Энергосбережение в строительной отрасли Лекция 8 по

Энергосбережение в строительной отрасли Лекция № 8 по дисциплине «Основы энергосбережения» Новополоцк, 2006

1. Показатели энергосбережения в строительной отрасли по итогам работы в 2001 -2005 гг. n n В энергобалансе республики потребление энергии предприятиями строительной отрасли составляет 5, 6%. Большая часть выпускаемых строительных материалов относится к классу продукции с относительно высокой энергоемкостью.

Динамика потребления топливно-энергетических ресурсов и выпуска промышленной продукции Минстройархитектуры в 2001 -2005 гг.

n n За последние четыре года выпуск продукции увеличился на 32, 7% без увеличения использования энергии. Потребление энергоресурсов по сравнению с 2001 г. снизилось на 2, 5%, а энергоемкость выпускаемой продукции уменьшилась на 48, 2%.

Достигнуто снижение норм расхода топливно-энергетических ресурсов при производстве: n n n n цемента на 21, 4%, кирпича глиняного — на 14, 1%, кирпича силикатного на 13, 7%, извести — на 1, 1%, стеклотары —на 14%, железобетонных изделий — на 15, 4%, товарного бетона и растворов — на 26, 2%, стекла листового на 27, 3%.

Экономия топливно-энергетических ресурсов за 2004 г. получена экономия топливноэнергетических ресурсов в объеме 116, 0 тыс. т у. т. , n на их внедрение освоено более 32, 5 млрд. рублей из различных источников. n

Внедренные мероприятия по энергосбережению n n n замена пневмотранспорта готовой продукции на механический на технологических линиях № 1 и № 2 цеха № 7 на ОАО «Доломит» — экономия 3, 2 тыс. ту. т. ; освоение технологического процесса по производству керамических плиток с выводом линии РМ 5 -2500 и атомизатора АТМ-110 на проектную производительность на ОАО «Керамин» — экономия 4, 9 тыс. ту. т. ; модернизация цепной завесы вращающейся печи № 3 — второй этап на ОАО «Красносельскстройматериалы» — экономия 3, 4 тыс. т у. т. ; использование вторичных энергоресурсов автоклавной обработки силикатобетонных изделий на АП «Минский КСИ» — экономия 2, 8 тыс. т у. т. ; реконструкция линий по производству плитки керамической и перевод линии обжига плитки для пола с шестирядного на семирядный обжиг на ПРУП «Березастройматериалы» — экономия 6, 8 тыс. ту. т.

Распределение экономии ТЭР по направлениям Программы по энергосбережению Минстройархитектуры на 2005 г.

2. Производство сборных железобетонных изделий n n Способы производства железобетонных изделий: агрегатно-поточный; стендовый.

Сущность агрегатно-поточного способа n n подготовительная форма с помощью мостового крана подается на пост формования, где в нее укладывается бетонная смесь при помощи бетоноукладчиков, производится уплотнение бетонной смеси на виброплощадках, заглаживание и отделка поверхности бетона, формы с изделиями поступают в камеры тепловлажностной обработки.

Сущность стендового способа n n n формование изделий осуществляется в стационарных неперемещаемых формах, а оборудование перемещается от одной формы к другой. все технологические процессы (установка арматурных каркасов, формование, твердение бетона, распалубка, чистка форм) выполняют на одном месте. способ требует незначительного объема капитальных затрат, экономичен для изготовления изделий малыми сериями.

Тепловлажностная обработка Общий цикл тепловлажностной обработки изделий подразделяется на следующие периоды: n предварительное выдерживание; n подъем температуры; n изотермический прогрев; n охлаждение.

