Модернизация строительной промышленности

Государственная программа "Приоритетные направления развития промышленности строительных материалов и стройиндустрии на 2001-2005 годы" предусматривает модернизацию, а, по сути, спасение сотен домостроительных комбинатоав, заводов КПД и ЖБИ. Их реконструкция позволит отечественной строй - индустрии произвести коренную перестройку как в области применения новых технологий преимущественно интенсивного уплотнения, так и в номенклатуре выпускаемых изделий.

И ряд предприятий уже провел такую реконструкцию, приобретя технологические линии преимущественно зарубежного производства.

Любую реконструкцию предприятия следует начинать с модернизации бетоносмесительного комплекса. Бессмысленно покупать дорогостоящее формовочное оборудование, не обеспечив его бетоном требуемого качества.

Практика передовых заводов, в частности ОАО "345-й механический завод" г. Балашиха Московской обл.), показывает, что в большинстве случаев внесением небольших изменений в конструкцию узлов и агрегатов, правильной организацией технологии, компьютеризацией, обеспечивающей обратную связь и возможность корректировки процесса, а также правильной работой с заполнителями можно на отечественном оборудовании достичь высоких результатов.

Известно, что российские производители серийного бетоносмесительного оборудования для приготовления жестких бетонных смесей выпускают в основном бетономешалки принудительного перемешивания с вертикально расположенным валом и жестко прикрепленными к нему лопастями. Эти смесители достаточно успешно перерабатывают крупнозернистые бетонные смеси с осадкой конуса до 5 см.

Массовый переход промышленности строительных материалов на выпуск изделий из мелкозернистых (песчаных) бетонов и использование в новых, в том числе и импортируемых технологиях методов интенсивного уплотнения жестких и особо жестких смесей показали недостаточную эффективность этого оборудования для получения смесей требуемого качества.

По-прежнему выпускаются в основном смесители проектировки 50-60-х годов и очередь желающих приобрести их не уменьшается. Производители, таким образом, практически не заинтересованы в совершенствовании смесителей.

К основным недостаткам указанного оборудования следует отнести в первую очередь низкую однородность перемешивания. Действительно, при перемешивании крупнозернистых смесей процессу смешивания способствует крупный заполнитель, который вовлекает в движение прилегающие слои раствора. В мелкозернистых смесях этого не происходит, и перемешивание идет в макрообъемах, а с увеличением жесткости смеси этот недостаток усугубляется.

В зарубежной практике производства смесительного оборудования для приготовления жестких мелкозернистых смесей применяются так называемые активаторы-агрегаты, перемешивающие бетонную смесь в микрообъемах. Высокооборотные смесители-активаторы размещаются на лопастях либо на корпусе бетономешалки таким образом, что их воздействию последовательно подвергается весь объем замеса.

Повышение гомогенности смеси существенно (до 10%) увеличивает прочность бетона. Отсутствие в отечественной практике серийного изготовления подобных агрегатов, несмотря на имеющиеся разработки и большое количество опытных образцов, делает целесообразным на этом этапе реализовать иную схему перемешивания, дающую возможность получить результат, близкий к перемешиванию в смесителях-активаторах.
Такими смесителями являются агрегаты, осуществляющие перемешивание во встречных потоках: струйные (конструкции А.Р. Машина), противоточные (С-356), планетарные (С-951), турбулентные (СБ-81), двухвальные.

Наиболее распространенными из серийно выпускаемых являются двухвальные смесители (например, СБ-163), которыми целесообразно комплектовать модернизированные бетоносмесительные комплексы.

Дополнительно улучшить качество перемешивания в отечественных смесителях можно небольшими конструктивными изменениями и технологическими приемами. Так, применяемая в отечественной практике разовая либо струйная подача воды в смеситель - одна из основных причин снижения однородности бетонной смеси.

Установлено, что даже при одинаковых показателях прочности бетонных кубов, изготовленных из проб, взятых из разных мест в бетономешалке, перемешивание внутри микрообъемов недостаточное. В бетоне, конгломератном материале это всегда приводит к снижению прочности. Подача воды под давлением в процессе перемешивания смеси из многих точек по периметру смесителя и увеличение времени подачи позволяют равномерно ввести в воду бетонную смесь.

Широко известный технологический прием, используемый при приготовлении жестких бетонных смесей, - перемешивание насухо заполнителя и цемента хотя и несколько удлиняет общий цикл перемешивания, но зато способствует увеличению однородности бетона. Это происходит, в том числе, из-за особенностей перемешивания, позволяющих частично очистить поверхности заполнителя от пленок и прослоек пылеватых и глинистых примесей, препятствующих надежному сцеплению цементного камня с заполнителем. После очистки эти примеси, равномерно смешиваясь с остальными компонентами смеси, из вредных становятся полезными в качестве слабого пластификатора.

Различные авторы предлагают разные схемы введения ингредиентов смеси в бетономешалку. Очевидно, что реализация этого технологического приема существенно зависит от характеристик смесителя, жесткости бетонной смеси, вида заполнителей и цемента. Поэтому при проведении пусконаладочных работ по бетоносмесительным комплексам целесообразно оценить влияние этого фактора на гомогенность смесей, время перемешивания и включить оптимальную схему последовательности засыпки ингредиентов в алгоритм работы линии.

При отсутствии необходимых исследований либо невозможности их проведения целесообразно принять следующую очередность подачи при непрерывном перемешивании: крупный заполнитель, мелкий, затем цемент и вода с химдобавками.

Реализация автоматической системы управления (АСУ) приготовлением бетонных смесей позволяет:

• повысить производительность бетоносмесительного узла;
• обеспечить обратную связь - возможность корректировки технологического процесса без остановки оборудования;
• исключить влияние "человеческого фактора";
• обеспечить регистрацию хода и результатов процесса;
• включить в АСУ алгоритмы оптимальных схем загрузки бетоносмесителя.

Алгоритм должен быть построен так, что выполнение производственного задания начинается с ввода заявки, далее оператор только контролирует выводимую на терминал динамику процесса, имея при этом возможность вмешаться в технологический процесс на любой его фазе как по собственной инициативе, так и по просьбе компьютера при обнаружении отказов.

АСУ процессами приготовления бетонной смеси прошла многократно апробацию, что позволило выявить и устранить элементы, по которым наблюдались отказы. И, наконец, чрезвычайно важным этапом качественной работы бетоносмесительного комплекса является подготовка заполнителей. В зарубежной практике подготовке заполнителей уделяется самое серьезное внимание: в технологическом процессе, как правило, используются только мытые, сухие, фракционированные заполнители.

Для каждой марки бетона и каждой удобоукладываемости смеси применяется индивидуальный набор заполнителей. БСУ обычно включает 5-6 бункеров для заполнителей, автоматизированную дозировку отдельных, фракций, что позволяет получать качественные бетонные смеси.

В отечественной практике подготовка заполнителей обычно не проводится, и если сама технология производства щебня: дробление, отсев, повторное дробление и др. - позволяет получать фракционированный (2-3 фракции) чистый крупный заполнитель, то песок используется речной или карьерный, не подвергавшийся переработке.

При некачественных заполнителях приходится платить дважды - за случайную гранулометрию и "грязь" и за нестабильность технологического процесса, вызванную изменением грансостава и загрязненностью заполнителей от замеса к замесу. Исследованиями отечественных и зарубежных ученых установлено, что эта "плата" составляет от 10 до 20% расхода цемента, причем верхняя граница относится ко все более широко используемым жестким мелкозернистым смесям.

Без дополнительных дорогостоящих процессов по подготовке заполнителей, которые, как правило, должны выполняться поставщиками, даже на самом лучшем бетоносмесительном комплексе с импортным смесителем-активатором не удается достичь качества бетона, получаемого на подготовительных заполнителях.

Однако ряд мероприятий для улучшения качества заполнителей может быть произведен без значительных капиталовложений.

Таким образом, реализация комплекса мероприятий, включающих пользование лучших образцов от естественного смесительного и дозирующего оборудования с указанными конструктивными изменениями, автоматизация технологического процесса с алгоритмами обратной связи и оптимальных схем введения цемента, заполнителей, воды и химдобавок, а также включение в технологию этапа подготовки заполнителей при относительного небольших затратах позволят обвить качество бетонных смесей, получаемых на отечественных и лучших зарубежных бетоносмесительных комплексах.

В целом, квалифицированно проведенная работа по организации производства бетонорастворных смесей позволяет улучшить качество выпускаемой продукции, снизить ее себестоимость, стабилизировать технологический процесс.
По материалам журнала "Стройка"