Технические науки/12. Автоматизированные системы управления на производстве

Чумаченко С.В.

Костанайский государственный университет имени А. Байтурсынова,

Казахстан

Чумаченко А.А.

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, Россия

Технология производства тротуарной плитки

Прессованная тротуарная плитка применяется в Западной Европе с 30-х годов XX века. За это время, технология ее производства многократно совершенствовалась и в конце ХХ века немецкая машиностроительная компания «HESS Maschinenfabrik GmbH & Co. KG» разработала и внедрила технологию объемного полусухого вибропрессования.

Укладка плитки по песчаному основанию придает покрытию множество преимуществ по сравнению со сплошным асфальтобетонным покрытием:

· на поверхности такого покрытия не образуются лужи, так как вода свободно уходит через зазоры между плитками;

· плиточное покрытие не нарушает естественную потребность зеленых насаждений в водо- и газообмене, что благоприятно сказывается на экологии окружающего пространства;

· при необходимости проведения ремонтных работ (например, прокладка подземных коммуникаций) тротуарную плитку можно легко снять, провести необходимые работы и уложить снова;

· в летнее время нагрев покрытия из плитки значительно меньше, чем из темного асфальта; при этом плиточное покрытие не размягчается и не выделяет летучих продуктов [1].

Технологическая линия производства

Технология производства тротуарной плитки методом вибропрессования заключается в формировании изделий из бетона путем вибрации и давления смеси с небольшим количеством содержания воды с обязательным последующим пригрузом формующего пуансона.

Процесс проходит на специальных вибропрессах, которые могут быть стационарными. Характерной особенностью используемой бетонной смеси является пониженное водоцементное соотношение. Такая характеристика позволяет производить плитку с более высокой прочностью и при этом уменьшать расход цемента. В целом технология производства тротуарной плитки путем вибропрессования позволяет создавать изделия с достаточно высокими показателями морозостойкости (-300F и менее), низким уровнем водопоглощения (менее 5%), четкими геометрическими формами и стабильностью характеристик [2].

В формировании плитки участвуют две части вибропресса – пуансон и матрица. На поверхности пуансона нанесен рисунок, который и переносится на лицевую сторону плитки. Матрица формирует стенки плитки. Весь процесс формирования изделия происходит на технологических поддонах, которые затем перемещаются на участок, предназначенный для сушки.

В принципе применение метода вибропрессования позволяет изготовлять помимо тротуарной плитки также бордюры, водостоки, стеновые и перегородочные камни.

На сегодняшний день предлагается большое количество самых разнообразных вибропрессов. Но процесс изготовления изделий у всех примерно одинаковый. Так что можно сказать, что технология производства тротуарной плитки путем вибропрессования подразумевает прохождение трех этапов.

Первый этап – приготовление бетона. На этом этапе требуется дополнительное оборудование – бетономешалка. При этом если плитка однослойная, можно обойтись одним смесителем, а если двухслойная – понадобится два. После того, как бетон готов, его подают прямо в матрицу пресса.

Второй этап – формирование изделия. Необходимо отметить, что конкретные действия аппарата на этом этапе будут несколько отличаться в зависимости от модели, но суть состоит в том, что бетонная смесь попадает в матрицу и прижимается сверху пуансоном. Затем включается механизм виброплощадки и вследствие действия виброимпульса происходит уплотнение изделия. Следующий шаг – освобождение плитки от матрицы и пуансона. Зачастую они просто поднимаются, а на технологическом поддоне остается готовое изделие. Теперь его можно перемещать на участок, предназначенный для просушки изделий, а на его место ставить новый поддон.

Третий этап - сушка. Технология производства тротуарной плитки обязательно включает стадию качественной просушки изделий. Дело в том, что именно в этот период достигается необходимая прочность продукции. Обычно применяется два способа просушки – тепловлажная обработка при помощи водяного пара или сушка в производственном помещении. Использование специальной пропарочной камеры позволяет добиться 75% прочности тротуарной плитки всего за 12 часов, в обычных же условия на это потребовалось бы не менее 15 дней. Таким образом, можно осуществлять отгрузку готовой продукции на следующий день после выпуска [3].

Таким образом, использование технологии вибропрессования позволяет в достаточно короткие сроки производить большое количество качественной тротуарной плитки.

