Вибропрессование?Вибролитьё?Нет!Третий путь.

Из истории вопроса.

В 1991 году за два дня до Нового года в г.Москве мной были приобретены четыре пресса ВИП 6ПБ производства завода «Красная Пресня». Так волею сложившихся обстоятельств, мне пришлось начать организацию производства вибропрессованных изделий. В начале июня 1992 г., имея в кармане самые последние сто рублей была, выпущена, а затем и продана, первая партия стеновых камней (блоков). Так начался мой нелегкий путь производителя вибропрессованных изделий.
Это путь не мог быть проделан отдельно от моей страны, и то, как причудливо государство выстраивало экономическую политику, немедленно сказывалось и на нас производителях, такими же чудесами. Я очень хорошо помню, как менялась структура потребителей, как исчезали целые категории потребителей! Как сознательно и очень вероломно государство выкорчевывало мелкий бизнес. Я и сейчас до конца не понимаю, как уцелел в этой экономической мясорубке. Видимо за всем этим есть промысел Божий, другого разумного объяснения дать не могу.

Вступление.

Теперь имея за плечами более чем десятилетний опыт производства
вибропрессованных изделий, могу со всей уверенностью утверждать, что в ныне существующих экономических условиях изготовление с помощью вибропрессового оборудования (в дальнейшем вибропрессовая технология будет упоминаться сокращенно - ВПР) стеновых камней не целесообразно. Гораздо привлекательнее изготавливать брусчатку, но здесь приходится конкурировать с производителями брусчатки, использующими вибролитьевую технологию (в дальнейшем вибролитьевая технология будет упоминаться сокращенно - ВЛТ).
Конкуренция эта происходит в неравных условиях. С одной стороны затратность ВЛТ диктует высокие цены на готовые изделия, что делает привлекательным применение вибропресса из-за его высокой производительности (особенно если он уже у вас есть). С другой стороны, внешний вид изделий изготовленных по ВЛТ более привлекателен, чем внешний вид изделий изготовленных с применением ВПР, хотя последние, как правило, более качественные.

Вибролитьё или вибропрессование?

Экономический анализ деятельности предприятий выпускающих изделия по вибролитьевой, либо вибропрессовой технологии, показывает следующее: имеется порог экономической целесообразности, применения на предприятии ВЛТ или ВПР технологии. Для ВЛТ это до 60 м.кв. в смену. Для ВПР от 200 м.кв. в смену. Возможно эти границы иные, но в любом случае между ними есть РАЗРЫВ. И в этом разрыве находится оптимальное отношение производительность/возможность продать не напрягаясь. По моим оценкам это 100 - 150 м.кв. плитки в смену. Но такая производительность является пороговой. Для ВЛТ уже много и очень затратно. Для ВПР еще мало, возврат инвестиций на пороге безубыточности.

ВЛТ и ВПР. Сравним и задумаемся.

Попытаемся сравнить основные достоинства и недостатки обоих технологий. Для наглядности попробуем в два столбца выписать достоинства и недостатки ВПР и ВЛТ технологий. Вот, что получилось :
Вибролитьевая технология. Вибропрессовая технология.
Много ручного труда (-) Мало ручного труда (+)
Не дорогое оборудование (+) Дорогое оборудование (-)
Высокий расход цемента (-) Меньший расход цемента (+)
Привлекательный внешний Нет того глянца, как
вид изделий (+) у вибролитых изделий (-)
Низкое качество изделий (-) Высокое качество изделий (+)
Быстрый износ форм (-) Долгий срок службы форм (-)
Сравнительно низкая стоимость Высокая стоимость
пластиковых форм (+) формоснастки (+)
Если теперь произвести сравнение достоинств и недостатков ВЛТ и ВПР технологий, то открывается поразительная вещь, достоинства одной и недостатки другой являются симметричными, и по неволе напрашивается мысль «Вот бы объединить их достоинства, да отбросить их недостатки, вот это была бы технология!». Да, это была бы, супер технология.
Уверен, что попытки, «скрестить бульдога с носорогом» предпринимались неоднократно, но результатов доступных для широкого повторения, мне неизвестно.
Автор этих строк, сделал несколько попыток найти путь объединения ВПР и ВЛТ технологий. После нескольких переделок вибропресса, бетоносмесителя, изменений регламента, применение разных добавок и технологических приемов, был достигнут следующий результат.
Плитка формовалась по схеме с нижним поддоном «лицом вниз». Лицевой формообразующий элемент можно было менять. НЕ останавливая работу оборудования. Производительность составляла для двух работающих 40 м.кв. в смену. Но при этом оставались ВСЕ недостатки, связанные с использованием сверхжестких смесей. Но самое печальное, по-прежнему не было недорогой разнообразной формообразующей оснастки для расширения номенклатуры выпускаемых изделий.
Казалось бы, все варианты пройдены, более лучших нет. Найденный вариант это разумный и единственно верный компромисс. Пожалуй, так оно и было, если рассуждать о вариантах компромиссов. Но рынок не принимал компромиссов, он требовал иной технологии. Вот самые общие требования к ней : затраты на оборудование сравнимые с ВЛТ технологией, а производительность и качество изделий как у ВПР технологии. Количество работающих 4-5 человек. Оптимальная производительность 100-150 м.кв. в смену. Получить такую технологию в тупую, скрещивая «бульдога с носорогом» оказалось невозможно, требовался иной подход, требовался третий путь.

