Производство тротуарной плитки

Реферат 

         Данный курсовой проект состоит из пояснительной записки, основанной на 2 литературных источниках, 5 интернет – сайтах, 3 нормативных документах. Содержит 25 листов печатного текста, включающего 7 таблиц. Графическая часть состоит из 1 листа формата А2 (технологическая схема). 

        Ключевые слова: тротуарная плитка, бетонная смесь, вибролитье, вибропрессование, технология, сырьевые материалы, заполнители, бетоносмеситель. 

        Целью данного курсового проекта  было рассмотреть производство  тротуарной плитки. В работе приведены  основные технологии производства  данного изделия, проведен их  анализ. Рассмотрены сырьевые материалы,  основное оборудование. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание 

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Номенклатура и характеристики изделия……………………………….5
2. Анализ существующих технологий производства изделия…………....8
3. Выбор и обоснование технологии производства……………………….11
4. Используемое оборудование и его характеристики……………………13
5. Сырьевые материалы, используемые для производства изделия……19

Заключение………………………………………………………………………24

Список  использованных источников………………………………………….25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

           Производство тротуарной плитки впервые появилось в Голландии. Именно там разработали способ изготовления «кощунственного камня». В начале XIX века голландцы уже начали строить из плитки дороги. Первая такая трасса соединила города Амстердам и Гарлем. После успеха тротуарной плитки в Голландии, ее стали использовать соседние страны. Позже эта технология дошла и до Соединенных Штатов.

         Что же касается Царской России, то она ничуть не уступала своим европейским конкурентам, и соответствующие заводы по изготовлению плитки были широко распространены. Однако революция и гражданская война свели на нет все эти усилия, так как новой власти требовались более дешевые строительные материалы.

         Второе пришествие тротуарной плитки в Россию состоялось в середине девяностых годов прошлого века. Буквально в считанные месяцы тротуарная плитка завоевала всю страну. Этим материалом стали мостить пешеходные тротуары, различные площадки, подъезды к домам и даже центральные городские площади. Естественно, что такой небывалый спрос стал причиной появления сотен различных фирм, которые за определённую плату были готовы замостить любую дорогу.

          Однако качество тротуарной плитки десятилетней давности, мягко говоря, оставляло желать лучшего. Стремясь получить как можно большую прибыль, производители совершенно не соблюдали технологии изготовлении и поставляли на рынок продукцию весьма сомнительного качества. Подобная плитка становилась скользкой зимой или трескалась, приходя в полную негодность.

          Большое количество низкокачественной плитки привело к резкому падению её популярности. Застройщики стали снова использовать асфальт и бетон, а тротуарная плитка стала у всех ассоциироваться с неожиданными падениями и травмами. Ситуация изменилась, когда на рынке появилась морозостойкая тротуарная плитка. Собственно, именно она используется для мощения дорог в настоящее время.

     В отличие от сплошного асфальтового и бетонного покрытия, мощение  тротуарной плиткой является экологически безвредным. Плитка обладает высокой  теплостойкостью и не выделяет опасных  для здоровья веществ, а также  хорошо дренирует атмосферные осадки.

     Тротуарная  плитка при естественном климатическом  нагреве не размягчается и сохраняет  свои прочностные свойства, не выделяет летучих вредных веществ. Она отличается прекрасным декоративными и архитектурными свойствами - строгая геометрия форм и многообразие цветовых решений тротуарной плитки позволяют создавать не только долговечные, но и красивые тротуарные покрытия.

     Срок службы плитки — не менее 25 лет (так как морозостойкость брусчатки составляет 200-300 циклов). Пористая структура даёт возможность воде уходить через плитку в подложку, поэтому поверхность плитки не разрушается. А высокая прочность тротуарной плитки, способность выдерживать большие механические нагрузки и ее низкая истираемость значительно продлевают срок ее эксплуатации и позволяют надолго сохранить ее привлекательный внешний вид. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Номенклатура  и характеристика изделия

        Тротуарная плитка - технологичный материал, позволяющий производить укладку дорожек и площадок любых размеров и конфигураций.  

                                       Таблица 1

Номенклатура  тротуарной плитки 

Характеристики изделия. 

 1.Прочность при сжатии, прочность на растяжение при изгибе:

- Прочность бетона плит на сжатие характеризуют классами по прочности на сжатие: В22,5; В25; В30; В35.

- Класс бетона плит по прочности на растяжение при изгибе принимают 3,2;  3,6;  4,0;  4,4.

