Производство силикатных ячеистых бетонов, осно­ванное на использовании повсеместно распространен­ного сырья и требующее относительно небольших за­трат материальных и топливно-энергетических ресур­сов, характеризуется самой низкой материало - и энер­гоемкостью в сравнении с производством других стено­вых строительных материалов (см. табл. 2). Вместе с этим в настоящее время имеются реальные предпосыл­ки повышения экономической эффективности произ­водства силикатных ячеистых бетонов за счет сниже­ния их средней плотности, широкого вовлечения в производство в качестве основного сырья различных промышленных отходов и вторичнных ресурсов, сни­жения топливно-энергетических затрат на подготов­ку (помол) сырьевых материалов и автоклавную об­работку.

Топливно-энергетические затраты на получение 1 м3 ячеистого бетона на различных предприятиях от­расли колеблются в очень широких пределах — тепла от 0,19 до 0,52 — 0,84 Гкал, электроэнергии от 10 до 50 кВт ч, а в отдельных случаях до 65 — 75 кВт ч. В целом же на долю топливно-энергетических затрат приходится 5 -—16% полной себестоимости. Наиболее энергоемким переделом в технологии ячеистых бетонов является помол сырьевых материалов.

При использовании традиционной схемы подготов­ки сырьевых материалов, предусматривающей мокрый помол песка, затраты электроэнергии могут быть сни­жены за счет применения добавок ПАВ, которые вво­дятся в мельницу мокрого помола с водой (см. рис. 27). В этом случае повышение плотности шлама без ухуд­шения его подвижности позволяет повысить произво­дительность помольного оборудования в 1,3 — 1,4 раза, снизить удельные энергозатраты на 5 — 6 кВт ч/т, или на 10 — 15%. Не менее важно, что при этом, как уже отмечалось выше, достигается и улучшение свойств ячеистого бетона.

Особенно эффективным, как показывает опыт Бел- город-Днестровского завода ячеистых бетонов и изде­лий, является сочетание грубодисперсного помола пес­ка с использованием добавки ПАВ. В частности, мок­рый помол основной массы песка (65 — 75%) до удель­ной поверхности 90 -- 120 м2/кг в присутствии добав­ки ПАВ позволил повысить производительность по­мольного оборудования до 2 раз и снизить суммарные удельные энергозатраты на подготовку сырьевых мате­риалов на 8 — 10 кВт ч/т.

Исследования МИСИ им. В. В. Куйбышева, НИПИ- силикатобетона и Воронежского ИСИ, а также - опыт работы цеха ячеистых бетонов Воронежского завода ЖБИ-1 [6] и предприятий, работающих по технологии фирмы "Калсилокс", показывают возможность сниже­ния удельных затрат электроэнергии при помоле на 30 -- 40% и суммарных энергетических затрат на по­мол и автоклавную обработку в 1,5 раза при использо­вании способа совместного сухого помола компонен­тов — "сухой" схемы подготовки сырьевых материалов. Не менее важно, что при этом способе снижается износ мелющих тел и футеровки мельницы, величина кото­рого при мокрой схеме помола составляет в среднем 1,19% массы подвергаемого помолу песка. В результа­те ежегодный намол металла на заводах ячеистых бе­тонов составляет в среднем 40 -- 42 тыс. т.

В этой связи заслуживает внимания опыт зарубеж­ных фирм, которые помол песка осуществляют, как правило, в мельницах с резиновой футеровкой, а в ка­честве мелющих тел используют песчаник или кварци­ты с размером кусков 30 — 70 мм. Это позволяет не то­лько исключить намол металла, но и обеспечивает по­вышение химической активности кремнеземистого компонента по сравнению с помолом в мельнице с ме­таллическими мелющими телами. Связано это, как нам представляется, с высокой чистотой вновь образу­ющихся при помоле поверхностей частиц песка, а так­же появлением в шламе высокодисперсных аморфизи - рованных частиц. Последние, обладая высокой хими­ческой активностью, способствуют при автоклавной об­работке повышению в жидкой фазе концентрации си­ликат-иона, что приводит к интенсификации процес­сов структурообразования и повышению прочностных И эксплуатационных показателей ячеистого бетона.

Экономия топливно-энергетических ресурсов приоб­ретает все возрастающее значение и затрагивает прак­тически все отрасли промышленности строительных материалов. Важным показателем любого производст­ва является его энергоемкость — суммарные затраты тепловой и электрической энергии на получение еди­ницы продукции.

В производстве ячеистых бетонов самым энергоем­ким и продолжительным технологическим переделом является автоклавная обработка. При этом расход теп­ловой энергии составляет около 50 — 60% общего рас­хода. В этой связи вопросы снижения расхода пара и сокращения продолжительности автоклавной обработ­ки приобретают особую актуальность.

Одним из существенных резервов экономии тепло­вой энергии является вторичное использование отрабо­танного пара и конденсата, на долю которых прихо­дится около 30% теплопотерь (табл. 11). Для этого не­обходимо на предприятиях предусмотреть перепуск от­работанного пара из автоклава в автоклав.

