Производство тротуарной плитки методом вибропрессования

 

Водопоглощение  бетона плит не должно превышать по массе, % :

5 - для плит  из тяжелого бетона;

6 -   "     "     "  мелкозернистого бетона.

Истираемость  бетона плит в зависимости от условий  работы покрытий должна удовлетворять  требованиям ГОСТ 13015.0; ее устанавливает  потребитель при заказе.

Состав бетона подбирают в соответствии с требованиями ГОСТ 27006 и рекомендаций, пособий и методик научно-исследовательских институтов, утвержденных в установленном порядке.

Водоцементное отношение (В/Ц) должно быть не более 0,40.

Бетонные смеси  приготовляют по ГОСТ 7473 с применением  воздухововлекающих добавок. Бетонные смеси для тяжелого бетона с маркой по удобоукладываемости П2 или П3 с подвижностью не более 12 см следует приготавливать с обязательным применением пластифицирующих добавок.

Объем вовлеченного воздуха в бетонных смесях с применением  воздухововлекающих добавок должен быть от 4 до 5%.

Для приготовления  бетонной смеси следует применять  бездобавочный портландцемент, портландцемент для бетонов дорожных и аэродромных  покрытий марки не ниже 400, содержащий в цементном клинкере не более 5% MgO (оксида магния) и не более 8% (трехкальциевого алюмината) и портландцемент с минеральными добавками до 5%, отвечающие ГОСТ 10178.

В качестве мелкого  заполнителя для бетона плит применяют  природные, обогащенные и фракционированные, а также дробленые обогащенные  пески по ГОСТ 8736, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 26633.

Для мелкозернистого  бетона применяют пески с модулем  крупности не менее 2,2 , а для тяжелого бетона - не менее 2,0.

 В качестве  крупного заполнителя применяют  щебень из естественного камня,  гравия и доменного шлака по ГОСТ 8267, ГОСТ 10260, ГОСТ 3344, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 26633.

Наибольший  размер зерен крупного заполнителя:

10 мм - для плит  толщиной до 50 мм;

20 мм      "      "         "        более 50 мм.

При приготовлении  бетона плит следует использовать и другие материалы (золу-унос, шлаки и золошлаки смеси ТЭС), отвечающие требованиям ГОСТ 25818 и ГОСТ 25592, отходы производства, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 26633.

Марки щебня  по прочности на сжатие должны быть не ниже:

1200 - для щебня  из изверженных пород;

800 -   "        "      "  осадочных        " .

Марка щебня  по морозостойкости должна быть не ниже F200.

Добавки, применяемые  для приготовления бетонной смеси, должны удовлетворять ГОСТ 24211, ГОСТ 26633 и приложению 3.

Виды и объем (массу) вводимых добавок определяют опытным путем в зависимости от вида, качества материалов, используемых для приготовления бетонной смеси, технологии изготовления плит, режимов тепловой обработки (тепловлажностной обработки).

В качестве ускорителя твердения для бетонной смеси плит из мелкозернистого бетона следует применять кальций хлористый по ГОСТ 450 или нитрит-нитрат-хлорид кальция по ТУ 6-03-7-04 в объеме до 3% от массы цемента.

Вода для  приготовления бетона - по ГОСТ 23732.

Для изготовления цветных плит следует применять пигменты. Виды и объем (масса) пигментов, вводимых в бетонную смесь, приведены в приложении 4.

При тепловлажностной обработке плит следует соблюдать  мягкие режимы твердения (температура  не выше 70 °С) с предельной скоростью подъема и снижения температуры обработки не более 25 °С/ч.

Для конструктивного  армирования плит применяют арматурную проволоку класса Вр-I по ГОСТ 6727.

Монтажные петли  следует изготовлять диаметром 6 мм из горячекатаной гладкой арматурной стали класса А-I марок ВСт3сп2 и  ВСт3пс2 по ГОСТ 5781.

При расчетной  зимней температуре ниже минус 40°С для монтажных петель запрещается применение стали марки ВСт3пс3 по ГОСТ 5781.

Сварные арматурные изделия должны соответствовать  ГОСТ 10922.

Значения действительных отклонений геометрических параметров плит не должны превышать предельных, указанных в табл. 3.

Таблица 3

мм 

Наименование  отклонения геометрического параметра	Наименование  геометрического параметра	Пред. откл.
	Длина, ширина:
	до 250	± 4
	от 250 до 500	± 5
	"  500  "  1000	± 6
	Толщина	± 5
Отклонение  от прямолинейности профиля лицевой  поверхности	-	5
Отклонение  от плоскостности  лицевой поверхности	-	5
Отклонение  от перпендикулярности торцевых и смежных  им граней	-	4

 

Для конструктивно  армированных плит отклонение от толщины защитного слоя бетона не должно превышать ± 5 мм.

