Технология

Технология производства бетонных изделий методом объемного вибропрессования

Технология производства изделий методом объемного вибропрессования заключается в совместном воздействии вибрации и минимального давления на бетонную смесь.

Преимущества получения изделий по технологии объемного вибропрессования:

  • использование в основном местных материалов: кварцевый песок, керамзит, арболит, отходы промышленности (шлак, кирпичный бой и пр.), теплоэнергетики (топливные шлаки и золы), попутно добываемых продуктов (отсевы от производства щебня, гравия) и др.;
  • применение серийно выпускаемого формовочного оборудования, способного к быстрой переналадке при переходе на производство изделий другой номенклатуры;
  • организация производства на небольших площадях с минимальными капвложениями при быстрой их окупаемости (менее одного года);
  • получение готовой продукции с требуемыми физико-механическими и эксплуатационными характеристиками (прочностью, морозостойкостью, водопоглощением и др.), с точными геометрическими параметрами, высокой архитектурной выразительностью.

 

Изделия, изготовленные методом объемного вибропрессования должны соответствовать требованиям ГОСТ 6133-99 «Камни бетонные стеновые. Технические условия» и изготавливаться по технологическому регламенту, утвержденному предприятием-изготовителем.

Изделия  применяют в соответствии с действующими строительными нормами и правилами при возведении стен и других конструкций зданий и сооружений различного назначения, благоустройства территорий.

Основные понятия

Блок пустотелый - блок стеновой со сквозными или несквозными вертикальными пустотами, получаемыми в процессе формования для придания изделию необходимых эксплуатационных свойств.

Блок, кирпич полнотелый – блок, кирпич  стеновой  без пустот или с технологическими пустотами для захвата изделия.

Блок, кирпич рядовой - блок, кирпич  стеновой, предназначенный для кладки стен зданий и сооружений, как правило, с последующей отделкой.

Блок, кирпич лицевой - блок, кирпич лицевой, предназначенный для кладки и одновременной облицовки стен зданий и сооружений и имеющий одну или две лицевые грани.

Фактура поверхности - вид и характер строения поверхности.

Фактура колотая (под «шубу» или «скальная») - сколотая поверхность с высотой неровностей рельефа более 8 мм и не прошедшая дополнительную обработку.

Фактура гладкая - равномерно шероховатая поверхность без следов обработки, полученная в процессе изготовления.

Основные параметры и размеры блоков, кирпичей

В зависимости от назначения блоки, кирпичи  выпускают:

- лицевые и рядовые;
- для кладки наружных и внутренних стен (порядовочные, угловые, перевязочные) и перегородок (перегородочные).

Лицевые блоки, кирпичи в зависимости от применения изготавливают с двумя лицевыми поверхностями: боковой и торцевой или с одной — боковой; с гладкой, рифленой или колотой фактурой лицевой поверхности; по цвету - неокрашенными или цветными из бетонной смеси с пигментами или с применением цветных цементов.

Блоки, кирпичи изготавливают в форме прямоугольного параллелепипеда. Номинальные размеры блоков и кирпича приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Тип изделий Длина l, мм Ширина b, мм Высота h, мм
Блоки для кладки стен 390 190 188
Блоки для кладки перегородок 390 120 188
  390 90 188
Кирпич 250 120 88

Допустимые предельные отклонения от номинальных размеров:
- по длине и ширине ±3 мм;
- по высоте ±4 мм;
- по толщине стенок и перегородок +3 мм.

Блоки изготавливают пустотелыми и полнотелыми. Пустоты (сквозные и несквозные) необходимо располагать перпендикулярно опорной поверхности камня и распределять равномерно по его сечению.
Кирпич изготавливают только полнотелым.

Основные параметры и размеры брусчатки

В зависимости от желания потребителя, брусчатку выпускают слудующей формы:

- шестигранник;

- волна;

- квадрат 39;

- прямоугольник 100*200;

Брусчатку  в зависимости от применения изготавливают неокрашенной или цветныой из бетонной смеси с пигментами или с применением цветных цементов.

