Коркыт Ата атындағы ҚМУ

Магистрант Кареке Г.Т.

Күн энергиясын пайдалану арқылы көбікбетон және

бетон бұйымдарын өңдіру технологиясы.

Құрылыс саласы үшін электр энергиясын үнемдеудің мәселесі халық шаруашылығындағы ең көп энергия сыйымды, маңызды салалардың бірі болып келеді. Құрылыс индустриясының кәсіпорындарындағы негізгі энергия шығыны темірбетон бұйымдарын өндіруде 70-80 ⁰С-та термоөңдеуге жұмсалады. Гелиотехникалық қондырғыларда осындай температураға қол жеткізу арқылы уақытша полигондарда немесе зауытты стационарларда әртүрлі темірбетон конструкцияларын өндіру барысында күн энергиясын пайдалануға мүмкіндік береді. Негізгі жылу тасымалдағыш ретінде күн энергиясын қолданатын, тұрақты жұмыс істейтін зауыттар құрылмаған. Бұның ең басты себебі – жер бетіне түсетін күн сәулесінің кеңістіктік-уақыттық өзгерістерін есепке алатын, құрылыс индустриясындағы кәсіпорындарды технологиялық және ұйымдастырушылық шешімдерін өңдеуге арналған зерттеудің жоқтығы.
Көбікбетон және бетондарды жылумен өңдеуге арналған гелиокамераларды дайындауға Ресей Федерациясы мен Қазақстан Республикасының (1,2,3), ғалымдарымен жүргізілген зерттеу жұмыстары арналған, және ғылыми зерттеу жұмыстарында күн энергиясының көмегімен жыл бойы бетонның қатаюының екі әдісі келтірілген.

1. Олардың мәліметтері бойынша, жылдың жазғы-күзгі-көктемгі кезеңдерінде күндізгі уақыттағы сыртқы ауа температурасынан гелиокамерадағы 60-90⁰С-қа дейін көтерілген температура көбікбетонның қатаюына едәуір жетерліктей деңгейде болады. Қыс кезінде, күнсіз бұлтты күндерде бетонның қатаю процесін үдету үшін камераның төменгі жағында орналасқан жылу-электр қыздырғыштардың жылуын қолданады. Күн энергиясын ыстық мезгілдерде осындай гелиокамераларда қолдану және жылдың күз-қыс-көктем кезеңдерінде қосымша қосарланған дәстүрлі энергияны пайдалану жылу энергиясын едәуір үнемдеуге мүмкіндік береді (сурет. 1).

Сур.1. Күн энергиясын пайдалану арқылы темірбетон бұйымдарының полигонды өндірісінің түбегейлі ұйымдастырылған-технологиялық сұлбасы.

«А» – шикізатты дайындау және сақтау, сонымен қатар күн энергиясын қысқа уақытты және тәуліктік жинау зонасы; «В» – бетон араласпасын дайындау зонасы; «С» – арматуралы элементтерді дайындау зонасы; «D» – бұйымдарды қалыптау және жылумен өңдеу зонасы; «Е» – бұйымды сақтау және жіберу зонасы; «F» – гелиотехникалық құралдарды сақтау және жөндеу зонасы;

2. Нағыз тығыздықтағы (0,8 кВт/м² дейін) күн энергиясын пайдалану арқылы темірбетон және көбікбетон бұйымдарын термоөңдеу үшін конструктивті шешімдердің талдауларының қорытындысы бойынша мөлдір жабынмен қапталған ағаштан жасалған қалыптар мен «ыстық жәшік» типті гелиокамералар қабылданған. Мөлдір қабатпен қапталған ағаш қалыптарда күн қабылдағыш болып бетонның ағашпен қапталмаған қабаты болып келеді, жабық жүйедегі «булы эффект» принципі бойынша жұмыс істейтін жағдайда тура қыздыру болады, яғни жылыжай құрылысының тәжірибесімен негізделеді. «Ыстық жәшік» қағидасы бойынша жұмыс істейтін гелиотехникалық құрылғылардың конструкциясы: жан-жағы мөлдір қабатпен қапталған, түбі жоқ тікбұрышты металл ыдыс (сур. 2). Гелиокамераның шатыры мен вертикаль қабырғалары күн радиациясын жұтып, жылу энергиясының генераторы болып келеді (4, 5). Бұл екінші әдіс Қызылорда облысында электр энергиясының жетіспеушілігінің себебінен энергияны Жамбыл, Павлодар, Шығыс-Қазақстан облыстарынан және Қырғыстан Республикасынан алатындықтан едәуір тиімді.