Категория лицевой  бетонной поверхности - А6, для нелицевой  поверхности - А7 по ГОСТ 13015.0.

Трещины на поверхности  плит не допускаются, за исключением  поверхностных и технологических  шириной не более 0,1 мм и длиной до 50 мм в количестве не более 5 шт. на 1 м² поверхности армированных плит из тяжелого бетона.

1.1.3. Маркировка

Маркировка  должна быть нанесена несмываемой краской  на торцевую грань не менее чем  на 10 % плит от партии в соответствии с ГОСТ 13015.2.¹

 

 

2. Состав сырьевой смеси

В качестве вяжущего применяются цемент марки не ниже 400 Д0 ГОСТ 10178-85, в клинкере которого содержание С3А не должно превышать 8% или медленнотвердеющий гипс (начало схватывания гипса не ранее 20 минут).

В качестве заполнителя следует применять строительные пески с модулем крупности не ниже 2, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-93, ГОСТ10268-80, отсевы щебеночного производства, керамзит, шлаки топливные, золы, опилки и любые другие сыпучие материалы, способные после смешивания с вяжущим приобретать и сохранять заданную форму. В качестве поставщиков предпочтительны карьеры, гарантирующие отгрузку щебня гидравлической классификации (промывки) и не содержащего в момент отгрузки фракции мельче 5мм. Марка щебня по прочности при сжатии должна быть не ниже 1000, по морозостойкости не ниже 200, рекомендуемое содержание в щебне зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы не более 25% по массе. Вода для бетонных смесей должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79. Для повышения морозостойкости, прочности и улучшения технологических свойств бетона в бетонную смесь следует вводить комплексную добавку, содержащую пластифицирующий компонент (С-3 или ЛСТ) совместно с воздухововлекающим или гидрофобизующим (СНВ или ГКЖ-94) компонентом.

Для получения  различной цветовой гаммы применяются  минеральные и органические красители, в основном краски полимерцементные по ГОСТ 19279-73.

 

 

 

 

 

3. Выбор и обоснование  технологического способа производства

Одним из условий  рациональной работы предприятия является необходимость окупить затраты на подготовку производства. В течение определенного периода нельзя снимать изделие с производства без опасности ухудшения экономических показателей предприятия. Наиболее высоким уровнем поточности являются непрерывность и равномерность производственного процесса, в результате чего обеспечивается максимальная загрузка оборудования и наиболее полное использование рабочей силы. Для изготовления тротуарной плитки используют агрегатно-поточную технологию.

Эта технология характеризуется главным образом: 1) наименьшими удельными затратами на оборудование (10-12% от общих капиталовложений, против 40-45% при конвейерной схеме); 2) низкой производительностью оборудования; 3)высокой трудоемкостью изготовления изделий, в 1,7-1,9 раза превышающей при работе на специальном оборудовании. Применение этой схемы дает необходимую гибкость при смене продукции, так как основное оборудование (пропарочные камеры, виброплощадки, транспортные средства, бетонораздатчики) являются универсальными, а замене подлежат в основном формы.

Для производства бетонной тротуарной плитки используют два метода: вибропрессование жестких  смесей с низким водосодержанием; вибролитья с использованием пластифицирующих добавок.

Оба метода позволяют  получить бетонную плитку с низкой пористостью благодаря малому содержанию воды в бетонной смеси и обеспечению плотной укладки бетонной смеси с применением механических воздействий (вибрирование или вибропрессование).

Суть методов  в следующем:

1. Вибропрессование - заключается в том, что бетонная смесь укладывается в прессформу (матрицу), которая стоит на станине. Станина непрерывно вибрирует. На смесь сверху начинает давить пуансон (деталь обратная матрице, идеально точно входящая в нее, как поршень в цилиндр) и давит до полного уплотнения смеси. Пуансон тоже непрерывно вибрирует. После этого матрица и пуансон поднимаются, а на поддоне остается готовое изделие.²

Технология  производства тротуарной плитки является достаточно объёмной и включает в  себя несколько последовательных этапов, которые отображены в технологической схеме.

В самом начале процесса происходит подготовка форм, в которые будет заливаться сырьё. Далее дозатор сырья отмеряет определённые порции нужных компонентов, которые при помощи транспортерной ленты попадают в бетоносмеситель. Там происходит процесс приготовления бетонной смеси, которая, по сути, и является сырьём для производства тротуарной плитки.

Если планируется, что тротуарная плитка будет цветной, в бетонную смесь добавляют красящий пигмент. При помощи него можно получить плитку практически любого оттенка.