Однако поскольку регулярный перепуск пара воз­можен лишь при наличии не менее пяти автоклавов, то при меньшем их количестве отработанный пар и конденсат могут быть использованы для подогрева во­ды затворения и отопления.

Экономия теплоты при перепуске пара из одного автоклава в другой составляет не менее 0,01 Гкал/м3 ячеистого бетона, но может достигать и 0,03 — 0,04 Гкал/м3 в зависимости от давления пара при авто­клавной обработке и полноты перепуска.

Перепуск отработанного пара ведется около 1 ч до снижения давления пара в автоклаве в пределах 0,25- 0,35 МПа. В этой связи применение режимов авто­клавной обработки с предварительной продувкой и ва- куумированием при перепуске пара позволяет не толь­ко сократить продолжительность автоклавной обработ­ки, но и полнее использовать обработанный пар за счет снижения остаточного давления его в автоклаве до 0,05 - ОД МПа.

Опыт ряда отечественных предприятий и зарубеж­ных фирм показывает высокую эффективность исполь­зования конденсата для затворения ячеисто-бетонной смеси.

Снижение расхода пара и сокращение продолжи­тельности автоклавной обработки, как отмечалось ра­нее (см. рис. 13), достигается при обеспечении предав - токлавной влажности ячеисто-бетонного сырца в пре­делах 28 — 32% и температуры его не ниже 80°С. Не­которые авторы рекомендуют повышать температуру ячеисто-бетонного сырца до 95°С. Однако при этом воз­растает опасность повышения температуры в центре массива, что может вызвать кипение воды или же ак­тивное испарение ее, что приводит к повреждению структуры и ухудшению качества ячеистого бетона.

Для поддержания температуры ячеисто-бетонного сырца перед загрузкой не ниже 80°С целесообразно использовать специальные камеры с подогреваемым полом и закрытыми шторами входом и выходом. Нам представляется, что для этих целей можно было бы ис­пользовать рекуперационные туннели, в которых вы­держиваются после автоклавной обработки готовые из­делия для снятия термических и влажностных напря­жений (см. пп. 2, 4, 6). Выделяемое при остывании изделий тепло вторично использовалось бы для нагре­ва и поддержания на указанном уровне температуры ячеисто-бетонного сырца.

Снижение расхода пара на автоклавную обработку достигается также за счет увеличения коэффициента заполнения автоклава и снижения теплопотерь на на­грев автоклава за счет улучшения качества тепловой изоляции.

Повышение коэффициента заполнения автоклава может быть достигнуто при переводе предприятий на формование ячеисто-бетонных массивов высотой 1200 мм (см. табл. 15). При этом за счет повышения коэф­фициента заполнения автоклава с 0,4 до 0,45 удель­ный расход теплоты снижается на 5,2%.

Теплопотери через стенки автоклава и нагрев его составляют около 23%, при отсутствии теплоизоляции корпуса автоклава. В этой связи необходимо обеспе­чить качественную теплоизоляцию поверхностей авто­клава (корпуса и крышек), например, стекло - или ми - нерало-волокнистыми матами с обкладкой их фольгой.

Из-за плохого качества теплоизоляции потери теплоты через корпус автоклава составляют около 0,8 Гкал.

Улучшение качества теплоизоляции позволяет сни­зить эти потери до 0,11 Гкал, что в масштабе страны может сберечь сотни тысяч тонн пара. Следует отме­тить, что, если допустимая температура наружной по­верхности автоклава (40 -- 45 °С) в нашей стране определяется требованиями техники безопасности, то за рубежом, в целях снижения теплопотерь, эта вели­чина ограничена 2°С выше температуры окружающего воздуха.

В настоящее время вполне реально за счет незначи­тельных затрат и организационных мероприятий, на­правленных на улучшение качества тепловой изоля­ции, обеспечить достижение разницы между темпера­турой поверхности теплоизоляции корпуса автоклава и окружающим воздухом в 3 °С.

Как известно, многие предприятия и особенно цеха небольшой мощности, выпускающие ячеисто-бетонные изделия, не имеют автономных котельных. Поэтому в период отопительного сезона, из-за трудностей обеспе­чения паром высокого давления или других причин, часто возникает необходимость перевода автоклавного хозяйства на гидротермальную обработку паром пони­женных температуры и давления — t=143 — 155°С; Р=0,5 — 0,6 МПа. В этом случае, во избежание ухуд­шения прочностных и эксплуатационных показателей ячеистого бетона, необходимо предусмотреть использо­вание кремнеземистого компонента композиционного состава, включающего тонкомолотую составляющую, или введение в сырьевую смесь тонкодисперсной добав­ки химически активного Si02 (см. табл. 19). Расход добавки может быть определен расчетным путем с ис­пользованием приведенных в работе [11] формул.

Как было показано ранее (см. рис. 13), снижение температуры автоклавной обработки со 183 или 174,5 °С до 143 °С позволяет уменьшить, при той же продол­жительности цикла автоклавной обработки, расход па­ра соответственно в 1,6 и 1,4 раза.

Снижение температуры со 183 до 174,5 °С приво­дит к уменьшению расхода пара в среднем на 13% (см. рис. 13).