Номинальные размеры брусчатки приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

                Тип изделий            

        Длина l, мм         

       Ширина b, мм         

          Высота h, мм          

шестигранник

 

190

75

волна

215

105

75

квадрат 39

390

390

75

прямоугольник

200

100

60

Допустимые предельные отклонения от номинальных размеров:
- по длине и ширине ±3 мм;
- по высоте ±4 мм;
- по толщине стенок и перегородок +3 мм.

Основные параметры и размеры бордюров

Бордюры изготавливаются 3-х видов:

- бордюр БК – 1;

- бордюр БК – 4 (дорожный);

- бордюр БК – 5;

 

Брусчатку  в зависимости от применения изготавливают неокрашенной или цветныой из бетонной смеси с пигментами или с применением цветных цементов.

Номинальные размеры камней приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3

               Тип изделий                    

        Длина l, мм         

        Ширина b, мм           

       Высота h, мм       

БК – 1

770

90

230

бордюр БК – 4 (дорожный);

780

150

300

бордюр БК – 5

780

80

220

Допустимые предельные отклонения от номинальных размеров:
- по длине и ширине ±3 мм;
- по высоте ±4 мм;
- по толщине стенок и перегородок +3 мм.

 

Физико-механические свойства

По прочности при сжатии изделия из тяжелых и мелкозернистых бетонов подразделяют на марки: 300, 250, 200, 150, 125, 100, 75, 50; из легких бетонов - 100, 75, 50, 35, 25.

Прочность изделия в проектном возрасте и при отгрузке потребителю должна быть не менее требуемой прочности для соответствующего возраста, которая назначается предприятием-изготовителем по ГОСТ 18105 в зависимости от соответствующей нормируемой прочности и однородности свойств изготавливаемого бетона.

Нормируемая прочность камня в проектном возрасте должна соответствовать установленной в таблице 2 для конкретной марки камня.

Таблица 2

   Марка камня по прочности   

 

Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/см2), не менее

  средний для трех камней  

   наименьший для одного из трех камней   

30,0 (300)

25,0 (250)

 

250

25,0 (250)

20,0 (200)

200

20,0 (200)

15,0(150)

150

15,0(150)

12,5(125)

125

12,5(125)

10,0(100)

100

10,0(100)

7,5 (75)

75

7,5 (75)

5,0 (50)

50

5,0 (50)

3,5(35)

35

3,5 (35)

2,8 (28)

25

2,5 (25)

2,0 (20)

Нормируемая отпускная прочность изделий в процентах от проектной марки по прочности должна быть не менее:

в теплый период года:
80 - для изделий из легкого бетона марок 100 и ниже;
70 -   »        »     из тяжелого и мелкозернистого бетона марок 125 и ниже;
50 -   »        »     из бетона марок 150 и выше;

в холодный период года:
90 - для изделий из легкого бетона марок 100 и ниже;
85 -   »        »     из тяжелого и мелкозернистого бетона всех марок;
70 -   »        »     из бетона марок 150 и выше.

При отгрузке камней с отпускной прочностью ниже требуемой в соответствии с их маркой достижение ими требуемой прочности должно быть гарантировано в возрасте 28 суток со дня изготовления.
Марка камней по морозостойкости: F 200, F 150, F 100, F 50, F 35, F 25, F 15.
Морозостойкость камней для перегородок не нормируется.

Сырье и материалы

В качестве вяжущего для изготовления камней применяют цемент по ГОСТ 10178, ГОСТ 25328, портландцемент белый по ГОСТ 965 и цветной по ГОСТ 15825.