        Данные показатели характеризуют способность тротуарной плитки  выдерживать как транспортные нагрузки (площадки для стоянки автотранспорта, подъездные пути, территории АЗС, тротуары с заездом легковых автомобилей), так и деформационные нагрузки, возникающие в зимнее время в результате коррозии бетонного плиточного основания при резких температурных скачках.

       Значение нормируемой отпускной прочности тяжелого бетона плит должно составлять 90% от класса бетона по прочности на сжатие и класса бетона по прочности на растяжение при изгибе в холодный период года и 70% - в теплый период года. 

2.Водопоглощение бетона плит не должно превышать 5% по массе для плит из тяжелого бетона.

       Чем меньше значение показателя водопоглощения, тем меньше тротуарная плитка  впитывает попадающую на неё влагу. И тем меньше вероятность того, что эта влага, в результате резкого перепада температуры, расширится и станет причиной разрушения тротуарной плитки. 

3. Марку бетона по морозостойкости принимают по проекту строительства, но не ниже F200

       Морозостойкость показывает способность тротуарной плитки  сохранять свою первоначальную структуру в зимний период времени. Так, на тротуарной плитке  морозостойкостью менее 200 циклов по прошествии двух-трех лет эксплуатации образуются трещины, а на лицевой поверхности начинается необратимый процесс шелушения, результатом которого будет полное разрушение лицевого слоя в течение 3-х лет. 

4. Истираемость бетона плит в зависимости от условий работы покрытий должна удовлетворять требованиям ГОСТ 13015.0; ее устанавливает потребитель при заказе.Срок службы тротуарной плитки на прямую зависит от показателя истираемости, чем ниже показатель, тем выше срок службы тротуарного покрытия. 

5. Значения  действительных отклонений геометрических  параметров плит не должны  превышать предельных, указанных  в табл. 2 
 

Таблица 2

       Данные показатели характеризуют геометрическую правильность тротуарной плитки  и влияют на качество укладки (мощения).  Тротуарную плитку, имеющую значительные отклонения от эталона, невозможно ровно уложить. Результатом этого будут: разные по ширине и длине швы между плитками, неровность тротуарного покрытия, вызванная разной высотой плиток, большой объем подрезки, для подгонки плиток друг к другу. Кроме того, укладка (мощение) тротуарной плитки  с приведенными выше дефектами требует больших трудозатрат, а, следовательно, обходится на 35-50% дороже, чем укладка (мощение) качественной тротуарной плитки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Анализ существующих  технологий производства  изделия

          Для производства бетонной тротуарной плитки используются две основные технологии:

1. вибропрессование жестких смесей с низким водосодержанием (низким В/Ц);
2. вибролитьё с использованием пластифицирующих добавок.

         Оба метода позволяют получить бетонную плитку с низкой пористостью благодаря малому содержанию воды в бетонной смеси и обеспечению плотной укладки бетонной смеси с применением механических воздействий (вибрирование или вибропрессование).        

         Вибропрессование заключается в том, что бетонная смесь укладывается в пресс-форму (матрицу), которая стоит на станине. Станина непрерывно вибрирует. На смесь сверху начинает давить пуансон (деталь обратная матрице, идеально точно входящая в нее, как поршень в цилиндр) и давит до полного уплотнения смеси (30-35 атм). Пуансон имеет на своей поверхности рисунок, который отпечатывается на лицевой поверхности тротуарной плитки. Матрица отвечает за формование стенок изготавливаемой плитки. Пуансон тоже непрерывно вибрирует. Благодаря вибрации достигается максимальное уплотнение и прочность материала. После этого матрица и пуансон поднимаются, а на поддоне остаются готовые изделия, которые далее на поддонах подаются на участок сушки. Метод высокопроизводителен и допускает высокую степень автоматизации.

          Формовка изделий производится на стационарных вибропрессах. Для вибропрессования характерно использование полусухих бетонных смесей с пониженным водоцементным отношением (В/Ц). Снижение водоцементного отношения позволяет изготавливать изделия высокой прочности при уменьшенном содержании цемента марки М-400.

          При производстве тротуарной плитки методом вибропрессования легко выйти на большие объемы производства, т.к. данная технология легко автоматизируется и это даёт возможность повысить производительность и исключить влияние человеческого фактора на качество готовой продукции.