ТРЕТИЙ ПУТЬ.

Теперь попытаемся рассмотреть описанные выше достоинства и недостатки не с точки зрения отбора лучших достоинств обоих технологий и возможности их объединения, а с точки зрения недостатков обоих технологий, которые мешают или даже делают невозможным их объединение. Не буду здесь подробно описывать, каким образом мне удалось придти к этому выводу, но вывод прост.
Полному и гармоничному объединению достоинств и отсечению недостатков вибролитьевой и вибропрессовой технологий мешает ВОДА
Да вода! Вода, которая содержится в песке, вода, которую мы добавляем в момент приготовления бетонной смеси, вода, которая участвует в гидратации цемента и вода, которая не участвует в гидратации цемента. Короче как в песне « вода-вода, кругом (мешает) вода».

А (но) без воды и не туды и не сюды.
(тоже слова из песни).

Объединение двух технологий возможно только в одном случае, если вода водится в уже отформованную и уплотнённую в изделие, сухую цементно-песчаную смесь.
Исходя из выше изложенного, предлагаю уважаемому сообществу вместе, мысленно проделать путь по всем технологическим переделам «третьего пути».
Для начала определим объём и вес песка необходимый для производства 100 м.кв. плитки в смену. Из неё вытекает необходимая производительность пескосушилки.
Необходимый объём песка :
100 (м.кв.) * 0,07 (м) (толщина плитки по ГОСТУ) = 7 м.куб
Вес песка
7 (м.куб) * 1,6 (максимальная насыпная плотность) =11,2 тн
Необходимая производительность пескосушилки:
11,2 (тн) / 8 (час) = 1,4 тн/час. Примем 1,5 тн/час.

Передел №1.Сушка песка.

Есть множество способов сушки песка, и в соответствии с выбранным способом используется соответствующее оборудование. Анализ имеющихся (в Интернете) предложений оборудования для сушки песка выявил неожиданный факт. Нет предложений оборудования для сушки песка с производительностью менее 6тн\час. Если есть оборудование с меньшей производительностью, то оно может сушить песок «в том числе», а основная его специализация, например сухое молоко. Как вам пескосушилочка из нержавейки с расходом эл.энергии 200 квт.час
и производительностью 1,5 тн сухого молока?
Предположим, что мы располагаем оборудованием для сушки песка
производительностью 1,5 тн/час.
Попробуем рассмотреть, что мы получаем в результате его применения.
1.Самое главное, нас перестает мучить колебания влажности доставляемого песка. Нам теперь не нужен влагомер, нам теперь не нужен опытный специалист «на глаз» определяющий необходимую влажность готовой смеси. Серьёзный гемор отпал!
2.У нас появилась реальная возможность влиять на фракционный состав песка. Рассевать сухой песок одно удовольствие! Рассеяли по фракциям, а потом вновь собрали, уже в необходимом количестве. В момент рассева, если песок сильно глинистый его можно «отдуть». То есть продуть воздухом для удаления пылевидной фракции.