Нарастание прочности тяжелого бетона на портландцементе и шлакопортландцементах М 400 -500 Класс бетона C 20/25 Общая Ориентировочное продолживодоцементное тельность отношение тепловой обработки, ч 0, 50 -0, 58 0, 50 -0, 58 5 7 9 11 13 16 20 Прочность бетона в % при испытании образцов после окончания тепловой обработки, ч. 0, 5 4 12 24 28 -38 38 -48 47 -57 52 -62 56 -66 60 -70 62 -72 35 -45 45 -55 52 -62 57 -67 60 -70 63 -73 65 -75 38 -48 48 -58 55 -65 60 -70 64 -74 66 -76 68 -78 41 -51 50 -60 58 -68 63 -73 66 -76 68 -78 70 -80

Режимы тепловой обработки при температуре изотермической выдержки 80 -85 С Класс бетона Режимы тепловой обработки, ч. при толщине бетона изделий, м До 0, 15 С 12/15 С 20/25 С 28/35 С 35/45 С 45/55 3, 5+5, 5+2 3+4+2 3+3, 5+2 3+2+2 До 0, 3 3, 5+6, 5+2 3+3, 5+2 3+4+2 3+3+2 До 0, 4 3, 5+6, 5+3 3, 5+5+2, 5 3+4, 5+2, 5 3+3, 5+2, 5 Более 0, 4 3, 5+8, 5+3 3+8+3 3+6, 5+3

Основные пути снижения расхода ТЭР: n n n увеличение коэффициента полезного использования тепловой энергии за счет повышения термического сопротивления элементов ограждающих конструкций камер с К= 0, 382 м 2 °С/Вт до 2, 0 м 2 °С/Вт; автоматизация процесса термовлажностной обработки пропаривания бетонов, которая обеспечивает необходимые прочностные показатели бетонных изделий и снижает расход тепловой энергии на 15 -20% по сравнению с установками, не оснащенными автоматикой; использование химических добавок приготовлении бетона позволяет снизить энергоемкость до 30%.

Применение химических добавок Позволяет : n достигнуть экономии от 0, 2 до 0, 35 Гкал на 1 м 3 изделий. n Снизить себестоимость на 10 -20%.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК В ТЕХНОЛОГИИ БЕТОНА n Использование различных химических добавок в технологии бетона q q n повышает удобоукладываемость бетонной смеси, снижает расход цемента, дает возможность получить бетоны q q q повышенной плотности, прочности и долговечности, регулировать процессы схватывания и твердения цементных систем.

Cуперпластификатор С-3 n n n Основу суперпластификатора С-3 составляют нитриевые соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида. Суперпластификатор С-3 производится в жидкой и сухой форме: в виде водорастворимого порошка светлокоричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32%. Суперпластификатор С-3 в сухом виде не изменяет своих свойств в интервале температур от +85 o. С до -40 o. С с последующим полным оттаиванием. Водный раствор суперпластификатора С-3 сохраняет свои свойства при нагревании до 40 o. С-45 o. С.

Область применения суперпластификатора С-3 n n n применяется в производстве напорных железобетонных труб, сборных конструкций из высокопрочного бетона С 20/25 и выше; изготовлении на стендах густоармированных конструкций (типа ферм, балок, колонн, пролетных строений мостов), плит и панелей в кассетах, на поточно-агрегатных и конвейерных линиях; возведении ответственных конструкций монолитных сооружений с повышенной степенью армирования и сложной конфигурацией.

Суперпластификатор СПС (смола пиролиза сульфированная) - смесь натриевых солей ароматических сульфокислот различной молекулярной массы с сульфатом натрия. ТУ РБ 05891370. 145 -97.

Кинетика набора прочности бетона, модифицированного добавкой СПС, при О. К. =соnst (нормальновлажностные условия) 1 к, 2 к, 3 к - бетон без добавок с расходом цемента соответственно 230, 320, 410 кг/м 3; 1 м, 2 м, 3 м - тоже бетон с добавкой СПС

СТРУКТУРА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЦЕМЕНТНЫХ СУСПЕНЗИЙ Структура цементной суспензии без добавки Структура цементной суспензии с добавкой суперпластификатором С-3 поликарбоксилатного суперпластификатора Примечание: 1. темные участки – цемент, светлые – вода. 2. Увеличение 100 крат.