В качестве крупного и мелкого заполнителя:

- для камней из легких бетонов - гравий, щебень и песок искусственные пористые по ГОСТ 9757, золы-уноса тепловых электростанций по ГОСТ 25818, щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии по ГОСТ 5578, щебень и песок пористые из горных пород по ГОСТ 22263, щебень и песок вспученные перлитовые по ГОСТ 10832, песок природный и из отсевов дробления по ГОСТ 8736, смеси золошлаковые тепловых электростанций по ГОСТ 25592; керамзит по ГОСТ 9757-90;
- для камней из тяжелого и мелкозернистого бетонов - щебень и гравий из плотных горных пород по ГОСТ 8267, смеси золошлаковые тепловых электростанций по ГОСТ 25592, щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии по ГОСТ 5578, щебень и песок из шлаков тепловых электростанций по ГОСТ 26644, песок природный из отсевов дробления по ГОСТ 8736 и гранулированный доменный шлак по действующей нормативной документации.

Наибольший размер зерен крупного заполнителя выбирают с учетом обеспечения толщины наружных стенок, перегородок, но не более 10 мм для пустотелых и не более 20 мм для полнотелых камней.

Химические добавки, применяемые для приготовления бетонной смеси, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 24211. Виды и содержание добавок определяют опытным путем.

Наиболее распространенной и отлично себя зарекомендовавшей в производстве бетонных изделий является отечественная добавка суперпластификатор С-3, позволяющая получить бетон с высокими показателями прочности, плотности, водонепроницаемости, морозостойкости.

Применение С-3 в количестве 0,3-0,8% от массы цемента (в зависимости от требований по подбору состава бетона) увеличивает пластичность бетонных смесей; снижение водопотребности вяжущего вещества на 20%; уменьшение расхода цемента на 15-20%.

При этом энергетические затраты (при вибрации, ТВО) снижаются на 30-50%, а в ряде случаев и полностью исключаются.
Для изготовления цветных камней могут быть использованы пигменты неорганического происхождения.

Вода для затворения бетонной смеси и приготовления растворов химических добавок должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732: содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л; вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел; окрашивающих примесей; окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л; водородный показатель воды (рН) не должен быть менее 4 и более 12,5. Вода не должна содержать также примесей в количествах, нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона.

Основные факторы, влияющие на приготовления формовочной смеси

Изготовление изделий по технологии вибропрессования осуществляется преимущественно из жестких мелкозернистых бетонных смесей.

Внедрение технологии производства изделий из мелкозернистых бетонов в первую очередь связано с организацией бетонного производства в регионах, где отсутствуют месторождения крупного заполнителя.

Использование мелкозернистого бетона вместо бетона на крупном заполнителе не только повышает экономическую эффективность строительства, но и позволяет упрощать технологии приготовления бетонной смеси и отказаться от необходимости организации складского и сортировочного хозяйства для приема, хранения и переработки крупных заполнителей.

Мелкозернистый бетон обладает более высокими физико-механическими характеристиками по сравнению с бетоном на крупном заполнителе. Материалоемкость ограждающих конструкций из мелкозернистого бетона невысока, повышенная эксплуатационная надежность, возможность использования технологических приемов, неприемлемых для крупнозернистых бетонов.

Изделия из жестких мелкозернистых смесей при хорошем виброуплотнении обладают большей прочностью, чем подвижные, при одинаковом расходе цемента. Жесткая смесь имеет меньшее водоцементное соотношение (В/Ц), что позволяет получать изделия повышенной морозостойкости.

Получение качественного мелкозернистого бетона во многом зависит от правильного подбора состава смеси и ухода за созревающим бетоном, при этом важно знать как характеристики самих составляющих смеси, так и технологические особенности.

Основным инертным заполнителем в мелкозернистом бетоне является песок, недорогой и доступный строительный материал, но для формования изделий из мелкозернистого бетона применяют не любые пески.

Главная задача инертного заполнителя образовать скелет, основу для сохранения формы после распалубки.