       По этой технологии  чаще производят фигурную плитку небольших размеров, но существуют технологические  линии, которые вибропрессуют  довольно  крупную квадратную 50х50 см . В силу технологических причин (арматура в условиях вибрации плохо связывается со смесью)  вибропрессованная плитка не подлежит армированию.  Поверхность вибропрессованной плитки  шероховата.  Без красителей плитка имеет характерный темно-серый цвет. Линии по производству вибропрессованных изделий имеют высокую производительность. Такая плитка имеет относительно более высокую стойкость к растворам солей, используемых при борьбе с оледенением.           

        Вибролитая плитка изготавливается путем заливки бетонной смеси в тонкостенные пластмассовые формы с последующим вибрационным воздействием и отвердением,  как правило, без пропарки. При вибролитье  используются щебень мелких фракций и пластификаторы, благодаря чему качество поверхности плитки не уступает качеству поверхности формы. Кроме того, для этой технологии существует большое количество красителей. Свежеизготовленная вибролитая плитка выглядит, как пластмассовое изделие.

     Приготовленный  в бетоносмесителе раствор укладывают в пластиковые формы, установленные на вибростоле. Основные требования к вибростолу - это равномерная вибрация всей рабочей поверхности стола. При формовании плитки следует по возможности максимально точно загружать бетон в формы, в противном случае, если материала было не достаточно, плитка получится разной высоты. После виброобработки заполненные бетоном формы перемещаются на участок сушки, где должны оставаться не менее 48 часов. На участке сушки необходимо установить стеллажи с ровными полками, так как, если в процессе сушки форма будет иметь уклон, бетон переместится и готовая плитка будет иметь разную толщину. Для нормального протекания процесса созревания бетона, в целях сохранения влаги, пластиковые формы с бетоном закрывают полиэтиленовой пленкой. Для выбивки плитки используют специальные распалубочные вибростолы с набором сменных приспособлений под конкретное изделие.

         Полученные изделия имеют очень привлекательный внешний вид, и после непродолжительной выдержки, для достижения отпускной прочности могут быть отправлены потребителю. Однако прочность, водопоглощение и морозостойкость изделий не соответствуют требованиям действующего ГОСТа.

        В данном курсовом проекте  будет рассматриваться технология  вибропрессования при производстве тротуарной плитки. Так как эта технология обладает рядом преимуществ перед вибролитой плиткой.

1. Изготовление  тротуарной плитки этим методом  отличается высокой производительностью.  При использовании технологии  вибропрессования можно достичь высокой степени автоматизации. Этот метод позволяет производить изготовление тротуарной плитки с цветным слоем. Для этого в состав лицевого слоя добавляется гранитная и мраморная крошка.

2. При  вибропрессовании используется бетон, который имеет низкое водоцементное соотношение. Это оптимизирует расход цемента, а так же позволяет производить изготовление тротуарной плитки с высокой прочностью и морозостойкостью.

3. Тротуарная  плитка получается при изготовлении  строгой геометрической формы  и с параллельными поверхностями.

4. Шершавая  поверхность, получающаяся у вибропрессованной плитки, служит незаменимым свойством для использования в качестве материала для мощения городских территорий.

5. Изготовление  тротуарной плитки методом вибропрессования позволяет не терять цветовую окраску вибропрессованной плитки в течение всего своего срока службы, который составляет более 25 лет.

6. Поверхность  изготовленной вибропрессованной плитки можно подвергать таким операциям, как шлифовка, полировка и тому подобное.

         В то время как недостатками вибролитой плитки являются:

1.Глянцевый поверхностный слой литьевой плитки состоит из цементного «молочка» с добавкой пигмента, а основной слой из цементно-песчаной смеси. После укладки плитки при колебании уличной температуры (выше-ниже 0⁰С), цементный и цементно-песчаный слои, имеющие разную плотность и структуру, по разному ведут себя на расширение - сжатие. Это приводит к появлению внутренних напряжений и последующему растрескиванию и выкрашиванию лицевого цветного слоя.

        Кроме того,  даже при значительном расходе высокомарочного цемента зачастую прочность литой тротуарной плитки недостаточна для эксплуатации в местах с интенсивным движением.

2.  Необходимость пропаривать литьевую плитку в специальных камерах, что в несколько раз повышает энергозатраты.

3. Работа с соляной кислотой для очистки пластиковых форм, что тут же приравнивается любой санитарной проверкой к «химическому производству» со всеми вытекающими отсюда последствиями.

4. Быстрый выход из строя пластиковых форм из-за неосторожного обращения (царапины и деформация пластиковых форм при распалубке). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Выбор и обоснование технологии производства. 