К слову, сегодня  цветная тротуарная плитка производится в основном отечественными компаниями. Зачастую качество красящего пигмента является низким, хотя от этого не застрахованы и зарубежные производители – здесь главное внимательно выбирать тротуарную плитку.

После того, как  бетонная смесь и красящий пигмент  перемешали в однородную массу, транспортерная лента подает его в вибропресс, в котором состав сначала уплотняется  под воздействием вибрации, а потом подвергается при помощи пресса под давлением силой до двадцати тонн. Такой метод помогает добиться высокой степени прочности тротуарной плитки, а также минимизировать затраты на материалы.

 Далее готовые изделия  на поддоне транспортируются  в пропарочную камеру. Там в течение 6-8 часов тротуарная плитка находится при температуре в 70-80 градусов с влажностью 95%. В результате осуществления пропаривание изделие получается сверхпрочным. К тому же, эта процедура значительно сокращает время, которое требуется для уплотнения плитки.

В обычных  условиях понадобилось бы около 2 недель, чтобы добиться похожего эффекта. По прошествии определённого количества времени можно начинать проведение распалубки изделий, освобождая их из поддонов.

  По окончании проведения распалубки готовая тротуарная плитка укладывается на поддоны и перевязывается упаковочной лентой. Для того чтобы изделие подольше сохранило товарный вид, его накрывают стрейч, полиэтиленовой или термоусадочной плёнкой.³

 

 

3. Вибролитье - заключается в том, что бетонная смесь укладывается в пластиковую форму. Форма ставится на вибростол (стол с непрерывно вибрирующей поверхностью) и выдерживается на нем некоторое время. После того как бетонная смесь в форме утрамбовалась, форма снимается со стола и выстаивается в теплом месте около 12 часов, после чего из нее достается готовое изделие.

Приготовить бетон в меньшем бетоносмесителе  с пигментом (см. приготовление пигмента ), а в большем бетоносмесителе без него. Разложить формы на вибростоле максимально плотно друг к другу. Разложить (максимально покрывая дно формы) цветной бетон слоем в 1-2 см.  При изготовлении серой плитки краситель в лицевом слое отсутствует.  Включить вибратор на 5 - 10 сек., бетон должен покрыть дно формы ровным слоем. Амплитуда и интенсивность колебаний столешницы вибростола должна быть умеренной, бетон в формах не должен "кипеть", он должен уплотняться под собственной тяжестью. Интенсивность вибрации должна быть одинаковой по всей поверхности столешницы, этого можно достигнуть жестким оребрением. Регулировка вибрации проводится путем уменьшения размеров или веса пластин дисбаланса находящихся на якоре электродвигателя под крышками. Добавить бетон без пигмента в формы столько, сколько необходимо до краев формы, но не меньше. Включить вибратор на 5-10 сек. Срезать металлическим уголком ( двигать его углом вперёд ) лишний бетон, выравнивая его по краю формы. После заполнения формы бетоном и окончания вибрации раствор в формах тщательно загладить (затереть). При недостаточном количестве бетона в форме добавить раствор и затереть без вибрации. Заглаженные формы составить на поддоны слоями, прокладывая каждый слой листами пластика. Общее количество слоев - не более 10. Поддоны с заполненными формами накрыть полиэтиленовой пленкой, для предохранения от высыхания.   Поддоны с формами допускается передвигать не ранее, чем через 48 часов после заливки. Перед выбивкой форму необходимо нагреть до 60-70 градусов Цельсия в водяной ванне, выдерживая каждую форму в ней не более 2 минут. Нагретая форма помещается на вибростол для выбивки. Распалубка квадратных плит и фасадной плитки происходит без каких-либо специальных приспособлений. Следует отметить, что распалубка без предварительного нагрева укорачивает срок службы формы приблизительно на 30 % и может привести к браку готовой продукции, особенно у тонких изделий. Сушка готовых изделий происходит в течении 2 суток в естественных условиях. Поддоны с изделиями допускается передвигать не ранее, чем через 48 часов после заливки.  После распалубки плитку укладывают на европоддоны "лицом" к "лицу", увязывая их упаковочной лентой. Для обеспечения дальнейшего твердения бетона и сохранения товарного вида изделий их необходимо накрыть полиэтиленовой термоусадочной или стрейч-пленкой.    В летнее время отпуск изделий производится при достижении ими 70 % от проектной прочности, что приблизительно соответствует 7 суткам твердения бетона, считая с момента его изготовления. В зимнее время отпуск производится при достижении 100 % от проектной прочности (28 суток с момента приготовления бетона).