Технология применения красителей для производства двухслойной тротуарной плитки

При производстве на оборудовании МАСТЕК [4] возможно разнообразить номенклатуру выпускаемой продукции простым способом: придать различные цвета, окраски и оттенки формуемым материалам: тротуарной плитке, бордюрным камням, кирпичам, шлакоблокам. Это делается простым и легким способом - добавлением красящего пигмента для бетона в состав смеси будущего материала. Использование красителя придает особенный декоративный штрих полученным материалам.

Для получения цветных материалов при вибропрессовании рекомендуется использовать минеральные пигменты для бетона, их получают путем термической обработки минерального сырья. Например, жженые охра, умбра. Пигменты составляют около 1 - 5% от массы цемента. Пигменты должны отвечать следующим критериям: быть устойчивы к щелочной среде твердеющего цементного вяжущего; быть светостойкими; атмосферостойкими; не должны растворяться в воде затворения. Этим требованиям лучше других отвечают неорганические оксидные пигменты. С помощью таких пигментов можно получить практически любой тон, и, в первую очередь, приглушенную цветовую гамму, которая свойственна природе. Повышение однородности распределения красителей для бетона позволяет не только повысить качество изделий (в первую очередь, сопротивляемость истиранию и водопоглощению) и их внешний вид, но и сократить расход пигмента для достижения заданной интенсивности цветного тона.

Для получения цветной тротуарной плитки необходимо соблюдать следующую последовательность действий:

1). Загрузку компонентов смеси в бетоносмеситель производить в такой последовательности:  песок, красящий пигмент для бетона, цемент и в конце вода [5, 6].

2). Загрузку цемента в бетоносмеситель осуществлять только после качественного промесса  песка с красящим пигментом в течение 100-150 секунд.

3). После загрузки цемента произвести дополнительный промесс в течении 100 секунд

4). Подачу воды в бетоносмеситель рекомендуется подавать через распылитель с перемешиванием

5). После окончания подачи воды, для повышения однородности окрашивания рекомендуется просеять пигмент через виброгрохот с ячейками порядка 0,315 мм.

Добавление красителей для бетона в смесь более 5% к цементу очень часто приводит к снижению прочности материалов. Увеличение соотношения пигментов в смесях не приводит к увеличению интенсивности окраски, при этом лишь снижаются качественные и экономические показатели материалов.

При производстве изделий «под натуральный камень» и получения на них разводов, желательно вводить пигменты дополнительного (не фонового) цвета не в сухом виде, а в виде высококонцентрированной, влажной смеси идентичной основному составу.

Добиться получения чистого цвета, например желтого или голубого, можно лишь используя белый цемент. Количество пигментов, добавляемых в бетон, составляет 2-5 % - для пигментов с хорошей красящей способностью, выпускаемых, например, фирмой Байер (Германия) или Усов и Прехезе (Чехия) [7]. Применяя смешанные красители для бетона, можно получить бетоны разной расцветки, но при этом нужно руководствоваться следующими правилами: красный, синий и желтый пигменты в цветоведении называют основными, т.к. смешивая их между собой в различных пропорциях, можно получить пигменты всех остальных цветов, называемых смешанными. Например, зеленый цвет получают, смешивая синий и желтый пигменты, фиолетовый - красный и синий, оранжевый - красный и желтый и т.д. Однако не при всяком смешивании пигментов для бетона можно получить в результате необходимый новый цвет. Некоторые пигменты при смешивании дают грязно-серый цвет, такие пигменты называют дополнительными: фиолетовый - желто-зеленый; красный - голубовато-зеленый; оранжевый – голубой.

Литература:

1. http://www.formen.su/proizvodstvo-trotuarnoy-plitki.html

2. http://www.gdlmz.com.ua/pubs/12/4.htm

3. http://press-rifey.ru/7delusions/

4. Паспорт КФ – 07 00.00.000 ПС Стационарный вибропресс МАСТЕК – Златоуст, 2009. – 30 с.

5. Паспорт Дозирующий комплекс ДК8,ДК-10 – Златоуст, 2012. – 35 с.

6. Паспорт Дозатор воды ДВП-1000 – Златоуст,2011. – 18 с.

7.http://j-stroyka.ru/specialnye-pigmenty-dlya-pokraski-trotuarnoj-plitki.html