Промышленная апробация результатов работы
Большинство из ведущих производителей модифицированных сухих строительных смесей, шпаклевок и других отделочных материалов на рынке строительных материалов представляют собой малые и средние предприятия.
Таким образом на таких предприятиях объемы выпускаемой продукции невелики, а оборудование, используемое для приготовления сухих строительных смесей не рассчитано на малые объемы производства. Среди предприятий производящих строительные материалы, средний объем производства небольших фирм составляет примерно 18...22 тонн готовой продукции в месяц, используемое смесительное оборудование имеет производительность в пределах от 1000 до 2000 тонн в месяц. Исходя из этого многие предприятия испытывают проблему, связанную с простоем смесительного оборудования.ООО «Боникс», предприятие малого бизнеса, выпускающее сухие строительные смеси сталкивается со схожей проблематикой. Среди строительных смесей, которые выпускает данная компания, основной является фасадная шпаклевка "ФЦ-200" применяемая при внутренних отделочных работах.
Производство фасадной шпаклевки выполняется по технологической схеме, приведённой на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1. Производство фасадной шпаклевки "ФЦ-200" в ООО «Боникс»
Схема производства предприятия «Боникс» представлена на рисунке 5.1. Сырье использующиеся при производстве шпаклевки транспортируются на производство в виде отдельных компонентов. В качестве вяжущей составляющей смеси используется цемент марки ПЦ500-Д0, который поставляется с ЗАО “Белгородский цемент”, наполнителем является песок очень мелкой группы, доставляемый с ООО “Песчаный карьер” расположенного в Корочанском районе, другие добавки приобретаются у соответствующих компаний-поставщиков. Цемент поступает на производство в мешках массой 50 кг с техническими требованиями по ГОСТ 10178-85.
Песок, соответствующий требованиям ГОСТ 8736-93, доставляется в упаковке больших объёмов массой одна тонна. Все компоненты при поступлении доставляются на склад подвигаются техническому осмотру и контроля. В последствии компоненты поступают на весовые аппараты, дозируются (по табл. 5.1) и в смесительное оборудование. После завершения цикла перемешивания приготовленная смесь доставляется в упаковочную машину, в которой совершается порционное распределение готовой смеси в мешки и их упаковка. Готовые мешки с сухой фасадной шпаклевкой доставляются на склад готовой продукции, затем отгружаются потребителю. Состав, используемый для приготовления смеси и процентное соотношение его компонентов представлены в таблице 5.1.Таблица 5.1.
Состав фасадной шпаклевки для отделочных работ "ФЦ-200"
| Компонент | Масса, кг | Соотношение, % |
| Песок очень мелкой группы | 400 | 47,5 |
| Цемент ПЦ 500-Д0 | 300 | 35,6 |
| Микрокальцит | 100 | 11,9 |
| Известь гашеная | 30 | 3,6 |
| Полимерный порошок ВИННАПАС | 10 | 1,2 |
| Эфир целлюлозный | 1,6 | 0,2 |
Смесительное оборудование, используемое на данном предприятии представлено горизонтальным одновальным смесителем циклического принципа действия. Время перемешивания - 4 минуты, масса перемешиваемых компонентов - 850 кг г, удельный расход электроэнергии - 4,25 кВт-ч/т.
Производимая на ООО «Боникс» фасадной шпаклевка для отделочных работ "ФЦ-200" имеет следующие технические характеристики.
Рисунок 5.2. Гранулометрический состав фасадной шпаклевки для отделочных работ "ФЦ-200", выпускаемой на ООО «Боникс»
1. Гранулометрический состав, который устанавливается методом ситового анализа. Навеску материала, массой 100 грамм просеивали через сита с различным размером ячейки: 0,63; 0,315; 0,2; 0,125; 0,08; 0,071; 0,063 мм. Из анализа результатов гранулометрического состава шпаклёвки (рис. 5.2) следует, что в смеси наблюдается изменение размеров фракций составляющих её ингредиентов;
2. Средний предел прочности на сжатие образцов, изготовленных из полученной смеси после 28 суточного срока затвердевания, равен 15 МПа, определяемый по ГОСТ 5802-86;
3. Плотность сухой смеси - 1500 кг/м3;
4. Коэффициент неоднородности смеси составил 7,2%. В качестве ключевого компонента для его определения использовался песок.