Технология вибропрессования позволяет производить распалубку изделий непосредственно после формования (немедленная распалубка), при этом требуется повышенная жесткость смеси. Для обеспечения необходимых характеристик целесообразно применение средних или крупных песков. Применение мелких песков возможно, но бетонная смесь с таким песком требует очень точной дозировки воды. При незначительном избытке влаги, формуемые изделия после распалубки «плывут». Именно в этом и состоит ограничение по выбору песка, пригодного для получения изделий с требуемыми физико-механическими характеристиками.

Итак, для образования достаточно жесткой пространственной структуры мелкозернистого бетона применение мелких песков не целесообразно, но смесь крупного и мелкого песка - оптимальный вариант для этой цели.

Один из вариантов — песок, представляющий собой рыхлую смесь зерен от 0,16 до 5 мм, причем количество мелких зерен, проходящих через сито 0,16 мм в не должно быть более 10 %.

Содержание в песке большого количества мелких зерен, предполагает увеличение его удельной поверхности, и тогда, для соединения зерен песка в бетоне потребуется увеличение расхода цемента.

Помимо оптимального подбора зернового состава песка, немаловажным показателем при подборе состава жесткой мелкозернистой смеси является его водопотребность.

Водопотребность — наибольшее количество воды, которое может быть принято сухим песком в весовом отношении.
Максимальная водопотребность песка зависит от его зернового состава, чем мельче применяемый песок, тем выше его водопотребность. Ориентировочные значения водопотребности песка различного зернового состава (модуля крупности) приведены в таблице № 3.


Таблица 3


   Группа песка

   Модуль крупности  Мк

   Полный остаток на сите № 0.63%

   Водопотребность песка %

Повышенной крупности

Св. 3,0 до 3,5

Св. 65 до 75

5…4

Крупный

Св. 2,5до 3,0

Св. 45 до 65

6…5

Средний

Св. 2,0 до 2,5

Св. 30 до 45

8…6

Мелкий

Св. 1,5до 2,0

Св. 10 до 30

10…8

Как видно из таблицы, мелкий песок может принять влаги в 2 раза больше, чем крупный, благодаря большей поверхности смачивания зерен.

Заметим, что на практике водопотребность песка может несколько отличаться от данных приведенных в таблице, по причине гранулометрической неоднородности. Поэтому при начале производства требуется откорректировать необходимое количество воды опытным путем, используя данные таблицы № 3.

При подборе состава мелкозернистых смесей необходимо учитывать и естественную влажность песков.
Определение водопотребности и естественной влажности песка имеет большое значение для определения количества воды затворения.

С увеличением водопотребности песков количество воды затворения возрастает. Однако в последствии необходимо проводить корректировку состава смеси по фактической влажности песков. С увеличением влажности песков количество воды затворения уменьшается, а количество песка увеличивается на то же значение.

На практике, в условиях предприятия не имеющего собственной лаборатории, применяется следующий способ определения фактической влажности песка (золы, шлака и т.д.):
Один литр песка, тщательно высушивают и взвешивают, полученный вес вычитают из веса влажного песка (также, одного литра), поступившего на производство. Полученное значение и будет характеризовать фактическую влажность песка.
Но самый правильный критерий того, сколько потребуется воды затворения — это опыт, который приобретается после формования 2-3 изделий.

Основные факторы, по которым на практике возможно определить потребное количество воды затворения, достаточно просты:

  • правильно откорректированный состав смеси характеризуется получением достаточной подвижности бетонной смеси, которая зависит от водоцементного отношения (В/Ц).
      Подвижность бетонной смеси оценивают по осадке (ОК) эталонного конуса, отформованного из бетонной смеси.