Передел №2.Приготовление смеси.

1.Самое главное. Нам теперь не нужен очень дорогой бетонный смеситель для приготовления сверхжестких смесей. Нас устроит любой смеситель принудительного действия. Нам теперь нет необходимости извращенно вводить мелкими каплями (тонкими струями) воду, а после этого еще один гемор, чистить смеситель.
2.Нет необходимости размораживать комки песка зимой, следить за температурой песка, воды, временем смешивания (крутить дольше положенного СЖС есть плохо). Процесс может быть в любой момент остановлен, либо возобновлен без какого-либо ущерба для качества смеси.
Доставка смеси до формующего оборудования.
Для многих эксплуатантов вибропрессового оборудования не секрет, что
то, каким способом приготовленная смесь из бетонного смесителя попадает в бункер пресса, зачастую определяет качество готовых изделий (а именно один из самых важных параметров - коофициент уплотнения).Для нашего случая способ транспортировки готовой смеси не имеет никакого значения, и что опять же не маловажно, это оборудование не надо чистить.

Передел №3.

Оборудование и технология формования изделий.
Здесь мы приближаемся к самому главному в Третьем пути, это технология и оборудование применяемое для формования дорожных изделий. Начнем с форм. Предлагается используются широко представленные на рынке пластиковые формы для вибролитья.

Оборудование.

Естественно нестандартное, естественно простое, естественно производительное. Хотелось бы, что бы это был, скажем так, «Станок карусельного типа, для сухого объёмного виброформования с пригрузом, в пластиковые формы». Несколько длинное название, но зато достаточно точно отражает главные отличия и достоинства от имеющихся станков. НО! Такой станок – рано пока. Пусть будет – «Станок – конвейерного типа для сухого объёмного виброформования с пригрузом, в пластиковые формы».

Описание технологического цикла работы станка.

1.Засыпка сухой смеси из бункера в форму.
Надо сразу сказать, что засыпать сухую смесь в пластиковую форму - одно сплошное удовольствие. Более того, теперь этот процесс очень легко можно автоматизировать! Многие модели электронных весов имеют встроенные средства автоматизации весового дозирования. У них есть два управляющих выхода, первый управляет скоростной засыпкой, второй медленной, более точной (скажем как на бензоколонке, последний литр заливается медленно). Необходимые весовые пороги выставляются потребителем и оперативно могут быть изменены. Вам остается только подать управляющие сигналы на исполнительный механизм (заслонку бункера). И всё! Автоматизация весового дозирования закончена. Но есть метод позволяющий обойтись и без электроники, а скорость и точность его намного лучше оного. Но это ноу-хау. Применение весового дозирования позволяет иметь одинаковый вес изделий и как следствие их одинаковую толщину, что весьма не маловажно при укладке готовых изделий..

. 2.Объёмное виброформование.

Происходит на виброплощадке, в пластиковой форме под пригрузом с помощью вертикальных колебаний создаваемых эксцентриковым валом. Эксцентриситет вала определяет амплитуду колебаний, а скорость вращения, их частоту. Оба этих параметра могут быть оперативно (внутри одного цикла) изменяться, что позволяет отработать алгоритм не только поличастотного формования, но и полиамплитудного формования, что несомненно позволит получить коофициент уплотнения максимальный к расчетному для данной смеси. Более того, можно организовать процесс виброформования с ударом. Более того, возможно формование и с помощью других сил или их комбинацией с вибрацией.
По моим оценкам продолжительность цикла формования 5-15 сек.

3.Подача воды в изделие.

Здесь мы подошли к самому главному в этой технологии, как ввести воду в сухую смесь отформованную в изделие. Возможно несколько способов :
а. Ввод смеси в отформованное изделие под действием силы тяжести и капиллярного эффекта (упрощённо: вылили воду на поверхность отформованного изделия).
б. Ввод воды в отформованное изделие под избыточным давлением (упрощённо: подали воду под давлением под пригруз).
в. Ввод воды под воздействием силы разряжения внутри отформованного изделия (упрощённо: создали вакуум внутри формы, а потом подали воду).
г. Под воздействием иных сил.
У каждого из этих способов есть достоинства и недостатки, какой из них наиболее подходит, покажет практика, но несомненно одно, теперь у нас есть возможность очень точно и в НЕОБХОДИМОМ количестве подавать воду в изделие.

