых дозаторов и смесителей в действующей технологической схеме завода гиперпрессованного кирпича, механоактивационная линия сводится к блоку обслуживания одной, но лучше двух мельниц. Во вторую или третью смену можно заготовить рабочие смеси на основном производстве, и переработать их на мельницах в первую смену.
Вариантов много. Всё зависит от имеющихся производственных возможностей.
После определения часовой производительности и планируемого ассортимента продукции уточним наличие необходимых сырьевых компонентов, и ассортимент дополнительного сырья, и способы его доставки, и способы разгрузки.
В зависимости от наличия финансовых инвестиций определим требования к степени автоматизации технологического процесса, способам внутрицехового транспортирования продукции. В простейшем случае можно обойтись элементарными пускателями для оборудования и работой оператора.
Рассмотрим эффективность окрашивания гиперпрессованного кирпича с помощью механоактивированных цветных портландцементов (патент РФ на изобретение N 2094403, приоритет от 9 декабря 1996 г.), и/или цветных механоактивированных премиксов.
(Файлы 17-25). Рассмотрим строительно-технические свойства и вещественный состав обычных цветных портландцементов в сравнении с механоактивированными.
Портландцементы цветные литьевые (механоактивированные) - ПЦЦЛ, обладают, широкой яркой цветовой палитрой, имеют низкую водопотребность 17-18% против 25-31% стандартных. Они не подвержены выцветанию, высолообразованию цементного камня, обладают высокой морозо-, атмосферо-, коррозие- стойкостью. Стоимость механоактивированных портландцементов превышает стоимость известных цветных портландцементов промышленного производства. Тут важны технико-экономические расчёты преимуществ использования ПЦЦЛ.
Анализируя значения базовой номенклатуры показателей качества цветных механоактивированных портландцементов, следует отметить следующее:
Максимальный технико-экономический эффект достигается при использовании механоактивированных цветных цементов в качестве красящей добавки в смеси с малой порцией пигмента для получения различных оттенков гиперпрессованного кирпича.
Конечные свойства окрашенной рабочей смеси для гиперпрессованного кирпича играют наиглавнейшую роль в обеспечении качества окрашивания гиперпрессованного кирпича, а именно: равномерность окрашивания, интенсивность цвета, миграционная стойкость, светостойкость и атмосферостойкость.
Механоактивация всех полупродуктов рабочей смеси для гиперпрессования цементного кирпича даёт значительный экономический и технический эффекты (Файлы 26-30).
При производстве гиперпрессованного кирпича наибольший экономический и технический эффекты достигаются при применении механоактивированных цементных премиксов с полифункциональной комплексной добавкой, состоящей из двух и более механоактивированных добавок различных классов. (Файлы 31).
Полученный премикс перемешивают в любом типе смесителя с остальной частью рецептурного цемента, затем рабочую смесь, подают на производство по стандартному заводскому технологическому циклу (Файлы 32-36).
Эффективность использования механоактивированных премиксов была опробована в промышленных условиях на Щуровском заводе ЖБК и СД Московской железной дороги. (Патент на изобретение N 2182137 с приоритетом от 03.02.2001г. "ССС и способ её получения").
Оценивая рассмотренные результаты исследований, можно сделать вывод о целесообразности расширения ассортиментного цветового ряда гиперпрессованного кирпича за счёт запуска одной или двух дополнительных технологических линий, на которых экономически целесообразно производить механоактивацию полупродуктов рецептурной смеси, а также цветные высококачественные механоактивированные портландцементы и премиксы с комплексными функциональными добавками.
Техническое задание на проектирование дополнительных технологических линий в рамках реорганизации завода:
1. Основанием для разработки проекта являются увеличение мощности завода, расширение номенклатуры производимой продукции, увеличение эффективности работы завода за счёт освоения новых сегментов рынка потребления гиперпрессованного кирпича.
2. Технико-экономическая целесообразность развития завода в предлагаемом направлении основана на анализе перспективного развития рынка потребления декоративного гиперпрессованного кирпича гарантированного качества, а также наличием наукоёмкой технологии их получения с применением механохимических способов предобработки полупродуктов рабочей смеси. (Патент РФ N 2094403 "Способ получения цветного портландцемента").
3. Расширение мощностей целесообразно осуществить в две очереди:
3.1. Линия по производству премиксов на базе рецептурной части цемента для формирования специальных свойств гиперпрессованного кирпича всей ассортиментной линейки завода.
3.2. Линия по производству портландцементов цветных.
ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
4. Проектная мощность производства механоактивированных премиксов - 1т/час.
5. Проектная мощность производства механоактивированных портландцементов цветных (ПЦЦ) - 1т/час.
6. Номенклатура и характеристика продукции (указывается в карте технического уровня и качества продукции, прилагаемой к заданию на проектирование).
7. Режим работы производства - непрерывно-дискретный. Две смены по 8 часов 256 дней в году.
8. Технологическая схема и способ производства. Прилагаются.
9. Перечень и требования к новому оборудованию. Прилагаются.
10. Необходимость разработки автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП).
Для получения показателей качества международного класса требуется введение АСУ ТП на третьей стадии развития производства. После ввода в эксплуатации дополнительных линий, вывода их на проектную мощность и введения новой продукции на рынок потребления целесообразно повысить уровень качества выпускаемой продукции за счёт гарантии её цвета. Это возможно за счёт введения автоматического оптического контроля цвета и АСУ ТП.
11. Технико-экономические показатели, которые должны быть достигнуты в проекте при работе в одну смену:

NN
п/п Наименование показателей Размерность Величина
Расчётная Фактическая
1 2 3 4 5
1. Мощность линии премиксов Тыс.руб.
Тонны. Х)
1325
2. Мощность линии ПЦЦ Тыс.руб.
Тонны. 15900хх)
1325
3. Себестоимость тонны премикса Руб./т *)
4. Себестоимость тонны ПЦЦ Руб./т **)
5. Срок окупаемости капитальных вложений Годы 3
6. Удельные капитальные вложения Руб./т +)
7. Производительность труда на одного работающего т/чел
руб./чел. 1,7
8. Численность работающих на одной линии людей Чел. 3
9. Удельная трудоёмкость строительства Чел/дн. +)
Примечания: х) в зависимости от вещественного состава премикса, хх)из расчёта 19,5 тыс. руб./тн., *) в зависимости от вещественного состава, **) в зависимости от вещественного состава и схемы переработки. +) данные конкретного расчёта выбранной аппаратурной схемы.
12. Требования по разработке частей проекта:

Технологическая часть рабочего проекта в объёме:
Общей пояснительной записки по разделам:
o Технологические решения.
o Охрана окружающей среды.
o Решения по технике безопасности, промсанитарии и охране труда.
o Чертежи: строительная часть, металлоконструкции, энергоснабжение, технологическая часть производства. Компоновочные чертежи установки оборудования. Планы и разрезы.
o Защита окружающей среды. Для обеспыливания аспирационного воздуха из технологического оборудования предусматривается двухступенчатая очистка (циклоны и напорные рукавные фильтры). Сброс уловленной пыли осуществляется в скоростной смеситель. В объём проектирования не входит разработка мероприятий по охране окружающей среды в целом по заводу.

13. Основные источники снабжения производства сырьём и средствами энергетики:
13.1. Сырьём
o Цемент
o . Суперпластификатор С-3

o Формиат натрия сухой
o Эфиры целлюлозы
o Пигменты
o Другие добавки
13.2. Энергетикой:
o Электроэнергией.
o Сжатым воздухом (на технологические нужды).
13.3. Отходы производства (Биг-Бэги и бумажные мешки из-под добавок)




из силосов основного производства.
Автомобильный транспорт, Биг-Бэги из Новомосковска Тульской области.
По договору.
По договору.
По договору.
По договору.


От цеховой электрощитовой установки
От компрессора по трубопроводам сжатого воздуха


Утилизируются по существующей схеме предприятия.
14. Транспортные связи. Используются существующие на предприятии связи
15. Особые условия проектирования Сопряжение по производительности технологического оборудования основного производства и технологического оборудования дополнительного производства по списку см. аппаратурную схему и схему подачи сырьевых материалов. Прилагаются.
16. Срок разработки проекта. 14. 1У кв. 2014 г.- 1 кв. 2015 года
17. Другие части проекта. При необходимости. 15. Другие части проекта: строительная часть, металлические конструкции, электроснабжение, электроосвещение, КИП и А, аспирация, охрана окружающей среды, пожаротушение, разрабатываются параллельно технологической части по мере поступления данных для расчета.
(Файлы). Представлены условия совместимости сырьевых компонентов смеси для гиперпрессованного кирпича.
До начала работ по реорганизации завода гиперпрессованного кирпича выполним аван-проект в технологической, энергетической и экономической частях с привязкой одного или двух помольных модулей к существующим объектам. Эти работы компании поставщики оборудования обычно делают бесплатно.
(Файлы 37-45). Обсудим цветовой ассортимент готовой продукции. Самые "ходовые цвета" - это жёлтый и красно-коричневый. Труднее всего получить белоснежный кирпич. Старая Европа выстроена из кирпича (Файлы 46-56). . В Голландии (фото 1-2), Бельгии (фото 5-7), Германии (фото 8-13), много зданий выстроено из тёмно-коричневого кирпича. В Польше кирпич красный (фото 14).

Фото. 1-2 Дельфт. Ратушная площадь.

