СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЯЧЕИСТОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ —
Показатели качества силикатного ячеистого бетона на действующих предприятиях подчас существенно отличаются. что связано с конкретными условиями производства Так, контрольные характеристики бетонов на многих предприятиях оказываются на 30—40% нигде уже достигнутых на лучших заводах что является следствием технологических особенностей отдельных предприятий и существующей на них организации производственных процессов.
Анализ работы некоторых заводов показал, что одной из причин низких показателей качества является несовершенство методов контроля производственного процесса и отсутствие строгой технологической дисциплины на отдельных его этапах. На основе результатов наблюдений сделан вывод, что прочностные показатели ячеистого бетона на большинстве предприятий могут быть увеличены почти в 1,5 раза только путем повышения технологической дисциплины, улучшения организации производства и контроля качества.
Исследования показали, что и достигнутые результаты не исчерпывают потенциально существующих возможностей Нам удалось выпустить несколько партий изделий объемной массой 600 ц 700 кг/м3 при прочности свыше 00 ц 80 кгс/см2, что соответствует коэффициенту качества 160—180. Отмечены отдельные случаи получения газосиликатд с коэффициентом качества свыше 200.
Таким образом, имеющаяся информация позволяет констатировать наличие определенного отставания фактического от возможного в современных условиях, что затрудняет переход к серийному выпуску высоко, прочных ячеистых бетонов и снижению их объемной массы. Анализу причин этого явления и разработке способов устранения посвящено специальное исследование, выполненное на основе применения математико-статистических методов анализа и обработки экспериментальных данных.
Очевидно, что причины недостаточного использования возможностей ячеистого бетона следует искать на важнейших этапах технологического процесса. К их числу относится складирование сырьевых материалов, помол компонентов шихты, усреднение состава (гомогенизация), дозирование составляющих ячеисто-бетонной смеси, перемешивание, формование, тепловлажностная обработка изделий.
Степень влияния каждого из рассмотренных факторов на показатели качества бетона связана в каждом конкретном случае с существующей технологией, организацией производства и их недостатками. Наибольшее влияние на качество бетона оказывают температурные условия формирования ячеистой структуры, свойства извести и известково-песчаного вяжущего. Однако их определение на заводах производится редко, полученная информация не является полной, и поэтому использование результатов испытаний не обеспечивает условий регулирования соответствующих процессов.
Широкое применение в заводских условиях новых методов контроля, обеспечивающих получение необходимой информации о ходе технологических процессов, п установление, в частности, закономерностей изменения отдельных характеристик вяжущего создают предпосылки для постановки технологического процесса под статистический контроль, что позволит повысить качество и однородность продукции.
Контроль и опенка однородности и прочности», который вводится в действие с 1 января 1975 г., ставит в прямую зависимость прочность плотных и легких бетонов от однородности материала по партиям. Такой подход обеспечивает повышение заинтересованности предприятий в совершенствовании технологии и методов контроля ее, что позволяет считать целесообразным введение аналогичного стандарта и для ячеистых бетонов. Так, при коэффициенте изменчивости Р7С среднее значение контрольной характеристики по прочности при сжатии в партии для марки 35 может быть 40,5 вместо 50 кгс/см2. Это значит, что повышение однородности ячеистого бетона дает возможность снизить среднюю объемную массу изделий и тем самым повысить их технико-экономическую эффективность.
Свойства материала во многом зависят от характеристик структуры, формируемых под действием механических, химических и физических процессов, ход которых обусловлен установленными- значениями технологических факторов и их колебаниями. Изменчивость основных факторов влияет на однородность прочности ячеистого бетона в различных партиях, что вынуждает повышать объемную массу материала для получения нормированного минимального значения прочности.
Примером выявления наиболее важных параметров производства и установления возможности их стабилизации могут служить наши исследования, выполненные на Воронежском заводе, которые были начаты со статистического анализа технологического процесса в цехе газосиликатных панелей. Вычислялись среднеарифметические значения основных технологических факторов и свойств (X), стандартные отклонения (S), асимметрия (А), эксцесс (Е) (табл. I), а также рассчитывались коэффициенты парной корреляции для установления показателей, оказывающих наибольшее влияние на изменчивость свойств материала (табл. 2). Данные для анализа получены при испытаниях сырьевых материалов, вяжущего, готового газосиликата, а также путем регистрации параметров формования по принятой в настоящее время системе заводского лабораторного контроля. Результаты анализа свидетельствуют, что распределение большинства показателей значительно отличается от нормального закона при сравнительно высоких значениях прочности и коэффициента качества.