4. Твердение (набор прочности) изделий до распалубки.

Набор прочности, как и в ВЛТ, происходит в формах, но поскольку теперь лишней воды у нас нет, и замедлителя твердения С-3 тоже нет, а сухая смесь идет в работу тёплой (вода тоже тёплая), время нахождения изделий в форме будет не более 4-6 часов. Это позволит увеличить оборачиваемость форм в 3-4 раза или сократить их количество так же в 3-4 раза.

5.Распалубка.

Как уже говорилось в этой технологии нет избытка цемента, нет продолжительной вибрации во время формования, распалубка изделий производится обычным переворачиванием форм. Нет ни какой необходимости в столе для выбивания готовых изделий. Это позволит увеличить срок службы форм в несколько раз.

6.Окончательный набор прочности изделий.

Окончательный набор прочности изделий может происходить по любой известной схеме.
а. Естественное твердение.
б. Тепловлажностная обработка.
в. В воде.
Лично мне больше нравиться последний способ, суматохи столько же как и ТВО, а эффект несравнимо лучше.

Попробуем подвести итоги.

Положительные
Применив предварительную сушку песка, мы можем получить следующие положительные результаты :
1.Ввести рассев песка на фракции с последующим их сбором в
необходимой пропорции (получить идеальный песок).
2.Применить обычный смеситель и получить гомогенную смесь.
3.Значительно экономить вяжущее, и полностью
отказаться от пластификаторов.
4.Значительно сократить время формования изделия, и получить при этом
высокий коофициент уплотнения.
5.Применение пластиковых форм позволит при небольших вложениях иметь разнообразие форм изготавливаемых изделий, срок оборачиваемости и срок службы этих форм возрастает в разы по сравнению с ВЛТ.
6.Данная технология обладает высокой стабильностью технологических параметров. Несложно автоматизировать операции, оказывающие решающее значение на качество выпускаемых изделий. Это позволяет получить качество изделий не хуже, а скорее всего лучше, чем при применении ВПР.
7.Затраты на оборудование в разы меньше чем при ВПР и сопоставимы с ВЛТ (поскольку количество форм меньше, а их срок службы больше.
Отрицательные.
Надеюсь, что уважаемое сообщество, поможет вписать в этот абзац, все отрицательные моменты данной технологии.
Ну а пока как говориться в таких случаях, в Третий путь, товарищи!
С уважением В.Л.Портышев.

Как мне кажется Вы Вадим достаточно точно вычленили краеугольный камень – ВОДА.

Ваше решение – обводнить предварительно высушенную массу. На этом пути много очень серьезных препятствий т.к. избавление от воды чтобы её потом назад внести в систему уже противоречиво.
К такому способу неоднократно подбиралось бетоноведение. Смотри, например (навскидку - это то, чтонашлось за пару минут):

Легалов И.Н.
Повышение качества цементных литьевых смесей с химически активным адсорбентом.
(Бетон и железобетон, №2, 1991 г.)

Хуторцов Г.М.
Новый способ получения высокоплотных бетонов
(Бетон и железобетон, №4, 1971 г.)

Ахвердов И.Н., Батяновский Э.И.
Быстротвердеющий бетон сухого формования.
(Бетон и железобетон, №11, 1986 г.)

Ахвердов И.Н., Батяновский Э.И.
Особенности изготовления изделий из водонасыщенных сухих смесей с повторным виброуплотнением.
(Бетон и железобетон, №9, 1982 г.)


---------------------------


Но есть и еще одно решение – просто изъять «лишнюю» воду уже на конечной стадии – на формовании.
– Я имею в виду вибровакуумирование.


Представьте себе плоскую виброплиту, на которую на торец укладываются зигзагообразные полосы. Пространство ограничиваемое двумя соседними зигзагами и является формообразующим для боковых граней единичного изделия. В итоге уложенные на виброплиту параллельно зигзагообразные полосы сформируют некоторое количество аналогов пластиковой формы, у которой есть только боковые формообразующие поверхности, а роль нижней (лицевой) выполняет сама виброплита.