Күн энергиясын пайдалану арқылы көбікбетон және бетон бұйымдарын өңдіру технологиясы бойынша (сүрет. 2) толтырғыштар мен толықтырғыштар көп секциялы қоймаға түсіріледі. Алдын-ала күйдіру мен қыздыру үшін қойма күн сәулелі жылыжай түрінде жасалған және ылғал ауаны шығаруға арналған құбырмен жабдықталған. Қолайлы ауа-райы мен сыртқы ауа температурасы 15-35⁰С болғанда жылыжай температурасы 50-90⁰С болады.

Сүрет. 2. Бөлек толтырғыш қоймасы бар күн сәулелі контейнерде бұйымдарды шығару схемасы. «А» – шикізатты, бетон араласпасын дайындау және сақтау, сонымен қатар күн энергиясын қысқа уақытты және тәуліктік жинау зонасы; «Б» – бұйымдарды қалыптау және жылумен өңдеу зонасы; «В» – бұйымы бар қалыптарды әрі қарай гелиотермоөңдеу үшін орналастыру .

1-толтырғыш қоймасы; 2-транспортер; 3-сорғыш вентилятор; 4-кептіргіш барабан; 5-желдеткіш вентилятор; 6-елегіш; 7-бункер; 8-мөлшерлегіш; 9-толтырғыш қоспалары; 10,11-толтырғыштың шығын бункері; 12-қоспалар; 13-қалыпты беру конвейері; 14-қалыптау посты; 15-тегістегіш; 16-толтырылған қалыпты беру конвейері; 17-күн сәулелі камералары; 18-қалыпты қыздыру камерасы; 19-күн сәулесін жылу айырғыш қыздыру конденсаты; 20-воздуховодтар; 21-қалыпты дайындау посты; 22-күн сәулесімен қыздыру; 23-күн сәулелі контейнер.

Қойманың әр секциясындағы толтырғыштарды жинақтайтын орын бар.

Ол арқылы кептіргіш барабанға тасымалданады. Айналмалы барабанда кептіру газды-ауа қоспасына қарсы ток принципі бойынша жүреді.Кептіргіш барабандағы газды-ауа қоспасының температурасы 110-130⁰С болады.

Сәулелі ауа жылытқыш бұл - екі қабатты оқшауланған камера. Іш жағынан оң жаққа бағытталған қарайған беті бар.

Сәулелі ауа жылытқыштың жұмыс істеу принципі төмендегідей: күн сәулесі оқшаулаудан өтіп, қарайған бетті жылытады.

Қалыпты дайындау және конденсаттың сәулелі камераларында түзілген температурасы 60-85⁰С газ-ауалы қоспа ауа сулары арқылы вентилятормен сорылады және қарайған бетке түсіп, 100-130⁰С қыздырылады, вентилятормен сорылып алынады және кептіргіш барабанға түседі. Бетте түзілген материал жылу сыйымдылығы мен жылу беру коэффициенті жоғары қара дисперсия болуы мүмкін. Сәулелі ауа жылытқыштың жылу оқшаулануы ауалы екі қабатты оқшаулаумен қамтамасыз етіледі. Кептірілген толтырғыштар сито арқылы аралық бункерге түседі, әрі қарай фракциялары бойынша бункерлерге ажыратылады. Керекті фракциялар толтырғыштарды араластырғыштарда мөлшерленеді, араласады және бункер қондырғыларға себіледі. Араластырғыш қондырғы шығыс бункер толтырғыш басқару және түзету жүйелерінен тұрады. Араластырғыш қондырғыларының шығыс сыйымдылықтағы қоспа компоненттерінің температурасы жылу камераларынан алынатын жылудың көмегімен реттеледі. Араластырмас бұрын толтырғыштар жылы ауа ағынымен қыздырылады. Камералардың температурасы 60-85⁰С жылы ауа вентилятормен жиналады және толтырғыштардың қабаттары арқылы жүріп бөлшектерді жуады және 40-60⁰С дейін қыздырады. Сұйық компоненттер шығыс сыйымдылықтарында қыздырылады. Сұйық жылу тасымалдағыш жабық цикл бойынша жүріп отырады: түзу құбыр – шығыс сыйымдылығы – кері құбыр – түзу құбыр. Жылу тасымалдағыштағы түзу құбырдағы температура 60-90⁰С. Жылу тасымалдағыштағы түзу және кері құбырлардағы айналу сұйық компонетке жылу беру нәтижесінде пайда болатын құлама температура негізінде болады. Сәулелі камерадан шығыс сыйымдылығына дейінгі құбыр алаңы жылу оқшаулағышпен жабылады. Көбікбетон қоспасындағы берілген температураға жеткен компоненттер араластырғышта мөлшерленеді және араласады.

