 |
Характеристика исходного сырья
|
|
|
|
В качестве вяжущего для изготовления камней следует применять цементы по ГОСТ 10178 ГОСТ 22266, ГОСТ 25328.
В качестве крупного и мелкого заполнителя следует применять 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;
Наибольший размер зерен крупного заполнителя выбирают не более 10 мм для пустотелых и не более 20 мм для полнотелых блоков.
Для приготовления легких бетонов в качестве мелкого заполнителя (песка), в том числе в смеси с другими заполнителями применяют гранулированные доменные шлаки ГОСТ 3476-74: основные шлаки 2 сорта и кислые шлаки. При этом, объемный вес основных шлаков должен находиться в пределах 500-800 кг/м3, а кислых 800-1200 кг/м3.
Химические добавки, применяемые для приготовления бетонной смеси, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 24211. Виды и содержание добавок определяют опытным путем.
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.
Варианты приготовления раствора для прессования на 1 м3 смеси:
| № п/п | Наименование компонентов | Количество компонентов | Плотность бетона кг/м3 | Марка бетона и полнотелого блока кг/м2 | Марка пустотелого блока кг/м2 | ||
| Цемент, кг Шлак гранулиров., м3 (кг) Вода, л. | 200 1,3 (720) 90...130 | ||||||
| Цемент, кг Шлак гранулиров., м3 (кг) Песок кварц., м3 (кг) Вода, л. | 200 0,9 (500) 0,32 (540) 90...130 | ||||||
| Цемент, кг Шлак котельный, м3 (кг) Вода, л. | 200 1,2 (1080) 90...130 | ||||||
| Цемент, кг Шлак котельный, м3 (кг) Песок кварц., м3 (кг) Вода, л. | 200 0,8 (720) 0,32 (540) 90...130 |
|
|
|
Подбор приведенных выше составов осуществлен на портландцементе марки 400. При использовании цемента марки 300 расход цемента следует увеличить на 15%. При необходимости повысить прочность изделия на 10 кг/см (например, с марки 30 до марки 40).
Описание технологической схемы
Технология производства шлакоблоков состоит из нескольких этапов, которые тесно взаимосвязаны между собой. Начинается все с подготовительного этапа. Он стартует сразу после доставки сырья. Необходимо просеять полученные отходы, чтобы конечный продукт не состоял из слишком крупных элементов. Не прошедшее просеивание сырье необходимо измельчить до установленных размеров. На крупных заводах для этого используются специальные установки. При небольших объемах производства зачастую пользуются кувалдами или молотками.
Когда твердый наполнитель будет удовлетворять необходимым размерам, можно приступать к следующей фазе. Она предполагает изготовление специальной смеси для производства шлакоблоков. Бетонная смесь, перед загрузкой в форму, должна быть обязательно получена в виде жесткого раствора. Это необходимое требование. Жесткий раствор после вибропрессования не позволяет полученному блоку рассыпаться. Он держит форму «самостоятельно» и «не плывет» во время высыхания.
Необходимо строго соблюдать установленные пропорции, чтобы готовая продукция не получилась хрупкой. Также в смесь добавляют пластифицирующие добавки, которые позволяют шлакоблоку иметь более прочную структуру, лучше переносить воздействие высоких и низких температур, повышать водонепроницаемость и теплоизоляционные качества готового продукта. Все ингредиенты загружаются в бетономешалку, в которой тщательно перемешиваются до однородной массы. Раствор лучше всего готовить в бетономешалке принудительного типа (т.е. со смешивающими лопастями).
|
|
|
На втором этапе подготовленную смесь разливают по формам для производства шлакоблока. Они могут быть сплошными либо содержать прямоугольные или круглые технологические отверстия, которые могут использоваться для наполнения утеплителем или каких-либо других строительных нужд.