В получившиеся соты заливается подвижная бетонная смесь. Затем она вибрируется под вакуумом (удаляем излишнюю воду).
После этого отформованный массив кантуется «лицом вверх» и укладывается на ранее изготовленный, такой же.

После периода твердения все разбирается. Зигзаги возвращаются в технологический цикл, изделие – потребителю.

Портышеву Вадиму.
Восхищаюсь Вашей интеллигентностью.
Я не изучал сопромат и мне трудно оперировать специфическими терминами, которыми Вы пользуетесь при общении, например, с ОлегомИ, но интуитивно, мне кажется - все понимаю. Так вот, интуиция подсказывает, что воду, в технологии Третьего пути, можно заливать в формы перед засыпкой сухой смеси. Может быть не всю?
Извините за дилетантство – в жизни не видел ни форм ни пресса.


С уважением
Мишин Николай.

Мишину Николаю.А почему бы и нет?Залили в форму воду, засыпали смесь, накрыли пригрузом, провиброформовали с одновременным созданием вакуума под пригрузом и ву-а-ля!Изделие готово.И излишки воды выйдут на поверхность.Особых противопоказаний такой методе ввода воды не вижу.А простота и естественность ввода воды появляется. Надо сказать, что мне такая метода в голову и не приходила.И что опять же не маловажно, похоже изделие можно будет сразу раформовывать.Надо экспериментировать.С уважением В.Л.Портышев.

Я в курсе экспериментов по пропитке сухих уплотненных смесей. Ничего хорошего - пропитка идет медленней схватывания. Что же касается "отжима" - поинтересуйтесь технологией гиперпрессования (например, MASA и др.) Там бетон с повышенным содержанием воды, а под пуансоном листовой фильтр (разумеется, за деньги). Машины есть и роторные, и линейные. Распалубка немедленная, изделия - конфетки (в том числе двыхслойные), качество высокое, производительность тоже. Все это на тонких стальных поддонах - со всеми атрибутами автоматизации. Правда изделия только прямоугольные - догадайтесь почему.
А вот почему эта технология мало распространена даже в Германии, предлагаю обсудить. Давайте свои соображения!

Можно было бы воду вводить в микрокапсулированном виде. И при давлении эти капсулы разрывать. Пластиковые формы под эту технологию вряд ли подойдут, а вот резиноподобные возможно.
И у меня вопрос по уплотнению: вибрация с пригрузом. Достаточно ли? Ведь кроме воды, на прочностные показатели оказывает влияние и степень уплотнения. Не прийдется ли вернуться опять к прессу? И при этом подумать о создании форм, к примеру из полиуретана или силикона, и хотябы в качестве рельефообразующего слоя. Вот где на мой счет поле для фантазий. Да и по колористике в прессовании возможности есть.

Десигнеру.
1.Здесь обсуждается технология для малого бизнеса, а гиперпресс это для большого бизнеса (одно слово ГИПЕР чего стоит!).
2.Если считаете, что "А вот почему эта технология мало распространена даже в Германии" тема актуальная, откройте эту темку в соответствующем разделе форума и обсуждайте её там.
3.Насчет скорости пропитки, время начала схватывания для цемента, от 15 до 25 минут, если время пропитывания изделия будет 1 час, чем это на ваш взгляд похо для качества изделия?
4.Тема с металлическим фильтром известна, мне доводилось для этих целей использовать микросетку (фильтр) из нержавейки и титана.
Если я вам нагрубил, прошу прощения, но хотелось бы при обсуждении этой темы от этой темы не уходить.В.Л.Портышев.