 

Методика определения ОК:
Поверхности конуса и приспособлений (линейка стальная, воронка загрузочная; прямой металлический гладкий стержень диаметром 16 мм, длиной 600 мм с округленными концами), соприкасающиеся с бетонной смесью очистить и увлажнить.
Конус установить на гладкий лист, плотно прижать и заполнить бетонной смесью через воронку в три слоя одинаковой высоты, причем каждый слой уплотнить штыкованием металлическим стержнем 25 раз.
После уплотнения бетонной смеси снять воронку, избыток смеси срезать вровень с верхними краями конуса, и загладить поверхность бетонной смеси. Время от начала заполнения конуса до его снятия не более 3 мин.
Конус плавно снять с отформованной бетонной смесью в строго вертикальном направлении и установить рядом с ней. Время, затраченное на подъем конуса, должно составлять 5 - 7 с.
Гладкий стержень уложить наверх конуса и измерить расстояние от нижней поверхности стержня до верха бетонной смеси с погрешностью не более 0,5 см. Данное расстояние и характеризует осадку конуса бетонной смеси.
Если после снятия формы конуса бетонная смесь разваливается, измерение не выполняют, и испытание повторяют на новой пробе бетонной смеси.
Осадку конуса бетонной смеси вычисляют с округлением до 1,0 см, как среднеарифметическое результатов двух определений из одной пробы.
На практике ориентировочную подвижность смеси можно определить без использования эталонного конуса. Подвижность смеси должна быть такой, чтобы после сжатия смеси в руке она сохраняла бы свою форму, а на ладонях не оставалось бы следов цементного молока!

  • после завершения уплотнения смеси, на поверхности изделия должно выступить цементное молоко;
  • при излишней подвижности смеси, формуемые изделия «плывут»;
  • при недостатке воды затворения, смесь выглядит слишком сухой. На изделиях после формовки наблюдается появление трещин, физико-механические свойства ухудшаются, увеличивается процент производственного брака.

 

Приготовление   формовочной   смеси

Одним из важных факторов производства изделий методом вибропрессования является процесс приготовления формовочной смеси.

Приготовление бетонной смеси осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 7473-94; ГОСТ 26633-91.

Чтобы произвести качественную формовочную полусухую смесь, пригодную для виброформования, необходимо оборудование, которое обеспечит получение данных параметров смеси.

Для приготовления жестких бетонных смесей рекомендуется использование бетоносмесителей принудительного действия, в частности лопастных смесителей принудительного действия, либо планетарных смесителей.

Рабочий цикл приготовления материала состоит из загрузки дозированных материалов, перемешивания их и выгрузки готового замеса бетонной смеси.

После проведения регламентных работ по подготовке к работе бетоносмесителя (согласно техническому паспорту на установку), производится загрузка отдозированных компонентов: мелкий заполнитель, цемент, вода.

Исходные материалы для бетонной смеси дозируют весовыми дозаторами, причем погрешность дозирования не должна превышать для песка ±2 % и ±1 % для цемента и воды. Возможно осуществлять дозирование воды объемным дозатором, а также для бетоносмесительных установок производительностью до 5 м3/ч допускается объемное дозирование сыпучих материалов с теми же погрешностями дозирования.

Для исключения комкования, а также для сокращения времени начального смешивания, необходимо подавать компоненты бетонной смеси при работающем активаторе смесителя.

В случае налипания цемента на стенки емкости смесителя, образования непромешанных участков, увеличении времени смешивания необходимо снизить скорость подачи цемента в емкость смесителя.

Рекомендуемая ГОСТом 7473-94 продолжительность перемешивания бетонной смеси (время от момента окончания загрузки всех материалов в работающий смеситель до начала выгрузки готовой смеси) не менее 50 с.

Готовая бетонная смесь через узел разгрузки смесителя подается на пост формования изделий.
Перед формованием изделий, для уточнения правильности откорректированного состава смеси, рекомендуется определить подвижность бетонной смеси в соответствие с вышеописанной методикой не реже одного раза в смену в течение 15 мин после выгрузки смеси из смесителя.