Көбікбетон қоспасы қалыпқа құйылады, маркадағы технологиялық талаптарға келтіріледі және сәулелі камераларда термоөңдеуге жіберіледі. Сәулелі камера – бұл төменгі жағы жылу оқшауланған артқы және алдыңғы қабырғалары оң жаққа бағытталған тоннел. Көлбеу қабырға ішінде екі қабатты оқшауланған конвейері бар. Конвейер арқылы қалыптанған бұйымдар жүреді. Төменгі жақтың ішкі беті, артқы қабырға және конвейер қарайтылған. Камерадағы ауа температурасы 60-90⁰С, сыртқы температура 15-35⁰С.

Камерадан шыққан қалыпталған бұйымдар қалыптан алу бұйымына жіберіледі. Дайын өнім қоймасына бұйымдар арнайы контейнерлермен тасымалданады, ал қалыптар дайындау бөліміне және әрі қарай сәулелі жылу камерасына жіберіледі.

Контейнер – бұл жәшік түріндегі сәулелі камера. Контейнер бұйымды ұстау уақытын қысқартуға арналған. Контейнер температурасы 90⁰С. Бұйымды ұстау уақыты – 1,5-2,5 сағат. 40-50⁰С дейін қыздырылған қалыптар қыздыру бөліміне қайта түседі. Қондырғының барлық ауа сулары жылу оқшаулаумен қоршалған. Жылу алмасу процестерін реттеу жылу тасымалдағыштың шығысымен қамтамасыз етіледі. Ылғал күндерде жұмыс істеу үшін және қоршаған ортаның температурасы 15⁰С төмен болған кезде жылу қондырғыларында құбырлардан өткізілетін сулы бумен қанықтырылған, гелиокамераның ішінде орналасқан, қосымша жылу энергиясының көзі қарастырылған.

Бұл технологиялық тізбек көбікбетон бұйымдарын өндіру талаптарына сай келеді.

Әдебиеттер тізімі:

1.Аруова Л.Б., Применение солнечной энергии для интенсификации твердения бетона в Республике Казахстан. Алматы. Ғылым 2003.

2.Н.Т.Даужанов, Б.А.Крылов, РГП на ПВХ «КГУ им. Коркыт Ата», *РААСН. Малоэнергоемкая технология термообработки изделий из пенобетона на полигонах с помощью солнечной энергии. – вестник МГСУ, №3. 2014 г.

3.Сахаров Г.П., Стрельбицкий В.П. Поробетон и технико-экономические проблемы ресурсосбережения // Пенобетон : сб. науч. тр. Белгород, 2003. Вып. 4. С. 25—32.

4.Коротеев Д.Д. Теплоаккумулирующие и комбинированные энергетические системы и установки для термообработки бетона с использованием солнечной энергии / Н.И. Подгорнов, Д.Д. Коротеев // Известия ОрелГТУ. Строительство и реконструкция. – 2009. – №4/24(572) (перечень ВАК).

5.Шахова Л.Д., Черноситова Е.С. Реологические характеристики пенобетонных смесей // Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве : сб. науч. тр. Днепропетровск : ПГАСА, 2005. Вып. 2. С. 89—94.