Владимиру Константиновичу.
1.В топике "Нужна информация вибропресс" Николай Болховитин несколько раз подробнейшим образом рассказывал о силах и связях при объёмном виброформовании.Так вот величина прилагаемых сил для разрушения старых и создания новых связей очень сильно зависит от влажности смеси.А влажность СЖС самая неудобная для формования, требуется много сил для формования.Наиболее слабые связи в сухой смеси, соответственно и силы для её формования на порядок меньше.
2.Насчет рельефообразующего слоя, если это будет технологично и не дорого, то почему бы и нет?
3.Насчет микрокапсул воды, мысль в воздухе летает, но как их создать?Возможно ГКЖ нам поможет?Но в химии, я дважды дуб народного образования, если кто-нибудь из химиков поключится, буду только рад.
4.По колористике в данной технологии есть такие возможности, которые прессованию даже после ЛСД не снились.Знаете, что такое мандала и как её создают?Так вот, с помощью Третьего пути можно такие узоры творить, туркменские ковровые мастера от зависти будут рыдать.
В.Л.Портышев.

Вадим, я имел в виду абразивный износ при расформовке из пластиковой формы. Шершавый, почти безусадочный бетон, впресованный в форму будет сильно царапать борта при выемке.
Постепенно стенки как бы расширятся и изделия не будут стыковаться с более ранними партиями. Данная проблема есть даже на термически упрочненных стальных формах для вибропрессов (уж вы то знаете). А на пластике и подавно... Проведите грубой наждачкой по пластмассе - эффект почти тот же.
У чистого вибролитья есть факторы смегчающие износ бортов -отсутствие давления смеси и гладкий бетон с некоторой усадкой при твердении.
Но даже тут проблема актуальна. Причем нарастающая лавинообразно, частицы бетона застревают и накапливаются в царапинах.

Толщина стенок форм различается у разных производителей, зависит от размера и плавает по объему (стенки, дно, бортик). Обычно это от 2 до 4 мм, 3-ка самая распространенная. На больших формах(40х40, бордюры) иногда добавляют ребра жесткости.

Вы привели стоимость изготовления сушилки, сеялки, смесителя исходя из самостоятельного изготовления из подручных материалов. Но ведь тогда и сложный вибропресс можно собрать за копейки из металлолома.
А теперь представьте, сколько будет стоить та-же сушилка не для кулибиных, а для простых предпринимателей. Произведенная, например, "Красной Пресней" или "Квадром".

Мне тема сухого бетонирования интересна, но только в порядке любопытства. В промышленное применение я не верю.
Где то читал про технологию монолитных бетонных дорог по схожему принципу. Только там в слой утрамбованного щебня, загонялся жидкий раствор песка с цементом. Вроде экономия какая то выходила.

Мне кажется, ваша мысть, по использованию подкладок для ВПР более перспективное направление. А главное дешевое.

Вопрос чуть не по теме: Вы упомянули, что слишком долгое перемешивание сверхжесткой смеси вредно. А почему? В чем выражается ухудшение?

У Longinotti вибрации нет - это и есть один из ГИПЕРпрессов. Давление у них достигает 200кг/см.кв.
А про малый бузинес подскажу: приобретите списаный гидропресс и формуйте в одноместную форму. Подобный опыт, в том числе с полиуретаном, известен.
По пункту 3: в процессе пропитки будет меняться объем и уплотнения не будет. Еще - со стороны проникновения воды ее больше, а значит и В/Ц тоже.
Вообще, мне результат известен, поэтому искренне жаль Вашего времени. В бетоне все уже придумали до нас...
Как апологет вибропрессованного бетона утверждаю, что в России ЕЩЕ НЕ НАЧИНАЛИ осваивать все его возможности.

Десигнеру.У меня к вам будет просьба.Вы как апологет -мне как апологету, руководствуясь чувством жалости и ответственностью за будующее вибропрессование, ПОЖАЛУЙСТА расскажите подробнее об известных вам трудностях с вводом воды в изделие отформрванное из сухой смеси.С надеждой на спасение В.Л.Портышев.
P.S.Сможете объснить про неперспективность, тогда вернусь к своему вибропрессу, паду грудью на вибростол, прощенья просить буду, дескать увлёкся ненужным, седена в голову, Третий путь в ребро.Шутка!

2.Количество потребной для изделия воды теперь расчитать проще пареной репы.Оно равно вода для цемента плюс вода для трещин и поверхности песка.

Боюсь, что выделенные мной пункты слишком сложны будут для оперативного учета при вычислении потребного количества воды.
И вообще вода в сольватных оболочках - это такой дремучий лес...