         Производство тротуарной плитки методом вибропрессования осуществляется по следующей технологической схеме (рис. 1). 

Рис.1. Технологическая  схема производства тротуарной плитки методом  вибропрессования 

           Песок и щебень поставляется на завод автомобильным транспортом из карьеров. Поставка цемента на завод осуществляется также автомобильным транспортом с цементного завода.

          В самом начале процесса происходит  подготовка форм, в которые будет  заливаться сырьё.

Далее дозаторы сырья отмеряют определённые порции нужных компонентов. При дозировании инертных (песка и щебня) используют объемное дозировании, при дозировании воды, цемента и добавок – весовое дозирование. Бетоносмеситель устанавливается на специальной подставке. Загрузка компонентов смеси (инертные+цемент) осуществляется непосредственно в скип бетоносмесителя, скип поднимается (с помощью лебедки), высыпает компоненты в корпус бетоносмесителя, происходит перемешивание компонентов (120…180 секунд в зависимости от типа состояния инертных). Если планируется, что тротуарная плитка будет цветной, в бетонную смесь добавляют красящий пигмент. После того, как бетонная смесь и красящий пигмент перемешали в однородную массу, готовая смесь подается в загрузочный бункер-накопитель вибропресса с помощью ленточного конвейера.

     Расход  готовой смеси происходит непосредственно  из загрузочного бункера-накопителя вибропресса. Бункер-накопитель заполнен смесью, при расходовании ее, она дополняется свежеподготовленной из бетоносмесителя. Формование происходит на металлические поддоны размером 1070х480. Пустые поддоны укладываются в магазин поддонов. Магазин поддонов рассчитан на 10…12 поддонов.

         Начинается цикл формовки. Металлические  поддоны перемещаются в зону  формования гидротолкателем при помощи зацепов; из бункера-накопителя смесь дозировано подается в загрузочный ящик; при возвратно-поступательном движении, которого смесь заполняет матрицу.  Матрица прижимает технологический поддон к виброплощадке пресса, после загрузки формовочной смеси в матрицу, опускается пуансон, и включаются вибраторы виброплощадки и каретки пуансона. Под действием виброимпульсов происходит уплотнение материала. Время вибропрессования обычно не превышает 3-5 секунд. Затем матрица и пуансон посредством приводных рычагов поднимаются в верхнее положение, а на виброплощадке остается технологический поддон с отформованными изделиями. Прессование завершает процесс формообразования. Полный цикл формовки длится около 30 секунд. Далее поддоны с готовыми изделиями выводятся гидротолкателем из зоны формования и по рольгангу поступают в кассету - устройство, предназначенное для хранения поддонов с готовой продукцией. Поддоны в кассете располагаются один под другим. Кассета ставится на подъемник, установленный в нише пола. После того как поддон с готовыми изделиями поступает в кассету, подъемник перемещает ее вверх на одну позицию. В кассете помещается 7 поддонов с тротуарной плиткой.

           Заполненная кассета с помощью  грузоподъемного механизма подается  на участок сушки, где изделия  должны подвергнуться тепловлажностной обработке. В качестве теплоносителя обычно используют водяной пар. Тепловая обработка осуществляется в пропарочной камере. Там в течение 6-8 часов тротуарная плитка находится при температуре в 70-80 градусов с влажностью 95%. В результате осуществления пропаривание изделие получается сверхпрочным. К тому же, эта процедура значительно сокращает время, которое требуется для уплотнения плитки.

        В обычных условиях понадобилось бы около 2 недель, чтобы добиться похожего эффекта. По прошествии определённого количества времени можно начинать проведение распалубки изделий, освобождая их из поддонов. Изделия снимаются с технологических поддонов по достижению прочности бетона не менее 1.5-2.0 МПа (обычно уже через 5-8 часов), затем освободившиеся поддоны повторно подаются на формовочный участок и цикл повторяется.

       По окончании проведения распалубки готовая тротуарная плитка укладывается на поддоны и перевязывается упаковочной лентой. Для того чтобы изделие подольше сохранило товарный вид, его накрывают стрейч, полиэтиленовой или термоусадочной плёнкой. Далее поддоны с изделиями отгружаются на склад готовой продукции. 
 
 
 
 
 
 

7. Используемое оборудование  и его характеристики 

1.Дозирующее оборудование: 

а) Дозатор весовой автоматический для дозирования цемента АД-600-БЦ

1-устройство грузоприемное

2-устройство питающее

3-воронка

4-подвеска

5-рама

6-заслонка

Таблица 3

Технические характеристики