Конвейерный способ производства декоративных бетонных изделий малых архитектурных форм. Перспективы развития.

Конвейерный способ производства бетонных изделий малыхархитектурных форм – это способ производства, при котором изделия непрерывнодвижутся с кратковременными остановками на отдельных рабочих местах длявыполнения той или другой операции. При этом твердение бетонных изделийпроисходит в камерах непрерывного действия.

Рис. 22

Рассмотрим, в качестве примера, процесс изготовления конвейерным способомоблицовочных плит из мелкозернистого декоративного бетона на Глебычевскомкерамическом заводе Ленинградской области. Портландцемент поступаетвагонами-хопперами, разгружается в рабочий силос и используется согласнорецептуре, утверждённой в технологическом регламенте.

Заполнители: кварцевый песок и гранитный щебень поступают на платформах пожелезной дороге, разгружаются в приемный склад, откуда подаются в расходныебункера (см. рис. 22).

Под бункерами расположен ленточный реверсный конвейер с тензовесами, спомощью которого заполнители взвешиваются, транспортируются и перемешиваются засчёт порционной послойной подачи.

С конвейера заполнители поступают в двухвалковую бетономешалкупринудительного перемешивания, куда поступает также цемент, добавки функциональногоназначения, в том числе пигменты, и вода. Подача компонентов бетонной смеси, атакже режим их переработки осуществляются согласно утверждённой технологическойкарте.

На формовочном узле (см. Рис. 23) осуществляется формование исходныхбетонных плит-заготовок с припусками по размерам (см. фото рис. 24, 25) путёмвиброуплотнения бетонной смеси в оборотных пластиковых формах.

Рис. 23 - 25

Стопы с отформованными изделиями подаются на теплообработку в пропарочнуюкамеру (см. рис. 26 и рис. 27), затем распалубливаются (см. рис. 28 и рис. 29)и с помощью передаточного конвейера (см. рис. 30) поступают на линию лицевого(см. рис. 31, 32, 33, 34) и торцевого шлифования (см. рис. 35, 36).

Рис. 26 – 28

Рис. 29 – 31

Рис. 32 – 34

Рис. 35 - 37

Конвейерный способ производства БИМАФ. Глебычевский керамический завод.П. Глебычево Ленинградской области. 2006.06.19

На рисунках:

22 Расходные бункеры для заполнителей.
23 Формовочный узел конвейера.
24 Пластиковая кассета.
25 Подача кассет на пропарку.
26 Пропарочная камера.
27 Внутренний вид пропарочной камеры. Потолок.
28 Распалубка изделий.
29 Формовочный пост. Кузьмина В.П.
30 Передаточный узел конвейера.
31 Шлифовочный конвейер. Кузьмина В.П.
32 Шлифовочный конвейер. Общий вид.
33 Шлифовка плит.
34 Лицевая шлифовка плит.
35 Торцевая шлифовка плит.
36 Готовая продукция.
37 Рекуператор воды.

На конвейере органами контроля продукции готовые изделия принимаются купаковке в транспортные пакеты и отгрузке.

Вода в этом технологическом процессе оборотная и очищается в рекуператоре,твёрдый осадок возвращается в производство на смесительный узел (см. рис. 37).

Цветовые отклонения фактуры производимых плит от утверждённого эталоназависят от качества и стабильности цвета всех сырьевых компонентов декоративнойбетонной смеси и не корректируются.

Задача обеспечения собственного производства БИМАФ качественным сырьёмзаключается в получении литьевых портландцементов с расширенной цветовой гаммой(патент РФ № 2094403), обладающих устойчивой, равномерной интенсивностьюокраски, экономичностью, а также в обеспечении возможности управления цветом,то есть подбором состава по заданным цветовым характеристикам.

Задача заключается также в уменьшении или исключении процессавысолообразования в условиях гидратации цемента при повышении прочностныххарактеристик.

Поставленная задача решается предложенным способом при готовления цветного,литьевого портландцемента с пластифицирующей добавкой (ПЦЦЛ) путем совместногопомола портландцемента с пигментом или портландцементного клинкера сгипсосодержащими компонентами и пигментом, а затем полученного цветногопортландцемента с пластификатором, причем в качестве пигмента используют любыещелочестойкие, водостойкие и светостойкие органические и/или неорганическиепигменты, не ухудшающие свойства цемента.

ПЦЦЛ должны обладать удовлетворительны ми качествами по срокам схватываниявяжущего и не вызывать уменьшения прочности. Содержание пигмента (или смесипигментов) в цветном портландцементе зависит от интенсивности цветаобразца-эталона и находится в пределах до 20%, предпочтительно от 10% до 20%, апластификатор используют в количестве 2% от массы конечного продукта.

В качестве пластификатора используют суперпластификаторнафталинформальдегидного типа С-3. При изготовлении допускается введениеминеральных добавок наполнителей (например, белый известняк, мел) до 40%, приэтом их белизна должна быть не менее 70% абсолютной шкалы.

Помол портландцемента с пигментом и с пластифицирующей добавкой следуетосуществлять в любом аппарате, обеспечивающим ускорение от 10 до 20 g, причемвеличина ускорения зависит от свойств выбранного пигмента.

Высокая дисперсность получаемых цветных портландцементов позволяет создатьтонкие пленки воды на поверхности час тиц твердой фазы. При этом напряжение всиловом поле, создаваемом активными центрами на поверхности частиц, меньше, икинетика нарастания прочности в ранние сроки более высокая.

Наличие пластификатора изменяет структуру адсорбированной воды, образуетсядвойной электрический слой, и скольжение жидкости идет за пределами неподвижногоадсорбционного слоя. Наличие нескомпенсированных зарядов вызывает рост скорости гидратации.

В качестве исходного портландцемента можно использовать портландцементыразного назначения, в том числе общестроительные серый и белый портландцементы,а также их смесь. И в качестве исходного портландцементного клинкера можноиспользовать клин керы разного назначения, а также их смесь. Содержание МgО вклинкере должно быть не более 5%, СаО своб. не более 1,5%, SO3 не более 3,5% помассе.

Технический эффект заключается в том, что за счет использования постадийногосмешения исходных веществ при определенных условиях более эффективно происходитсмешивание компонентов при совместном помоле. А сам пигмент может вводиться какв очень малом, так и в большом количестве, что позволяет получать окрашенныеизделия в широком диапазоне по интенсивности окрашивания.

Технология получения портландцементов цветных с пластифицирующей добавкойлитьевых является безотходной. Она основана на ок рашивании гидравлическихвяжущих методом механохимической активации, позволяющим внедрить в решеткукристаллов цемента катионы поливалентных металлов и валентно-ненасыщенныегруппы органических соединений - хромофоров.

Для получения материалов с заданными свойствами необходимо соблюдать по весурецептурное соотношение компонентов и технологические параметрымеханохимической активации. При подготовке исходных рабочих смесей такжетребуется тщательное перемешивание.

Для получения различных оттенков цветного цемента в него можновводить пигмент или смесь пигментов, как большими, так и малыми порциями.Условно пигменты разделяются на "сильные" (концентрированные) и"слабые", полученные предварительным смешением с наполнителем.Рекомендуется, что если более 10% массы отдельного пигмента к массе цементатребуется для получения нужного оттенка, то следует применять меньшую порциюболее сильного пигмента, так как большие порции пигмента ослабляют прочностьцемента и цементной продукции. Если необходимо получить цементную продукциюпастельного цвета, то обычно очень трудно распределить малые порции сильногопигмента и более удобно применять большую порцию пигмента с более низкойнасыщенностью тона или сильный пигмент, предварительно смешанный снаполнителем.

Для получения цветов, отличных от цветов отдельных пиг ментов, можноиспользовать смесь двух или более пигментов. Однако необходимо соблюдатьосторожность при выборе пигментов, чтобы удостовериться, что данные пигментыимеют приблизительно одинаковый доминирующий размер частиц.

Предпочтительно перед использованием двух или более пигментов смешивать ихпредварительно до получения однородного цвета, а не вводить отдельно.

Технологическая линия получения цветного, литьевого портландцемента с пластифицирующейдобавкой состоит из тщательно герметизируемых производственных технологическихаппаратов для хранения, перемещения, подачи, смешения, помола, разгрузки ифасовки (упаковки) продуктов переработки при условии продажи части ПЦЦЛ на сторону.Пылевыбросы с электрофильтров подают на производство портландцемента черногоцвета.

Тонкость помола конечного продукта (ПЦЦЛ) должна быть такой, чтобы припросеивании сквозь сито с сеткой N 008 проходило не менее 98-99% массыпросеиваемой пробы.

Усредненный показатель удельной поверхности полученного продукта составляетдо 8000 см2/г. По срокам схватывания показатели различных проб (с разнымипигментами) портландцементов цветных литьевых составили: начало 030-50, конец100-50 относительно стандартизированных показателей по ГОСТ 15825: "началоне ранее 30 мин, конец не позднее 4 ч от начала затворения". Нормальнаягустота цементного теста находится в пределах 17,0-22,5 %. Литьевые свойстваПЦЦЛ характеризуются подвижностью - расплыв стандартного конусацементно-песчаного раствора 1:3 при В/Ц=0,4 превышает 180 мм.

По кинетике набора прочности ПЦЦЛ относятся к быстрот вердеющим цементам, посрокам схватывания - к быстросхватывающимся. Они обладают повышенной стойкостьюк истиранию и морозостойкостью.

Применение в качестве сырья цветных эталонированных пластифицированныхмеханоактивированных портландцементов, (см. табл. 1 и 2), «М-500» в конвейерномпроизводстве БИМАФ позволит значительно повысить качество производимойпродукции и сократить время технологического цикла производства. Однако,серийное производство цветных портландцементов нового поколения отсутствует.Таким образом, перспективы развития рассмотренного выше производства БИМАФлежат на пути организации собственного производства механоактивированныхэталонированных цветных цементов.

Таблица 1. Строительно-технические свойства механоактивированныхцветных цементов (Содержание С-3=2%). ГОСТ 15825

Наименование рецептуры ПЦЦ. Цвет	Проход через сито № 008, %	В/Ц	Расплыв стандартного конуса, мм	Удельная поверхность м2/кг ПСХ-2	Н.Г., % ***)	Сроки схватывания, час-минута		Механическая прочность, МПа
								изгиб	сжатие
						начало	конец	28	28
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Жёлудь Коричневый	99,0	0,24	112	630	17,0	0-30	0-45	6,54	51,0
Гладиолус Красно-терракотовый	99,6	0,24	108	404	17,5	0-30	0-45	6,66	54,0
Чайная роза. Ярко-красный	100	0,25	115	689	17,0	0-30	0-45	6,57	51,4
Георгин. Красный	99,2	0,24	109	480	17,0	0-30	0-45	8,80	52,2
Подсолнух. Охристо-жёлтый	99,6	0,25	107	667	18,5	0-30	0-45	6,52	50,7
Золотые шары. Жёлтый	98,7	0,24	115	653	17,0	0-30	0-45	8,03	51,0

Прим.:*)Изготовлены изпортландцемента белого Щуровского цементного завода **) Все образцы выдержалииспытание на равномерность изменения объёма ***) Нормальная густота

Таблица 2. Строительно-технические свойства механоактивированныхцветных цементов (Содержание С-3=2%). ГОСТ 15825

Наименование рецептуры ПЦЦ. Цвет	Проход через сито № 008, %	В/Ц	Расплыв ст. конуса, мм	Удельная поверхность м2/кг ПСХ-2	Н.Г % ***)	Сроки схватывания, час-минута		Механическая прочность, МПа
								изгиб	сжатие
						начало	конец	28	28
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Зелёный сад. Тёмно-зелёный	100,0	0,23	114	679	17,0	0-35	0-55	6,57	51,9
Весенняя листва. Ярко-зелёный	100,0	0,23	115	763	17,0	0-30	0-45	9,21	50,8
Фирюза. Бирюзовый	98,0	0,23	115	478	17,0	0-30	0-45	8,68	54,1
Василёк. Ярко-голубой	99,6	0,24	115	489	17,5	0-30	0-45	6,96	52,0
Сирень махровая Фиолетовый	99,8	0,25	115	610	17,0	0-30	0-45	6,53	50,8
Чёрная ночь. Чёрный	99,0	0,24	110	645	17,5	0-35	0-55	6,6	52,5
Хризантема. Белый	99,2	0,24	110	480	17,5	0-35	0-55	9,58	56,1

На современном этапе развития строительных технологий бетон и железобетон нетолько не устарели, но стали еще более востребованными строительнымиматериалами. Однако, требования к ним изменились в части повышения прочности идолговечности, придания им необходимых, заранее заданных характеристик,приближающих их к металлу, керамике и полимерам.

Эту сложную техническую задачу можно решить, в корне изменив взгляд натехнологию получения декоративного бетона с применением цветных портландцементовнового поколения, решительно преодолевая бытующее отношение к нему, как кматериалу, который будто бы сам по себе приобретает, или не приобретаетжелаемые свойства.