Далее в дело вступает вибростанок для производства шлакоблоков. С его помощью под воздействием вибраций и силового прижима происходит уплотнение жидкой заготовки и формирование готового блока. Процесс длится от 10 до 90 секунд в зависимости от мощности оборудования. Выемка блока из формы происходит сразу же после уплотнения. Блок остается либо на поддоне, либо прямо на земле (в зависимости от конструкции станка). Блок на поддоне можно сразу же перенести на стеллаж для дальнейшей сушки и набора прочности. Некоторые модели вибростанков предусматривают распалубку формы непосредственно на месте сушки.
Если рабочая смесь была изготовлена в правильных пропорциях, то сформированный блок будет держать форму до полного застывания, не расплываясь и не рассыпаясь.
На последнем этапе все заготовки проходят процедуру набора первоначальной прочности, которая происходит при естественной температуре от 36 до 96 часов. Ее можно ускорить при помощи добавления в смесь специальных веществ. Очень желательно в первые дни набора прочности предохранять блоки от пересыхания. Для этого достаточно накрывать их полиэтиленовой пленкой. Также можно время от времени поливать блоки водой.
Первоначальный набор прочности можно проводить в пропарочной камере в течение 6-8 часов при температуре от +50 до +75 градусов и влажности от 90%. Изделия приобретают 60-80 процентов конечной прочности.
Набор отпускной прочности (согласно ГОСТ - не менее 50% от расчетной окончательной) происходит при температуре не менее 18 градусов примерно в течение недели. После этого периода блоки уже можно продавать потребителю и использовать на стройплощадке.
|
|
|
После затвердевания готовые блоки либо упаковываются и отправляются на склад, либо проходят дополнительную обработку, например, пропаривание или покраску. Изготавливать цветные изделия можно и на втором этапе, когда используется вибростол для производства шлакоблоков. Для этого в рабочую смесь добавляют специальный порошковый краситель, что позволяет получать полностью цветную продукцию.
Набор 100%-ой прочности происходит в течение 28 суток при положительной температуре.
Подбор оборудования
Для производства шлакоблоков требуется совсем небольшой комплекс оборудования:
· Бетономешалка (бетоносмеситель)
· Вибростанок (стационарный или передвижной) с набором форм для изготовления блоков
· Пропарочная камера (опционально)
Производительность виброформовочных станков зависит от желаемых объемов готовой продукции. Поскольку процесс виброформовки занимает не более 1,5 минут, сами станки изготавливаются с производительностью от 1 до 6 блоков за один раз.
Оборудование должно устанавливаться в отапливаемом помещении, поскольку при изготовлении блоков используется вода.
Материальный баланс
Опишем материальный баланс на примере изготовления полнотелого шлакоблока плотностью 1600 кг/м3. Размер одного блока составит 188х190х390 мм, количество камней в 1 м3 – 72 шт. Расход сырья на изготовление 1 м3 камней составит:
ПЦ М400 = 220 кг
ПГС = 580 кг
Шлак котельный = 800 кг
Вода в зависимости от влажности компонентов.
| Период времени | В час | В смену (5 часов) | В сутки (2 смены) | В месяц | В год |
| Готовая продукция | 144 шт (2 м3) | 720 шт (10 м3) | 1 440 шт (20 м3) | 43 200 шт (600 м3) | 518 400 шт (7 200 м3) |
| Расход сырья: Портландцемент марки 400 (кг) Песчано-гравийная смесь (кг) Шлак котельный (кг) Вода (л) | 1 160 1 600 180-260 | 2 200 5 800 8 000 900-1 800 | 4 400 11 600 16 000 1 800-2 600 | 132 000 348 000 480 000 54 000-78 000 | 1 584 000 4 176 000 5 760 000 648 000- 936 000 |
|
|
|
Расход сырья на изготовление одного камня:
Портландцемент М400 = 3,1 кг
ПГС = 8,1 кг
Шлак котельный = 11,1 кг
Вода = 1,3-2,5 л
Расход сырья при изготовлении пустотелых камней уменьшается пропорционально процентности пустот.
Контроль качества
Камни должны быть приняты техническим контролем предприятия-изготовителя.
Камни принимают партиями. Партией считают количество камней одного вида и назначения, изготовленных из бетонной смеси одного номинального состава в течение не более одних суток на одной технологической линии, но не более 250 м3.
Для проверки соответствия камней требованиям ГОСТ 6133-99 проводят входной, операционный и приемочный контроль. Порядок проведения входного и операционного контроля устанавливают в технологическом регламенте предприятия-изготовителя. 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;
- теплопроводности камней в кладке — при постановке продукции на производство, а также при изменении вида бетона и пустотности изделия за счет изменения размера пустот или их числа.
Удельную эффективную активность естественных радионуклидов контролируют при входном контроле по данным документов о качестве предприятия-поставщика сырьевых материалов.
Контроль по показателям внешнего вида, точности размеров и формы проводят по альтернативному признаку в соответствии с требованиями ГОСТ 23616, применяя двухступенчатый план контроля.
Внешний вид камней, включая предварительную визуальную оценку цвета лицевых поверхностей изделий, размеры и форму контролируют внешним осмотром.
Допускается проведение периодических испытаний по показателям точности геометрических параметров камней, изготовленных по технологии вибропрессования, по результатам операционного контроля точности размеров неразъемных элементов форм перед вибропрессованием и периодического контроля за состоянием каждой формы.
Сроки проведения периодического контроля предельных отклонений геометрических параметров неразъемных элементов форм, перечень контролируемых параметров и нормы точности устанавливают в технологическом регламенте предприятия-изготовителя.
|
|
|
Контроль прочности камней с учетом оценки однородности бетона для их изготовления проводят по ГОСТ 18105. Определение прочности шлакоблока производится в лабораторных условиях с применением необходимого для этого оборудования. Образец для испытания по истечению 28 суток со дня изготовления устанавливается на пресс и прижимается верхней плитой пресса. Образец подвергают возрастающему давлению до его разрушения. Предел прочности при сжатии Rсж, МПа (кгс/см2) образца вычисляют по формуле:
Rсж=Р/F,
где Р - наибольшая нагрузка, установленная при испытании образца, МН (кгс)
F - площадь поперечного сечения образца, (см2)
Вычисленное значение и будет маркой прочности шлакоблока.
Пример: при испытании шлакоблока размером 390х190х190, он разрушился при давлении пресса 55000 кгс, Rсж=55000/(39х19)=74, значит марка прочности шлакоблока М 74
Каждая партия поставляемых камней должна сопровождаться документом о качестве, в котором указывают:
- наименование предприятия-изготовителя и (или) его товарный знак, адрес;
- номер и дату выдачи документа;
- номер и объем отгружаемой партии (шт., м3);
- дату изготовления камней;
- марку камней по прочности и морозостойкости;
- отпускную прочность камней;
- теплопроводность и среднюю плотность камня;
- знак соответствия (если это предусмотрено системой сертификации);
- обозначение стандарта ГОСТ 6133-99
Охрана окружающей среды
Требования к охране окружающей среды при производстве бетона и бетонных изделий регламентированы Федеральным законом от 4 мая 1999 г. N 96-ФЗ "Об охране атмосферного воздуха", СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 "Санитарно-защитные зоны, санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов".
Подпунктом 7.1.4 пункта 7.1 части VII Санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 "Санитарно-защитные зоны, санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов" установлена санитарно-защитная зона для промышленных объектов по производству бетона и бетонных изделий (в данном случае - шлакоблоки) - 300 метров.
Заключение
В зависимости от состава заполнителя при производстве шлакоблока, его физико-механические свойства могут отличаться. Опишем средние значения.
| Наименование | Значение | Комментарий |
| Прочность | 150 кг / кв. см | Cоответствует марке М150. Показатель нагрузки на сжатие. Стеновой камень считается достаточно прочным для сооружения небольших жилых домов и промышленных построек. |
| Объемный вес (средняя плотность) | 1500 кг / куб. м. | Условная плотность 1 м3 вещества. Материал обладает большим объемным весом, что обеспечивает необходимую прочность конструкции. |
| Теплопроводность | 0,5 Вт / мГрад. | Показатель теплопередачи 1 кв. м стены при минимальном перепаде температуры в 1 градус Цельсия. |
| Морозоустойчи-вость | Не менее 25 циклов | соответствует марке F25. Определяет срок службы материала. Обозначает количество циклов последовательного замораживания и оттаивания. Стеновой камень считается достаточно устойчивым к низким температурам. Идеально подходит для использования в умеренном климатическом поясе. Для северных районов следует использовать камень 50 циклов (F50) |
| Усадка | 0,15 мм / м | Величина уменьшения блока после его использования по назначению. 0,15 мм / м - идеальный показатель. |
| Водопоглощение | 75% | Количество влаги, которая поглощается материалом в процессе эксплуатации. Шлакоблоки обладают высоким показателем водопоглощения, что не очень хорошо для такого рода материала. |
| Огнестойкость | до 800 градусов Цельсия | Выдерживает температуру до 800 градусов Цельсия. Шлакоблок является негорючим легкоплавким материалом. |
| Звуконепроницае-мость | до 43 Дб | Показатель уровня шума, который проникает извне через стену толщиной в 1 шлакоблок (200 мм). Стеновой камень обладает сравнительно плохими звукоизоляционными свойствами. |
| Максимальная этажность | Максимальная этажность строения: 3 этажа (несущие стены). Конструктивная особенность материала не позволяет строить из шлакоблоков сооружения выше 3-х этажей. |
В заключение дадим оценку характеристикам шлакоблоков.
К плюсам относятся:
· Недорогой по цене материал;
· Использование шлакоблоков существенно уменьшает сроки сдачи объекта из-за больших размеров каждого блока;
· Выполнение кладки шлакоблоков можно производить своими руками, их геометрические размеры облегчают строительство;
· Шлакоблоки не подвержены усадке;
· Универсальность;
· Длительный срок эксплуатации, около 100 лет;
· При использовании декоративных видов стройматериала удешевление строительства, не требует дополнительного использования штукатурного раствора;
· Устойчивость к высоким температурам;
· Высокая звукоизоляция, шлакоблоки хорошо поглощают звуки.
Соответственно, на другую чашу весов следует поставить и недостатки:
· Несмотря на свою прочность, этот материал считается достаточно хрупким, легко разрушается при транспортировке и погрузке;
· Обычные шлакоблоки требуют дополнительной облицовки, исключение составляет лишь декоративный стеновой камень;
· Недостаточно влагостоек, поэтому желательна гидроизоляция;
· Если шлакоблок пустотелый, то степень звукоизоляции будет недостаточной;
· Вызывает сложность крепление предметов интерьера, а также оборудования на поверхности шлакоблоков;
· Недостаточно привлекательный внешний вид.
· Низкая экологичность, из этого материала лучше возводить хозяйственные постройки, а не жилые дома.
Список используемой литературы.
1. БурТСН-3-01 Указания по применению мелких шлакоблоков в строительстве Республики Бурятия
2.ГОСТ 10178-85 (СТ СЭВ 5683-86) Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.
3. ГОСТ 10181.0-81 Смеси бетонные. Общие требование к методам испытаний.
4. ГОСТ 18105-2010. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.
5. ГОСТ 22263-76 Щебень и песок из пористых горных пород
6. ГОСТ 22783-77 Бетоны метод ускоренного определения прочности на сжатие.
7.ГОСТ 22856-89 Щебень и песок декоративные из природного камня.
8. ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия.
9. ГОСТ 24211-91. Добавки для бетонов. Технические требования.
10. ГОСТ 25328-82. Цемент для строительных растворов.
11. ГОСТ 25592-91 Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов. Технические условия.
12. ГОСТ 25818-91. Золы-уноса тепловых электростанций
13. ГОСТ 25820-2000 Бетоны легкие. Технические условия.
14. ГОСТ 26644-85 Щебень и песок из шлаков тепловых электростанций для бетона. Технические условия.
15.ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия.
16.ГОСТ 310.1-76 Цементы. Методы испытаний. Общие положения.
17.ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия.
18.ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов.
19.ГОСТ 5382-91 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа.
|
|
|