Фото 3,4. Современный культурный центр имени Яна Вермеера в Дельфте. Типовая застройка зданий Дельфта, выполнена из красно-коричневого глиняного кирпича. Здание Гильдии Святого Лукаса, где работал Ян Вермеер.


Фото 5. Дом Питера Пауля Рубенса в Антверпене. Бельгия.
Фото 6. Бельгия. Брюгге. Дома вдоль каналов.

Фото 7. Бельгия. Гент. Дома вдоль каналов.







Фото 8-9. Гамбург. Дома вдоль каналов.

Фото 10. Бывшая водонапорная башня Гамбурга теперь выполняет роль Планетария.
Фото 11. Гамбург. Железнодорожный вокзал и башня.

Красота германских городов завораживает, особенно прекрасно смотрятся красные дома в Эрфурте (фото 12). Задача номер один начать делать гиперпрессованный кирпич алого цвета и пурпурного и показать людям, как это красиво смотрится!

Фото 12. http://static.panoramio.com/photos/large/61856543.jpg Это штукатурная отделка, а мы сделаем кирпич!

Фото 13. Германия. Эрфурт. Фото 14. Польша. Торунь.

Фото 15,16. Англия. Йорк.

"Последний писк моды" в строительстве частных домов - так называемая "Баварская кладка". Ей не одна сотня лет. Я сама фотографии делала в Ливерпуле (файл 56), Йорке, Брюгге. Это застройка 17-19 веков! Они строили из керамического кирпича, в том числе некондиционного (пережог, недожог). Получался пёстрый дом. Если чередование цвета кирпича различных оттенков имело определённую закономерность, дом смотрелся уверенно и надёжно, такое же психологическое воздействие, например, имеют национальные чередующиеся рисунки орнаментов на праздничной одежде.
Наша задача получить направленный эффект воздействия с применением различной палитры цветов декоративных цементных гиперпрессованных кирпичей. В любом городе я смотрю фасады домов, анализируя, как это сделано? Очень интересно смотрится "баварская кладка" на цветных кладочных растворах. И это "новшество" из прошлых веков пришло!


Фото 17,18. Великобритания. Ливерпуль. "Баварская кладка".
ВЫВОДЫ:
o Применение механохимических технологий экономически и технически эффективно для всех компонентов вещественного состава рабочих строительных смесей для гиперпрессованного кирпича.
o Эффективность производства гиперпрессованного кирпича можно значительно увеличить за счёт использования механоактивированного премикса с комплексной функциональной добавкой.
o Механоактивации выгодно подвергать функциональные добавки: супер- и гипер-пластификаторы, эфиры целлюлозы и крахмала, редиспергируемые полимерные порошки, синтетические сухие латексы.
o Механоактивированные функциональные добавки необходимо смешать с частью рецептурного цемента и подвергнуть совместной механоактивации. Полученный таким способом премикс позволит регулировать свойства рабочих смесей для гиперпрессованного кирпича в широком диапазоне (Кузьмина В.П. патент РФ N2182137).
o Механоактивация функциональных добавок снижает водопотребность механоактивированного цемента на 40 %, что создаёт технические предпосылки для эффективного использования активных минеральных добавок в вещественном составе смеси для гиперпрессованного кирпича.
o Предварительная механоактивация суперпластификатора С-3 при прочих равных условиях повышает прочность портландцемента на марку.
o Механоактивация добавок различного назначения позволяет увеличить их рабочую поверхность в несколько раз, повысить их химическую активность в такой степени, что показатели качества гиперпрессованного кирпича на их основе улучшаются на 15% по сравнению с традиционной технологией. При этом себестоимость функциональных добавок понизится вдвое.
o Механоактивация портландцемента позволяет повысить его прочность в 1,75 раза и снизить расход цемента вдвое. Ускорение кинетики твердения портландцемента позволяет отказаться от тепловлажностной обработки кирпича!
o Механоактивация песка и наполнителя позволяет заметно увеличить их химическую активность при нормальных условиях, что позволяет повысить прочность кирпича.
o В настоящий момент на строительном рынке сложилась ситуация для динамичного развития отрасли производства декоративного гиперпрессованного кирпича.
o Ассортиментный ряд и рецептуры смесей для гиперпрессованного кирпича, в том числе декоративного, будут унифицированы за счёт введения механоактивированных премиксов, что позволит производить универсальные серии декоративного гиперпрессованного кирпича по целевым рецептурам.
o Анализ патентной ситуации свидетельствует о перспективе бурного развития строительного производства с применением новых инновационных технологий, например, с поверхностным окрашиванием гиперпрессованного кирпича, с нанодиоксидом титана для кирпича с самоочищающейся поверхностью. Всё это перспектива развития данного производства на ближайшие двадцать лет (Файлы 57-60).
Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован