Экологические проблемы производства изделий из фибролита

производство фибролита.doc

Характеристика сырьевых материалов . 8
Номенклатура выпускаемой продукции .. . 11
Выбор и обоснование технологического решения . .14
Структурные процессы .. ..15
Описание технологической схемы .. .. 18
Применение фибролитовых изделий . . ..24
Мероприятия по защите окружающей среды .. 27
Список использованных источников информации . . ..37
Актуальность темы связана с тем что фибролит – многофункциональный экологически безопасный обладающий тепло- и звукоизоляционными влаго- и огнестойкими высокими прочностными свойствами материал.
Фибролит может заменить традиционные виды строительных материалов т.к. он не горит морозо- и влагостоек. Строение из фибролита «дышат» т.е. летом будет свежо а зимой временные колебания температуры на улице окажут незначительное влияние на энергорасход.
Фибролит можно монтировать даже при низких температурах. Он легко обрабатывается - его можно пилить сверлить и вбивать в него гвозди. В него хорошо ввинчиваются шурупы и саморезы. При строительстве из фибролита не требуется тяжелая строительная техника. Материал экологичен безопасен для здоровья человека и окружающей среды.
Высокие теплоизоляционные свойства фибролитовых плит позволяют существенно снизить затраты на подогрев бетона проводить в зимних условиях заливку бетонного раствора сразу на целый этаж здания.
Фибролит – хороший теплоизоляционный материал и имеет достаточную несущую способность. Фибролит используется в зданиях с древесным каркасом для обшивки стен устройства перегородок перекрытий как конструктивный тепло- и звукоизоляционный материал. Его применение не ограничивается только строительством он с успехом применяется для декоративной отделки стен в качестве подвесных потоков а также в Европе широко используется как звукопоглощающие барьеры на автостраде в аэропортах.
Ко всем достоинствам прибавляется еще и то что срок службы фибролита на цементном вяжущем – не меньше 100 лет.
В Западной Европе плиты из «древесной шерсти» и цемента называются Wood Wool Cement Board (WWCB). В нашей стране этот материал относится к категории незаслуженно забытых. В то время как во всем мире технологии производства и области применения фибролита развивались и совершенствовались а объемы потребления неуклонно росли в России его производство было свернуто.
В СССР первое предприятие по производству фибролитовых плит (на магнезиальном вяжущем) было пущено в эксплуатацию в 1929 г. а в 1938 г. на Таллинском заводе теплоизоляционных плит было организовано производство фибролитовых плит на портландцементе.
В 1960–1980 гг. в СССР работали 42 предприятия по производству фибролита. По данным ЦСУ СССР в 1975 г. в общем производстве теплоизоляционных материалов более 9 % приходилось на производство цементного фибролита. В общей сложности в том году было выпущено около 3 млн м3 фибролитовых плит.
В Европе и США в условиях постоянного роста цен на энергоносители огромное внимание уделяется энергоемкости строительных материалов. Поэтому там наблюдается рост потребления фибролита. В России этому пока уделяется меньше внимания однако тенденция к удорожанию энергоносителей на внутреннем рынке уже сейчас ставит вопрос о строительстве теплосберегающих зданий и у нас. Температура внутренней поверхности фибролита начинает изменяться только по прошествии 946 ч от времени изменения температуры воздуха на улице (для минеральной ваты это значение составляет 184 ч). Именно это доказывает неоспоримое преимущество применения фибролита как наиболее эффективного энергосберегающего материала.
Как показывает европейский опыт при расчетах эксплуатационных затрат на пять лет окупаемость использования фибролита за счет затрат на энергосбережение будет многократной.
Материал под маркой «Гераклит» производства группы компаний Heraklith импортировался под заказ но он оказался более дорогостоящим чем фибролит латвийского и российского производства и с трудом выдерживает конкуренцию. Латвийский материал который соответствует европейским стандартам тоже на первый взгляд выглядит недешевым – 1 м2 плиты толщиной 50 мм стоит 11 евро (380 руб.). Впрочем при пересчете на жизненный цикл стоимость его окажется значительно ниже.
Несомненно необходимо развитие собственного производства фибролита в нашей стране. В условиях дефицита теплоизоляционных материалов потенциал у этого материала большой. Главная трудность здесь не только и не столько в стоимости оборудования и технологии (например стоимость оснащения предприятия оборудованием от голландской компании ELTOMATION BV в зависимости от уровня автоматизации и производительной мощности составит от 3 млн евро) сколько в недостаточной пока емкости рынка.
Но уже сейчас рассматривается возможность строительства предприятий по производству фибролита в различных областях России – в Мордовии Красноярском крае Башкортостане и др.
В связи с многофункциональным использованием фибролитовые плиты хорошо известны во Франции Италии Польше Великобритании Швеции Дании Австрии и других странах мира. Более того аргументом является то что более 25 лет назад концерн KNАUF разместил три завода по производству фибролита во Франции и один в Голландии которые и на сегодняшний день поставляют на строительный рынок высококачественные фибролитовые плиты.
Поставщиком оборудования по производству цементного фибролита на сегодняшний день является голландская компания ELTOMA-TION BV. Компания выполнила не менее 150 проектов во всем мире. Самый современный и полностью автоматизированный завод был запущен в августе 2005 г. в Южной Корее. Уже в процессе проект поставки полностью автоматизированного завода в Китай несколько проектов по модернизации существующих заводов современной технологией а также ведутся переговоры о поставке заводов в Россию и Украину.
Целью данной курсовой работы является изучение экологических проблем при производстве фибролитовых изделий.
Для выполнения поставленной цели решаются следующие задачи:
дать характеристику сырьевым материалам;
охарактеризовать номенклатуру выпускаемой продукции;
выбор и обоснование технологического решения;
описать основные структурные процессы;
дать описание технологической схемы производства;
выполнить спецчасть проекта;
предложить мероприятия по защите окружающей среды.
ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Сырьевыми материалами для изготовления цементного фибролита являются древесина в виде древесной шерсти цемент минерализующие добавки и вода[19].
Древесную шерсть для фибролитов получают из неделовой древесины — дровяника тонкомерного кругляка и отходов лесопиления без гнили с определенными допусками по кривизне и наличию сучков. При выборе древесины большое значение имеет наличие в ней водорастворимых веществ вредно влияющих на процессы схватывания и твердения портландцемента.
Содержание водорастворимых веществ в древесине зависит от породы части дерева его возраста и времени рубки а также от продолжительности вылеживания древесины на складе. Наименьшее количество водорастворимых веществ содержится в ели затем идут пихта тополь сосна. Наиболее богаты ими береза осина бук. Поэтому древесную шерсть получают преимущественно из хвойных пород. В основании ствола содержится значительно больше водорастворимых веществ чем в его середине. Древесина летней рубки значительно богаче ими чем древесина зимней рубки[22].
Древесная шерсть для фибролитов — длинная тонкая древесная стружка длиной 200 - 500 мм шириной 2 - 5 мм и толщиной 03 - 05 мм. Применение древесной шерсти толщиной менее 03 мм приводит к снижению прочности плит а при толщине более 05 мм шерсть становится ломкой и менее эластичной.
В составе фибролита древесная шерсть выполняет роль наполнителя. Благодаря этому фибролитовые плиты обладают ценными качествами древесины как натурального экологически чистого материала её прочностью и отличной теплоизоляцией[19].
Для изготовления фибролита обычно применяют портландцемент марки не ниже 400 быстротвердеющий портландцемент либо шлакопортландцемент. Наиболее пригодны быстротвердеющие цементы с содержанием C3S более 60 % и С3А — не менее 12 % обеспечивающие быстрый рост прочности цементного камня.
Содержание цемента обеспечивает готовым плитам прочность и долговечность использования[21].
Для нейтрализации вредного воздействия на цементный камень выщелачиваемых водорастворимых веществ и улучшения сцепления древесной шерсти с цементом древесную шерсть пропитывают растворами минеральных веществ — минерализаторов. Минерализаторами служат хлористый кальций жидкое стекло и другие вещества.
Для минерализации древесной шерсти используем раствор жидкого стекла низкой концентрации. Его использование при изготовлении фибролита обусловлено тем что при смешивании с цементом древесина выделяет водорастворимые сахара препятствующие твердению цемента. При обработке древесной шерсти раствором жидкого стекла на ее поверхности образуется тончайшая водонепроницаемая пленка которая препятствует взаимодействию сахаров древесины и цемента при этом сокращая время «схватывания» цемента и улучшая «сцепление» древесины и цемента. Вводят минерализатор в строго определенном количестве так как избыток или недостаток его существенно понижает прочность цементного камня и следовательно готовых плит[33].
Характеристика используемых сырьевых материалов приведена в таблице 1.
Таблица 1 – Характеристика сырьевых материалов
Вяжущее – портландцемент М 500 ГОСТ 10178
Предел прочности при сжатии
Предел прочности при изгибе
Вяжущее - стружка древесная ГОСТ 5244
Предельные отклонения
Минерализатор – жидкое стекло ГОСТ 13078
Массовая доля серного ангидрида
Водородный показатель
Содержание сульфатов
Содержание всех солей
Содержание взвешенных частиц
НОМЕНКЛАТУРА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ
Фибролит в силу своей структуры имеет только форму плит прочность которых на изгиб находится в пределах от 4 до 12 кгсм2[22].
Фибролитовые плиты - трудносгораемый биостойкий материал который делят на три марки и применяют в качестве теплоизоляционного (марки Ф-300) конструкционно-теплоизоляционного и акустического (марки Ф-400 и Ф-500) материалов в строительных конструкциях зданий и сооружений с относительной влажностью воздуха не выше 75%.
В зависимости от вяжущих веществ он разделяется на магнезиальный доломитовый цементный известковотрепельный гипсовый битуминозный.
Фибролит бывает термоизоляционный и конструктивный. Первый применяют для утепления стен и покрытий второй - для перегородок каркасных стен в сухих условиях. Фибролит считается местным материалом[1].
Для испытания фибролитовых плит применяют различные методы. Определение размеров плит производится с точностью до 1 мм по трем направлениям - длине ширине и толщине причем толщина измеряется в центре по углам и по середине каждой стороны плиты.
Объемный вес фибролита определяют следующим образом: целую плиту или часть ее вырезанную в виде образца прямоугольного сечения измеряют по длине ширине и толщине определяют ее объем затем образец взвешивают на весах с точностью до 10 г после чего вес делится на объем.
Для определения влажности образцы взвешивают с точностью до 1 г и высушивают в сушильном шкафу при температуре + 105 0С до постоянного веса и помещают на склад стройматериалов. Влажность фибролитовых плит не должна превышать 15 %[22].
Физико-механические показатели фибролитовых изделий различных марок должны соответствовать указанным в таблице 2.
Таблица 2 - Физико-механические свойства фибролитовых плит
Норма для плит марок
Средняя плотность в сухом состоянии кгм3
Влажность по массе % не более
Предел прочности при изгибе МПа
Модуль упругости при изгибе МПа не менее
Теплопроводность плит в сухом состоянии при температуре 20°C Вт(м*0С) не более
Водопоглощение по массе % не более
Фибролитовые плиты выпускаются правильной прямоугольной формы размерами:
- длина - 1 500 2 000 2 500 и 3 000 мм;
- ширина - 500 и 750 мм;
- толщина - 25 50 75 и 100 мм.
В зависимости от объемного веса фибролитовые плиты подразделяют на:
теплоизоляционные (250 - 400 кгм3) с пределом прочности при изгибе 5 - 6 кгсм2;
конструктивные (500 - 600 кгм3) с пределом прочности при изгибе не менее 8 - 10 кгсм2[22].
Номенклатура выпускаемой продукции представлена в таблице 3.
Таблица 3 – Номенклатура выпускаемой продукции
Наименование и эскиз изделия
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
При мокром способе специальная минерализация не производится а шерсть непосредственно окунается в цементный раствор содержащий добавки жидкого стекла и хлористого кальция. Цементный раствор приготовляют в двухлопастной мешалке принудительного действия.
Приготовленный раствор выливают в ванну для окунания шерсти. Ванна для окунания имеет корытообразную форму. С одной стороны ванны установлена растворомешалка а с другой в нее на глубину 04 м входит транспортер установленный под углом 600. Транспортер приводится в действие мотором. Шерсть опускается в ванну вручную на 3 – 4 мин.
Далее фибролитовая шихта (шерсть покрытая цементным раствором) подается транспортером на сетчатую раму виброгрохота на котором из шихты удаляется избыток раствора. Размер ячеек сетки 10*10 мм толщина проволоки 3 мм. Под сеткой установлен желоб для обратного стока излишка раствора. Затем шихта поступает в формы[19].
Производство фибролитовых плит мокрым способом имеет ряд недостатков:
во избежание осаждения цемента необходимо все время вручную перемешивать цементное тесто в ванне;
цемент часто схватывается что приводит к перерывам работе для чистки ванны и к потерям цемента которым обрастает оборудование;
при мокром способе в фибролит вводится большое количество воды что отражается на качестве плит.
При сухом способе все эти недостатки отпадают. По сухому способу шерсть (влажностью 20 – 25 %) смачивается минерализатором посыпается цементом и тщательно перемешивается[21].
В данной курсовой работе производство фибролитовых плит будем вести сухим способом.
СТРУКТУРНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Первые попытки изготовить фибролит на портландцементе относятся к началу XX века. Однако они не увенчались успехом поскольку или цемент не схватывался с древесной шерстью или прочность полученного материала была недостаточной. Тогда возникло предположение что древесина содержит вещества которые препятствуют нормальному твердению цемента. Проведенные научные исследования показали что причиной плохого схватывания цемента являются некоторые составные части древесины — «цементные яды»[33].
Борьба с «цементными ядами» в древесине является одной из основных задач от успешного решения которой в значительной степени зависит качество выпускаемых фибролитовых плит. К числу компонентов древесины которые могут отрицательно воздействовать нацемент относятся гемицеллюлоза крахмал иэкстрактивные вещества. Крахмал врастениях находится ввиде гранулированных зерен нерастворимых вхолодной воде. Приповышении температуры зерна частично растворяются. В лиственной древесине количество крахмала колеблется от1 до5 % взависимости отпороды; вдревесине хвойных пород крахмала ненаходят[34].
Экстрактивными веществами содержащимися вдревесине являются танниды (дубильные вещества) некоторые растворимые моносахара органические кислоты минеральные соли икислоты жирные исмоляные кислоты летучие масла.
Органические кислоты (уксусная щавелевая муравьиная) содержатся вдревесине внезначительном количестве (до 02–03% отеевеса).
Растворимые сахара (сахароза глюкоза фруктоза ит. д.) обладая малым размером части (до 1 мкм) легко диффундируют через стенки клеток древесины илегко вымываются водой. Поэтому онинаиболее опасны дляцементного фибролита. Водорастворимые сахара выделяющиеся из древесины как бы отравляют частички цемента изолируя их от воды с которой они должны вступать в химическую реакцию поэтому условно они и называются «цементными ядами». Кроме того выделяющиеся из древесной шерсти водорастворимые сахара уменьшают щелочность среды (рН) цементного теста в то время как высокое значение рН является необходимым условием для его твердения[33].
Обработка древесины сцелью локализации экстрактивных веществ может осуществляться физическимили химическим способами атакже ихкомбинацией. Физическое воздействие может осуществляться кислородом (окисление) солнечными лучами теплом иводой. Химическая локализация достигается путем обработки древесных частиц специальными веществами сцелью перевода древесных сахаров внерастворимые или безвредные дляцемента соединения.
При выдерживании древесины навоздухе веесоставных частях происходят сложные биохимические ифизико-химические процессы. Дубильные вещества окисляются ивпитываются встенки древесных клеток. Водорастворимые сахара подвергаются действию различных бактерий бродят и частично окисляются атакже остекловываются впроцессе высыханияили кристаллизуются переходя вменее растворимые формы посравнению ссахарами находящимися всоках свежесрубленного дерева. Посредством окисления древесины навоздухе особенно придействии солнечных лучей вредные дляцемента компоненты (сахара дубильные вещества смолы) превращаются вбезвредные нерастворимые вводе вещества[35].
В целях улучшения твердения фибролита в состав смеси вводят химические добавки — «минерализаторы». В данной курсовой работе в качестве минерализатора применяется жидкое стекло.
При обработке древесной шерсти раствором жидкого стекла помимо того чтооно воздействует надревесные сахара своей щелочной составляющей на поверхности древесной стружки образуется тончайшая водонепроницаемая пленка которая препятствует взаимодействию сахаров древесины и цемента.
Большинство минерализаторов втомчисле и жидкое стекло являются ускорителями схватывания итвердения цемента. Благодаря ускорению процесса схватывания сокращается период взаимодействия ядов сцементом авследствие ускорения иактивизации твердения цементного вяжущего более успешно преодолевается стабилизирующее действие экстрактивных веществ[33].
После пропитки древесной шерсти минерализатором ее смешивают с цементом и отправляют под пресс. В основе прессования лежит процесс связывания частиц цемента и древесной шерсти осуществляемый под нарастающим давлением.
Далее плиты зажатые в формах подвергаются твердению в естественных или искусственных условиях. Первые сутки твердения являются наиболее показательными и одновременно решающим периодом для вызревания плит цементного фибролита. За это время в основном заканчивается химическое взаимодействие древесины с цементом происходит формирование структуры материала достигается распалубочная прочность[24].
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
Процесс изготовления фибролитовых плит состоит из нескольких последовательных этапов:
минерализация древесной шерсти для производства фибролита;
приготовление формовочной смеси;
формование плит фибролита;
тепловая обработка фибролитовых плит[19].
Подготовка древесного сырья – один из наиболее важных моментов в производстве цементного фибролита. От правильной подготовки древесного сырья зависит расход цемента качество продукции продолжительность производственного цикла. Подготовка и обработка древесного сырья слагается из следующих основных операций: выдерживание расторцовка расколка и окорка.
Поступающую на склад древесину укладывают в штабеля и выдерживают на открытом воздухе не менее 4 - 6 весенне-летних месяцев (выдерживание древесины в холодное время года не улучшает ее свойств). В дальнейшем древесина разгружается на специально отведенную площадку. По этой площадке передвигается балансирная пила которой расторцовывают сырье на чураки длиной 05 м. Кондиционные чураки диаметром до 20 см укладываются на транспортер над которым установлен металлоискатель. Чураки с металлическими включениями сбрасываются с транспортера и идут в отход а годные направляются дальше к гидроокорочному барабану. Чураки диаметром более 20 см и с внутренней гнилью по транспортеру двигаются к колуну. Здесь они раскалываются и по транспортеру направляются к гидроокорочному барабану.
Затем окороченные чураки подают к древошерстным станкам на которых и вырабатывают древесную шерсть. Правильный выбор размеров древесной шерсти имеет большое экономическое и техническое значение. С увеличением толщины строгаемой шерсти возрастает производительность станков и снижается расход электроэнергии. Однако с толщиной шерсти связаны и такие свойства как эластичность шерсти прочность качество поверхности внешний вид и состояние кромок плит а также удобоукладываемость шихты при формовании[22].
Полученная древесная шерсть пневмотранспортом передается от станков в коллекторы смесительного отделения откуда поступает на вибростол на котором производится ее минерализация.
В установленный над вибростолом бачок насосом подается раствор минерализатора приготовленный в специальных емкостях. Минерализацию древесной шерсти для фибролита осуществляют путем ее обрызгивания 3 - 4%-ным водным раствором хлористого кальция или жидкого стекла. Для этого применяют различные устройства: шерстетрясы конвейеры с перфорированной лентой барабанные смесители. Через перфорированные трубки шерсть опрыскивается раствором минерализатора. На шерстетрясах из древесной шерсти отсеивается мелочь и стряхивается излишек раствора минерализатора. Минерализованная древесная шерсть сбрасывается с вибростола в смеситель куда поступает цемент через шнек-дозатор[1].
Внутри смесителя под шнеком-дозатором установлены пропеллеры для распыления цемента на древесную шерсть. Перемешивание в смесителе производится непрерывно. При приготовлении формовочной смеси для фибролита учитывают соотношение между древесной шерстью и цементом которое зависит от марки выпускаемых плит и вида древесной шерсти. Для каждого вида древесной шерсти существует рациональный расход цемента соответствующий оптимальной толщине слоя цементного камня на поверхности ее элементов. Дальнейшее увеличение расхода цемента не приводит к эффективному росту прочности цементного фибролита а лишь повышает его среднюю плотность. Уменьшение расхода цемента ухудшает скрепление лент древесной шерсти снижает био- и огнестойкость готовых изделий. Средние значения расхода древесной шерсти м3 и цемента кг следующие: для марки 300 — 04 и 190 для марки 400 — 055 и 240 для марки 500 — 082 и 270. Влажность смеси для получения плит хорошего качества должна поддерживаться в пределах 45 - 50 %.
Из смесителя шихта поступает на транспортер над которым размещены разравнивающий и сбрасывающий барабаны. Зубья сбрасывающего барабана подхватывают шихту и перебрасывают ее в металлические формы расположенные на движущемся транспортере вплотную друг к другу.
Далее формы проходят под подпрессовывающим барабаном уплотняющим шихту. После этого кругопильный станок с помощью балансирной пилы разрезает поперек ковер фибролитовой шихты между формами[4].
Заполненные шихтой формы по роликовому транспортеру поступают к пакетонаборному устройству являющемуся одновременно прессом. После того как по транспортеру пройдет десять форм автоматически включается поперечный транспортер который подает в пресс пригрузочную плиту.
После достижения заданной степени уплотнения массы фибролита формы сжимают струбцинами (фиксируют толщину уплотненной массы) с целью исключения упругого последействия лент древесной шерсти. В таком обжатом состоянии формы с уплотненной массой подают на тепловую обработку.
Тепловая обработка фибролитовых плит осуществляется в два этапа. Вначале тепловую обработку фибролита производят в формах в обжатом состоянии с целью закрепления структуры полученной при формовании. На этой стадии пакеты форм загружают в камеру твердения где их выдерживают при влажности среды 60 - 70 % и температуре З0 - 35 °С в течение 8 ч при использовании быстротвердеющего цемента и до 24 ч при применении обычного портландцемента.
Затем плиты фибролита распалубливают обрезают боковые и торцевые кромки и выдерживают под навесом на открытом воздухе (в летнее время) в течение 5 - 7 суток или в специальных сушилках при температуре 50 - 60 °С и относительной влажности 60 - 70 % в течение 1 - 2 суток. Влажность высушенных плит фибролита не должна превышать 20 %. Готовые плиты складывают в штабеля и вывозят на электропогрузчике для дальнейшего вызревания и сушки под навес[19].
Общая схема производства фибролитовых плит представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Блок-схема производства керамической плитки для полов
Для получения продукции по качеству соответствующему требованиям ГОСТа в технологическом процессе необходимо провести технический контроль карта которого представлена в таблице 4.
ПРИМЕНЕНИЕ ФИБРОЛИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
Редко встречается материал который может одновременно использоваться так многогранно как фибролит. Цементный фибролит может применяться в качестве несъемной опалубки при возведении стен перегородок перекрытий в зданиях при монолитном и деревянно-каркасном домостроении; как конструктивный тепло- и звукоизоляционный материал для обшивки стен чердаков устройства кровель подвалов; как декоративный материал для внутренней отделки помещений; в качестве звукопоглощающего и звукоизолирующего материала в помещениях с высоким уровнем шума[32].
Теплоизоляционные фибролитовые плиты используют для утепления ограждающих конструкций. Конструктивные цементно-фибролитовые изделия могут служить теплоизоляционным материалом для устройства перекрытий перегородок и покрытий зданий. Акустические фибролитовые материалы как отделочный материал применяют в помещениях производственных и общественных зданий где требуется специальная звукоизоляция (здания аэропортов фойе театров кинотеатров кафе рестораны).
Одно из основных применений фибролита - несъемная опалубка в монолитном домостроении например при строении коттеджей многоэтажных зданий хозяйственных построек также при реконструкции и ремонте зданий. Несъемная опалубка из фибролитовых плит — прогрессивное направление в современном малоэтажном домостроении. Применение несъемной опалубки из фибролита один из наиболее простых быстрых и экономичных способов строительства. Технология не требует привлечения тяжелой техники. Плиты несъемной опалубки обрабатываются как древесина: пилятся и скрепляются гвоздями. Особенности конструкции позволяют также быстро обустроить инженерные коммуникации здания. Используя фибролит в качестве несъемной опалубки для пенобетона можно увеличить объемы сооружения и снизить его стоимость. Применение несъемной опалубки в 15 раза сокращает время строительства снижает трудозатраты что существенно сказывается на стоимости. В Западной Сибири где тепло длится всего 3 - 35 месяца строители успевают возвести монолитным способом «коробки» домов[21].
Большое преимущество фибролита в том что его использование возможно при низких температурах. В условиях Крайнего Севера происходит комплексное применение этого уникального материала. Его высокие теплоизоляционные свойства позволили существенно снизить затраты на прогрев бетона проводить в зимних условиях заливку бетонного раствора сразу на целый этаж здания.
Ограждающая конструкция с использованием фибролита получается теплее традиционных из кирпича и пеноблоков не создает большой нагрузки на фундамент. В результате это позволяет добиться высокого качества строительства при относительно невысоких затратах и за минимальные сроки.
Возможно возведение из этих плит стен и бескаркасных межкомнатных перегородок. Высокая пористость и состав изделия обеспечивают надежное сцепление плиты с поверхностью; влагостойкость и шумоизоляционные свойства позволяют использовать материал в ванных комнатах и туалетах в качестве потолков над бассейнами[20].
Фибролит также применяется для теплоизоляции зданий и сооружений. Теплосопротивление этого материала качественно возрастает в случае применения двух- и трехслойных вариантов с использованием пенополистирольных или минераловатных плит. Трехслойная плита состоит из слоя пенополистирола минераловатной или базальтовой теплоизоляции с обеих сторон покрытого фибролитовыми плитами толщиной 25 35 или 50 мм. Фибролитовый слой несет нагрузку штукатурки способствует паровой диффузии (стена «дышит») увеличивается огнестойкость помещения так как плиты относятся к категории негорючих строительных материалов.
Фибролитовая плита обладает исключительными свойствами шумоизоляции и при использовании в конструкции полов опережает все известные способы и технологии устройства «тихих полов» обеспечивая дополнительную изоляцию межэтажных перекрытий. Плита надежно защищает от ударного и воздушного шумов. Поверхность плиты позволяет использовать все виды напольных покрытий от линолеума до плитки. Изделие удобно в эксплуатации: не скрипит не гниет не разрушается под воздействием влаги[29].
Цементно-фибролитовые плиты нашли применение при устройстве кровель. Крепление плиты на несущие конструкции крыши обеспечивает не только подготовку плоскости под кровельные материалы но и тепло- и шумоизоляцию кровли. Высокая степень огнестойкости изделия позволяет профессиональным кровельщикам наплавлять рулонные покрытия на плиту открытым пламенем. Кроме того материал отличается легкостью монтажа его можно монтировать под мягкую кровлю в любое время года.
Фибролитовые плиты используют и для выравнивания фасадов с одновременным утеплением и изоляцией от шума при реконструкции старых зданий[28].
Применение фибролита не ограничивается только строительством он с успехом применяется для декоративной отделки стен в качестве подвесных потолков а также в Европе широко используется как звукопоглощающие барьеры на автостраде в аэропортах и др.
Таким образом фибролитовые плиты могут использоваться практически во всех областях современного строительства. Из фибролитовых плит возможно возведение строительных объектов в сейсмоопасных районах на проблемных грунтах в экстремальных природных условиях.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ФИБРОЛИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
В процессе подготовки древесной шерсти происходят различные процессы деревообработки. Механическая обработка древесины связана с выделением загрязняющих веществ (древесная пыль различной крупности опилки стружка). При распиловке лесоматериалов хвойных и лиственных пород образуются отходы: кора горбыль опилки[31].
Опилки и пыль от процессов пиления представляют собой опасность возникновения пожара и взрыва. С целью минимизации такой опасности древесная пыль может удаляться с помощью ручных средств собираться с помощью локальных вытяжных вентиляционных систем или собираться в большие пылеуловительные камеры или циклоны.
На этапе подготовки древесной шерсти целесообразным будет внедрить систему пылеулавливания представленную на рисунке 1.
Рисунок 1 – Система пылеулаливания
Предлагаемая система очистки запыленного воздуха позволяет удалить из пылегазового потока высокодисперсные пылевые частицы. Данная система пылеулавливания работает следующим образом. Запыленный поток газа от источника по трубопроводу вентилятором подается на тангенциальный входной патрубок первого пылеуловителя по трубопроводу с открытой заслонкой на входной завихритель размещенный во втором входном патрубке второго пылеуловителя. Очищенный в системе пылеулавливания поток газа из осевого выходного патрубка первого пылеуловителя выбрасывается в атмосферу. Из бункера пылеуловителя по патрубку осуществляется отсос пылегазовой смеси которая по трубопроводу с открытой заслонкой подается к верхнему тангенциальному патрубку пылеуловителя. Очищенный газ из осевого выходного патрубка второго пылеуловителя по трубопроводу подается на вход вентилятора.
При такой схеме размещения элементов заслонками регулируется расход газа подаваемого на входные завихрители первого и второго пылеуловителей. Также заслонками обеспечивается возможность подключения и отключения пылеуловителя а осуществляется регулирование объема пылегазовой смеси отсасываемой из конического бункера первого пылеуловителя[2].
Помимо древесной пыли в процессе производства фибролита при приготовлении шихты образуется цементная пыль. Повышенным выделением пыли отличаются надбункерное пространство дозирование рабочих смесей и смесительное отделение. Запыленность воздуха цементной пылью может превышать санитарные нормы до 3 раз.
Цементная пыль вредно действует главным образом на органы дыхания вызывая заболевания верхних дыхательных путей и легких а также на кожу и глаза. Наибольшую опасность для организма работающих представляют частицы пыли размером до 50 мкм которые могут находиться в воздухе во взвешенном состоянии долгое время особенно при повышенной его подвижности и проникать глубоко в органы дыхания[30].
Для снижения вредного воздействия цементной пыли на этапе приготовления формовочной шихты необходимо установить очистное оборудование представленное на рисунке 2.
Рисунок 2 – Многоступенчатый центробежный пылеуловитель
Данный центробежный пылеуловитель позволяет достичь высокой эффективности улавливания наиболее тонких фракций пыли из-за того что осаждение пыли происходит при безотрывном движении пылегазового потока с нарастающей скоростью по плавно убывающему радиусу кривизны криволинейного канала. Это способствует глубокому расслоению пылегазовой смеси в центробежном поле камеры первичной сепарации в которой осаждается основная часть твердых частиц до 98% от содержащихся во входящем пылегазовом потоке.
Многоступенчатый центробежный пылеуловитель работает следующим образом. Пылегазовый поток через тангенциальный входной патрубок поступает в камеру первичной сепарации где в результате движения по криволинейной траектории под действием центробежных сил происходит его расслоение на концентрированный периферийный слой и очищенный внутренний слой потока[3].
Пройдя участок осаждения протяженностью по дуге криволинейного канала 180° то есть первую ступень разделения часть сконцентрированного пылевого слоя прилегающая к стенке камеры первичной сепарации через щелевой зазор выводится в бункер и удаляется из пылеуловителя. Не уловленная в первой ступени разделения средняя часть пылегазового потока ускоряясь по криволинейной поверхности сепарационного канала камеры первичной сепарации и пройдя участок осаждения протяженностью по дуге криволинейного канала 90° то есть вторую ступень разделения попадает в щелевой зазор и далее в бункер. Пылевые частицы траектории которых прошли мимо щелевого зазора продолжают ускоряться двигаясь по участку осаждения протяженностью по дуге криволинейного канала 90° убывающего радиуса то есть по третьей ступени разделения с нарастающей скоростью сбрасываются через щелевой зазор на вход камеры первичной сепарации оттесняя твердые частицы входящие вдоль внутренней стенки входного патрубка в сепарационный канал к внешней стенке участка осаждения то есть в первую ступень разделения. Центральная часть потока в камере первичной сепарации вращаясь по спиральной траектории приобретает осевую скорость и поступает в диффузорный патрубок а твердые частицы движущиеся по спиральной поверхности попадают в течение Тэйлора-Гертлера и через кольцевой канал выводятся в камеру вторичной сепарации где окончательно улавливаются в изолированном пылесборном бункере. Во вращающемся в центре камеры первичной сепарации пылегазовом потоке на торцевой крышке технологического люка образуется донное течение увлекающее наиболее мелкие твердые частицы к оси вращения что способствует их попаданию в осевой поток и уносу из камеры первичной сепарации[3].
Прошедший через диффузорный патрубок пылегазовый поток попадает в цилиндрическую камеры доочистки. Встречая на своем пути четырехлопастной закручиватель потока осевой поток отклоняет свою траекторию движения в радиальном направлении. Твердые частицы двигаясь далее по спиральной траектории под действием центробежных сил отжимаются к внутренней поверхности и наталкиваясь на фронтальную кромку отбрасываются через продольные горизонтальные щели в изолированные осадительные камеры. Продолжая движение в направлении патрубка вывода очищенного газа пылегазовый поток огибает фронтальную поверхность профилированного обтекателя заставляя оставшиеся твердые частицы пыли как более инерционные двигаться в постоянный кольцевой зазор образованный диффузорным входом патрубка вывода очищенного газа и внутренней поверхностью цилиндрической обечайки. Очищенный от твердых частиц воздух огибая по спирали тыльную поверхность профилированного обтекателя обращенную в сторону патрубка вывода очищенного газа перетекает через регулируемый кольцевой зазор в патрубок вывода очищенного газа и плавно раскручиваясь удаляется из пылеуловителя[3].
Введение предложенного очистного оборудования позволит примерно на 95 % снизить запыленность воздуха.
Курсовая работа состоит из 58 страниц 5 таблиц 3 рисунков 35 наименований источников информации.
Целью курсовой работы было изучение экологических проблем при производстве фибролитовых изделий.
В ходе выполнения курсовой работы цель была достигнута путем решения следующих задач:
дана характеристика сырьевым материалам;
охарактеризована номенклатура выпускаемой продукции;
выбрано и обосновано технологическое решение;
описаны основные структурные процессы;
дано описание технологической схемы производства;
выполнена спецчасть проекта;
предложены мероприятия по защите окружающей среды.
Фибролит представляет собой материал полученный из затвердевшей смеси портландцемента воды и древесной шерсти. Изделия из фибролита прочны и долговечны обладают высокой степенью огнестойкости не боятся высокой влажности позволяют обеспечить необходимый уровень теплового и акустического комфорта жилища. Помимо этого им присущи такие свойства как трещино- морозо- и биостойкость структурная прочность. Плиты просты и легки в обработке и монтаже имеют стабильные геометрические размеры и совместимы со всеми видами традиционных и современных отделок.
Фибролитовые плиты в зависимости от применения подразделяют на три марки. Различают теплоизоляционные и конструктивные фибролитовые плиты объемный вес которых 250 – 400 кгм3 и 500 - 600 кгм3 соответственно. В данной курсовой работе производятся теплоизоляционные фибролитовые изделия марок Ф-300 Ф-400 и конструктивные фибролитовые плиты марки Ф-500.
Проанализировав несколько технологических схем производства была выбрана наиболее выгодная доступная и экологически чистая технология изготовления изделий из фибролита которая подробно описана в 5 разделе данной курсовой работы.
Цементный фибролит представляет собой многофункциональный материал. Благодаря своим свойствам фибролит используется и в качестве теплоизоляционного материала и может служить для устройства перегородок покрытий и перекрытий зданий применяется как акустический материал. В выполненной работе подробно описаны области применения фибролитовых плит в современном строительстве.
В процессе производства изделий из фибролита выделяется большое количество пылевидных частиц. На этапе подготовки древесной шерсти происходят различные процессы деревообработки что связано с образованием древесной пыли различной крупности. Помимо пыли древесной в процессе производства фибролита при приготовлении шихты образуется тонкодисперсная цементная пыль. На основе патентного поиска предложены система пылеулавливания для снижения выбросов древесной пыли в атмосферу и многоступенчатый центробежный пылеуловитель для снижения вредного воздействия цементной пыли.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
Айрапетов Г.А. Безродный O.K. Жолобов А.Л. Строительные материалы: Учебно-справочное пособие. – С.-П.: Изд-во «Феникс» 2005
АС Азаров В.Н. Теличенко В.И. Гутенев В.В. Тюрин А.С. (19)RU(11)2346726(13)C1
АС Гаркуша Н.Н. Тарасов В.П. (19)RU(11)2394629(13)C13. АС Логунцов В.Ф. Логунцов С.В. (19)RU(11)2308314(13)C1
Богданов В.С. Булгаков С.Б. Ильин А.С. Технологические комплексы и механическое оборудование предприятий строительной индустрии. - СПб.: Проспект Науки 2008. - 624 с.
Васюнина С.В. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Экологические проблемы производства стекла и керамики» для студентов 5 курса обучающихся по специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды».- Брянск БГИТА 2009.- 20 с.
Гегерь В.Я. Городков А.В. Основы архитектурно-строительного проектирования промышленных зданий.- Брянск БГИТА 2004.- 118 с.
ГОСТ 5244-79. Стружка древесная. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов 1979.- 13 с.
ГОСТ 13078-81. Стекло натриевое жидкое. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов 1981.- 11 с.
ГОСТ 23732-79. Вода для бетонов и растворов. Технические условия.- М.: Изд-во стандартов 1981.- 19 с.
ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.- М.: Изд-во стандартов 1981.- 19 с.
ГОСТ 30108-94. Материалы и изделия строительные. Определение удельной активности естественных радионуклидов.- М.: Изд-во стандартов 1994.- 9 с.
ГОСТ Р 50801-95. Древесное сырье лесоматериалы полуфабрикаты и изделия из древесины и древесных материалов (Допустимые уровни удельной активности радионуклидов цезия-137 (Cs-137) и стронция-90 (Sr-90)).- М.: Изд-во стандартов 1995.- 14 с.
ГОСТ Р 51966-02. Загрязнение радиоактивное. Технические средства дезактивации. Технические условия.- М.: Изд-во стандартов 2002.- 5 с.
ГОСТ 17.2.4.07-90(02). Охрана природы. Атмосфера. Методы определения давления и температуры газопылевых потоков отходящих от стационарных источников загрязнения.- М.: Изд-во стандартов 2002.- 6 с.
ГОСТ 12.1.003-91(02). ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.- М.: Изд-во стандартов 2002.- 4 с.
ГОСТ 12.1.012-96(02). ССБТ. Вибрационная безопасность. Технические условия.- М.: Изд-во стандартов 2002.- 5 с.
Закон РФ «Об охране окружающей среды» от 10.01.02.№7- ФЗ.- М.: НОРМА 2002.- 28 с.
Закон РФ «Об экологической экспертизе» от 16.11.95.№167- ФЗ.- М.: НОРМА 2003.- 34 с.
Катанов Д.Д. Производство фибролитовых плит на цементе. - М.: Высшая школа 1984. - 124 с.
Корчагина О.А. Однолько В.Г. Теплоизоляционные материалы. – Тамбов; Изд-во ТГТУ 2004. – 78 с.
Мальцев М.Г. Хрулев В.М. Хасанов Р.Ш. Эффективное использование цементно-стружечных плит. Строение свойства и качество древесины - 2000. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН 2000. – 295 с.
Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. - М.: Стройиздат 1990. -415 с.
НРБ-99. Нормы радиационной безопасности. Основные положения.- М.: Госкомэпиднадзора России 1999.- 15 с.
Попов К.Н. «Строительные материалы и изделия»: - М.: Высшая школа 2002.- 367 с.
СаНПиН 2.1.6.1032-01. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест.- М.: Федеральный центр Госэпиднадзора 2001.- 11 с.
СаНПиН 2.2.4.1000294-03. Гигиенические требования к составу воздуха производственных общественных помещений.- М.: Министерство здравоохранения РФ 2003.- 12 с.
СанПиН 2.2.12.1.1.1200-03 Санитарная классификация и санитарно-защитные зоны промышленных предприятий и сооружений. – М. : Росздрав 2007. – 36 с.
Современные теплоизоляционные материалы Жилая среда -2010 – № 5 – с. 55-57.
Фибролит в России. Практика применения Кровли -2007 – № 3 – с. 35 - 37.
Фиксин П.В. Сканчук Р.Г. Охрана окружающей среды на предприятиях строительной индустрии. – М.: ИД Наука 2004.- 196 с.
Хвастунов В.Л. Охрана окружающей среды на предприятиях строительной индустрии. - Пенза: Изд-во Гос. архит.-строит. акад. 1996. - 155 с.
Хрулев В.М. Мальцев М.Г. Хасанов Р.Ш. Цементно-стружечные плиты в строительстве. - Уфа: УГНТУ 2001. - 96 с.

схеммма.cdw

Хранение цельной древесины
Окаривание древесины
Распиловка бревен на чураки
Получение древесной шерсти
Подача древесной шерсти на вибростол
Минерализация древесной шерсти
Временное хранение портландцемента
Получение формовочной смеси
Транспортирование форм с шихтой
Уплотнение формовочной смеси
Разрезание "ковра" фибролитовой плиты
Подача форм к пакетонаборному устройству
Прессование пакета пригрузочной плитой
Подача форм на тепловую обработку
Тепловая обработка фибролитовых изделий
Расформирование пакета фибролитовых плит
Распалубливание фибролитовых изделий
Обрезка боковой и торцевой кромки
Транспортирование готовой продукции на склад
Выдержка фибролитовых плит на открытом воздухе
Очистка загрязненного воздуха от древесной пыли
Очистка загрязненного воздуха от цементной пыли
Контроль радиоактивности
Контроль запыленности
Контроль освещенности
Контроль вибрации: виброскорость не более 0
Контроль микроклимата рабочей зоны:
КР - 2068029 - 280202 - 016 - 10
Экологические проблемы при производстве
фибролитовых изделий
Технологическая схема производства
Экологический контроль