Наиболее высокими являются показатели изменчивости качества извести и прочности бетона. Достаточно стабильны активность известково-песчаного вяжущего и конечная температура смеси в форме. Удельную поверхность вяжущего не включали в число изучаемых факторов, так как она была достаточно стабильной и изменялась в пределах 3600—3800 см2/г. По приведенным данным, следовало бы предположить, что наименее устойчивые показатели, характеризующих качество извести, должны непосредственно влиять на изменчивость свойств газосиликата. Это хорошо согласовывалось бы с теми представлениями, которые сложились у нас в результате изучения и совершенствования свойств материала в производственных УСЛОВИЯХ. Однако корреляционный анализ не выявил влияния качества извести нa прочность и объемную массу изделии (см. рисунок).
Проверка распределений свойств по критерию х2 подтвердила, что они отличны от нормального закона. Это говорит о воздействии факторов, не учитываемых и не регулируемых соответственно их влиянию. Действительно, нами отмечен ряд недостатков как в организации складирования, помола, гомогенизации, дозирования компонентов газосиликата, так и в методах контроля технологии. В частности, контроль качества извести проводится один паз в сутки и поэтому не дает надежной информации Большие изменения экзотермии извести ведут к колебаниям экзотермии вяжущего, учет которой для управления процессом формования не регламентирован. Нет сведений об удельной поверхности кремнеземистого компонента в известково-песчаном вяжущем совместного помола, являющегося одним из важнейших технологических факторов, влияющих на прочность газосилката
Учитывая отмеченные недостатки, нами разработаны более совершенные способы контроля технологических факторов: контролировались удельная поверхность кремнеземистого компонента (по эекомеидациям инструкции СН 277—70), экзотермия вяжущего и смеси. Последняя дает усредненную и объективную оценку качества извести и непосредственно связана с УСЛОВИЯМИ порообразования.
Специальными исследованиями (путем остановки факторного эксперимента и расчета коэффициентов регрессии уравнения) выявлена связь показателей коэффициента качества извести. активности известково-песчаного вяжущего в его экзотермии в виде уравнения
Таким образом, оперативную информацию о важнейших технологических факторах можно получать путем определения экзотермии, активности и удельной поверхности известково-песчаного моделей необходимо учитывать соотношение компонентов, их твердость, количество мелющих тел, а также температурные условия дозиропания и перемешивания (при назначении температуры воды затворения).
Правильность подобного подхода подтвердил эксперимент, выполненный нами в производственных условиях на заводе ЖБИ № 1, когда в течение трех смен работы цеха была выпущена опытная партия газосиликата объемной массой 600 кг/м3 и марки 35. При этом тщательно контролировалась стабильность всех важнейших технологических параметров на этапах приготовления известково-песчаного вяжущего, дозирования и формования материала. В частности, удельная поверхность песка составляла 2000—2500 ом2/г, а температура воды затворения обеспечивала начальную температуру смеси в форме около 45 и конечную 90—95°С. В результате объемная масса составила 610+18 кг/м3, прочность при сжатии (контрольная характеристика) 62+8 кгс/см2, коэффициент качества 168+16. Полученные показатели изменчивости свойств были в 1,5—3 раза меньше среднегодовых, а качество газосиликата оказалось значительно выше вследствие исключения не1 благоприятных влияний важнейших технологических факторов.
Следует отметить, что повышение трудоемкости контроля и управления технологическим процессом при выпуске опытной партии не позволяет рекомендовать такие мероприятия для повседневного использования. Стабилизация условий производства представляется возможной только па основе разработки моделей основных этапов технологии и алгоритмов управления ими. Проведение такой работы следует начинать с внедрения организационно-технических мероприятий, направленных на совершенствование основных производственных процессов. Для большинства заводов такими мероприятиями являются: устройство непрерывного дозирования компонентов в мельницу но массе; автоматическое управление их соотношением; своевременное пополнение мелющих тел; обеспечение условий гомогенизации вяжущего с постоянным и в течение смены свойствами (в том числе экзотермией): оснащение дозировочного узла и формовочного оборудования контрольными приборами, регистрирующими температуру в важнейших точках.
Очевидно, что круг стабилизируемых и управляемых показателей должен быть определен для каждых конкретных условии. Возможность управления всеми этапами должна быть учтена и обеспечена при проектировании новых предприятии и реконструкции действующих. Затраты дополнительных средств будут компенсированы повышением качества, прочности и однородности изделий, снижением их объемной массы.