Конструкция планетарного смесителя периодического действия испытания, которого проводились на ООО «Боникс», была разработана на основании теоретических и экспериментальных исследований. Испытания планетарного смесителя данной конструкции производились в структуре технологической линии по производству фасадной шпаклевки для отделочных работ "ФЦ-200". Полупромышленный образец планетарного смесителя имеет следующие технические характеристики:
1. Полный объём барабана - 0,016м3;
2. Время перемешивания компонентов смеси - 40...60 с;
3. Время одного цикла работы смесителя (загрузка + перемешивание + разгрузка) - 100-120 с;
4. Частота вращения вала - 0-300 мин-1;
5. Количество рабочих органов - 7-11 шт.
6. Мощность привода - 2,2 кВт;
7. Габаритные размеры, мм:
высота - 1271;
длина - 845;
В процессе испытаний планетарного смесителя использовались компоненты для производства фасадной шпаклевки для отделочных работ "ФЦ-200" по таблице
5.1.
Количественное отношение компонентов смеси представлено в таблице 5.2.
В ходе апробации планетарного смесителя были испытаны образцы полученной сухой строительной смеси, со нижеприведёнными характеристики:
1. Гранулометрический состав (рис. 5.3) приобретённый в результате рассева на ситах с размером ячейки 0,63; 0,315; 0,2; 0,125; 0,08; 0,071; 0,063 мм.
2. Предел прочности на сжатие образца, приготовленного из полученной смеси в 28 суточном возрасте твердения - 16,8 МПа;
3. Плотность полученной смеси - 1560 кг/м3;
4. Коэффициент неоднородности смеси составил 5,3%. Для определения коэффициента, в качестве компонента, использовался фракционный наполнитель - песок.
Таблица 5.2.
Состав компонентов, используемых для получения ССС в смесителе
| Компонент | Масса, кг | Соотношение, % |
| Песок очень мелкой группы | 7,2 | 47,8 |
| Цемент ПЦ500-Д0 | 5,4 | 35,3 |
| Микрокальцит | 1,8 | 11,8 |
| Известь гашеная | 0,55 | 3,6 |
| Полимерный порошок ВИННАПАС | 0,2 | 1,3 |
| Эфир целлюлозный | 0,03 | 0,2 |
Изготовленные образцы фасадной шпаклёвки были протестированы по их прямому назначению. Сухую смесь, предварительно затворенную водой, использовали для нанесения на подготовленную поверхность бетонной стены. После полного твердения шпаклёвки в течение суток был проведен визуальный осмотр обработанной поверхности. Во время визуального осмотра не было обнаружено дефектов нанесённого слоя.
Из исследования гранулометрического состава приготовленных смесей (рис.
5.4) следует, что при перемешивании в планетарном смесителе происходит частичное доизмельчение сухих компонентов смеси, положительно влияющие эксплуатационные свойства готового продукта.
По итогам испытания смесителя в промышленных условиях (приложение 2), а также следуя выводам теоретических и экспериментальных исследований можно утверждать, что предлагаемая конструкция планетарного смесителя отвечает требованиям разработки промышленного образца и может быть внедрена в различные отрасли при получении сухих смесей. Качественные показатели изменились следующим образом: предел прочности на сжатие увеличился на 1,8 МПа, c 15 до 16,8, коэффициент неоднородности смеси снизился на 1,9%, с 7,2% до 5,3%. После внедрения смесителя данной конструкции в состав технологической линии себестоимость одной тонны сухих строительных смесей снизится на 50 рублей, экономический эффект от внедрения составит 335 тыс. рублей в год, а срок окупаемости составит около 1 года и 11 месяцев.
Рисунок 5.3. Гранулометрический состав приготовленной смеси
Рисунок 5.4. Диаграммы гранулометрических составов сухих строительных смесей, полученных во время испытаний планетарного смесителя.