Формование    изделий

Процесс формования позволяет обеспечить получение изделий, заданных размеров и формы. В процессе виброобработки за счет сближения зерен заполнителя, сцепления межзернового пространства цементным тестом, удаления пузырьков воздуха создается более плотная структура бетонной смеси.

Готовая бетонная смесь подается в приемный бункер пресса, опускается пуансон и происходит вибропрессование изделия. Время предварительной вибрации 2-3 с, окончательной — устанавливается опытным путем. По окончанию вибропрессования пуансон поднимается, отформованное изделие на поддоне транспортируется на разгрузочную эстакаду длиной 2,5 метра.
Отформованные изделия на поддонах выдерживаются при температуре 20°С и относительной влажности воздуха 90-95 % в течение 12-14 часов. Через 24 часа выдержки изделия транспортируют на склад готовой продукции для формирования штабелей.

Правила  приемки  готовых изделий

Камни принимают партиями. Партией считают количество камней одного вида и назначения, изготовленных из бетонной смеси одного номинального состава в течение одной смены на одной технологической линии, но не более 250 м3.

Для проверки соответствия камней требованиям разработанных технологических условий проводят входной, операционный и приемочный контроль.

Приемочный контроль осуществляют путем проведения приемосдаточных и периодических испытаний.

Приемосдаточные испытания каждой партии камней осуществляют по следующим показателям:
- внешний вид;
- геометрические параметры;
- масса;
- марка камней по прочности;
- отпускная прочность;
- соответствие цвета лицевых камней эталону.

Периодические испытания камней проводят по показателям:
- средней плотности - один раз в 10 дней, а также каждый раз при изменении вида бетона и пустотности изделия;
- морозостойкости - один раз в полгода, а также каждый раз при изменении сырьевых материалов и технологии изготовления;

Удельную эффективную активность естественных радионуклидов контролируют при входном контроле по данным документов о качестве предприятия-поставщика сырьевых материалов.

Изделия, не удовлетворяющие установленным требованиям, считают дефектными.

Транспортирование и хранение

Готовые изделия должны храниться на поддонах.

Площадки должны иметь спланированное твердое покрытие с уклоном 1-2 % в сторону внешнего контура с устройством водостоков и периодически очищаться от грязи, снега и льда.

Размещение камней в штабелях производят раздельно по типам и маркам, а лицевые изделия, кроме того, - раздельно по цвету и фактуре лицевой поверхности.

Формирование транспортных пакетов следует производить на складской площадке или непосредственно на технологической линии на плоских поддонах по ГОСТ 18343 или стоечных поддонах по ГОСТ 9570. Высота пакета с поддоном не должна превышать 1,3 м.

Камни с несквозными пустотами укладывают в пакете пустотами вниз с перекрестной перевязкой. Масса пакета не должна превышать номинальную грузоподъемность поддона.

В качестве скрепляющих и упаковочных средств рекомендуются одноразовые средства пакетирования:
- лента холоднокатаная из низкоуглеродистой стали по ГОСТ 503;
- лента синтетическая по действующей нормативной документации;
- пленка термоусадочная по ГОСТ 25951;
- пленка растягивающаяся по ГОСТ 10354.

Схему крепления в пакете устанавливает предприятие-изготовитель в технологической документации для каждого типоразмера камней, выбранной схемы укладки, а также дальности и вида перевозок (автомобильным или железнодорожным транспортом).

Погрузка и выгрузка камней вручную (набрасыванием или сбрасыванием) не допускаются.

При производстве погрузочно-разгрузочных работ следует руководствоваться требованиями безопасности труда, установленными действующими строительными нормами.



Технология

Технология производства изделий методом объемного вибропрессования заключается в совместном воздействии вибрации и минимального давления на бетонную смесь. Преимущества получения изделий по технологии
Читать далее

Протоколы испытаний


НАШИ ПАРТНЕРЫ

Городской сайт объявлений
www.sarapulinfo.ru