Суммарные затраты энергоресурсов на изделия, изготовляемые из бетонов разных марок

Энергетическая эффективность использования суперпластификаторов Суммарный энергетический эффект от применения суперпластификаторов

Энергетический эффект за счет сокращения сроков ТВО n n где G 1 - количество сэкономленного топлива за счет сокращения сроков термовпажностной обработки при использовании суперппастификатора; G 2— энергетические затраты на производство суперпластификатора, кг усл. топлива.

n n n n где G — количество исходного сырья для получения СП, кг; Q 1 — удельный расход тепла на тепловую обработку бетона, к. Дж/м 3; К — коэффициент, учитывающий выход СП в пересчете на исходное сырье; tп — продолжительность термовлажностной обработки бетона до применения СП, ч; tп — сокращение периода термовлажностной обработки бетонной смеси применении СП, ч; g — теплота сгорания условного топлива, к. Дж/кг; µ — удельный расход СП, кг/м 3 бетона; V — объем бетона, м 3

где G 2 — удельный расход тепла, затраченный на производство СП, к. Дж/кг.

Ожидаемый эффект от увеличения удобоукладываемости бетонной смеси n n n где 861 — пересчетный коэффициент, 1 к. Вт = 861 • 4, 2 к. Дж/ч; 4, 18 — пересчетный коэффициент, 1 к. Вт = 4, 18 к. Дж; W — потребляемая мощность вибратора, к. Вт; t 1 — время сокращения вибрации, ч; Vф — объем формуемой бетонной смеси в единице изделия, м 3.

Энергетический эффект за счет уменьшения мощности вибрационного воздействия n n где Wi — потребляемая мощность одного вибратора, к. Вт; tв — время вибрационного воздействия, ч; n — количество вибраторов до применения СП; nсп — количество вибраторов после применения СП.

Ожидаемый энергетический эффект за счет снижения расхода цемента n n n где Ец — удельные энергозатраты на изготовление одного килограмма цемента, к. Дж/кг; Ц — расход цемента до применения СП, кг/м 3; Цсп —расход цемента после применения СП, кг/м 3.

Применение добавки–ускорителя твердения бетона сульфата натрия (СН) n Режимы ТВО по технологии «Термос» : – длительность выдержки отформованных изделий до пуска пара – 1. . . 3 часа; – плавный подъем температуры до 60 °С в течение 3 часов; – прекращение подачи пара и выдержка изделий в закрытом тепловом агрегате (остывание) в течение 5. . . 15 часов (по мере необходимости). n Таким образом, полный цикл ТВО составил 8. . . 18 ч, а длительность активной ТВО (подача пара) – только 3 часа. n Режимы ТВО до внедрения технологии «Термос» выдержка до подачи пара длилась 1. 5. . . 3 ч, подъем температуры до 85 °С – 3. . . 6 ч, изотермический прогрев при 85 °С – 6. . . 14 ч, остывание при открытых тепловых агрегатах - 1. . . 2 ч, т. е. полный цикл ТВО составлял 10. . . 22 ч, а длительность активной ТВО – 9. . . 20 ч. n n n

Применение добавки–ускорителя твердения бетона сульфата натрия (СН) n n расхода пара снижен с 0, 49 до 0, 20 Гкал/м 3. При цене пара в 2005 году 248 рос. руб. за одну гигакалорию себестоимость железобетона снижена в среднем на 70 руб. /м 3.

Кинетика твердения бетона, модифицированного добавкой СПС +ПВК пропаренного по режиму 2+1, 5+2+14, 5 Содержание цемента, кг/м 3 Прочность бетона, МПа, после пропарки в возрасте, сут Температура прогрева, о. С 1 28 3, 9 6, 0 9, 1 13, 2 20, 6 40 4, 3 6, 4 6, 9 10, 0 20, 3 6, 7 7, 8 8, 9 12, 0 20, 0 30 8, 6 12, 9 16, 5 24, 3 33, 0 40 9, 8 13, 8 16, 9 23, 4 31, 7 50 410 7 50 320 3 30 2 11, 9 16, 0 17, 5 23, 6 30 12, 3 20, 4 24, 0 34, 4 47, 10 40 15, 6 22, 3 26, 0 35, 3 47, 5 50 21, 3 25, 3 27, 7 36, 4 46, 9