Особенности технологии изготовления вибропрессованных изделий

         Федеральное агентство по образованию РФ

         Казанский государственный архитектурно-строительный университет

 

Кафедра ПСМИК

 

 

Реферат по дисциплине:

«Технология изготовления изделий для

индустриального домостроения»

 

На тему: «Особенности технологии изготовления

вибропрессованных изделий»

 

 

 

Выполнил: ст. гр. 06-61

Гимадиев Р.Ф.

Проверил:

Матеюнас А.И.

 

 

 

 

 

Казань 2011

Содержание

 

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

2. Технология изготовления  изделий …………………………………….…..  4     

2.1. Характеристика изделия……….…………………………………………..5     

2.2. Материалы для изготовления  изделия  …………………….…………….7               

2.3. Технологическая схема существующих отечественных и зарубежных способов производства изделий с пооперационным описанием и технико-экономическими показателями ……………………….…. ………………………….8      

3. Заключение ……………………………………………………..…..…...19      
4. Список использованных источников……………………………….….20       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

Под технологией вибропрессования понимается и технология безопалубочного формования и изготовление мелкоштучных изделий.

Изготовление мелкоштучных бетонных изделий (тротуарной плитки, стеновых блоков и бордюрного камня) методом вибропрессования (виброформования) превратилось в одно из важнейших направлений отечественного бетонного производства. В период экономических реформ в эту отрасль было рекрутировано немало специалистов из других областей народного хозяйства, поставляется большое количество зарубежного оборудования, внедряются новые технологии. И невольно может создаться впечатление, что до отмеченных либерализацией экономических отношений вообще (и внешнеторговых в частности) девяностых годов прошлого столетия о технологии вибропрессования мелкоштучных бетонных изделий в нашей стране было известно очень мало. На самом деле это далеко не так. Отечественная научная школа и специалисты-практики внесли значительный вклад в это направление бетонных технологий. 

2. Технология изготовления  изделий

Современное коттеджное, малоэтажное и сборно-монолитное домостроение не может обойтись без мелкоштучных бетонных изделий. Это стеновые, перегородочные, фундаментные, изделия для благоустройства территорий (тротуарная плитка, газонный и бортовой камень), цементно-песчаная черепица.

Мелкоштучные изделия  формуют из жестких мелкозернистых бетонных смесей методами объемного  вибропрессования, роликового прессования и из пластичных смесей в отдельных формах.

Оборудование для объемного виброформования бетонных блоков можно разделять на три группы: полностью автоматизированные технологические линии, полуавтоматические линии (в которых транспортировка изделии в пропарочную камеру и из пропарочной камеры осуществляется погрузчиком или краном) и вибропрессующие станки без автоматизации.

Главной частью безопалубочного формования является формующая машина, чаще всего это экструдер. Схема машины для роликового формования плитных изделий представлена на следующем рисунке.

1 - раздаточный бункер  без дна; 2 - форма; 3 - прессующие ролики; 4 - балка;

5 - шатунно-кривошипный механизм.

Роликовое прессование осуществляется за счет вдавливания захватываемого роликами слоя смеси в форму. Ролики перемещаются в направлении, перпендикулярном движению формуемого изделия. Скорость движения формы с изделием определяется скоростью выдавливания избытка  смеси перед уплотненной частью изделия.

Рабочий орган машины для  формования плоских изделий выполнен в виде стабилизирующей балки  с расположенными на осях роликами, совершает возвратно-поступательные движения, тем самым прессуя смесь, подаваемую под его ролики. Назначение стабилизирующей балки - удерживать отформованную часть изделия  от разрушения и одновременно заглаживать  его открытую поверхность.

 

 

 

 

 

2.1. Характеристика  изделия

Мелкоштучные изделия могут быть различной формы и размеров. Блоки обычно имеют длину 390 мм, высоту 190 мм, толщина не нормируется. Количество и форма пустот тоже могут быть различными. В некоторых случаях по теплотехническим соображениям пустоты заполняются пенобетонной смесью. Дорожные камни имеют разнообразную номенклатуру. Все зависит от пожеланий заказчика, так как форма, размеры и цвет таких изделий обусловлен матрицей  и введением используемых пигментов.

 

 

 

 

 

 

При безопалубочном формовании, в основном изготавливаются пустотные плиты перекрытия. Они регламентируются по ГОСТ 9561 – 91. Длина может достигать 12 метров, ширина 1,2 метра, высота до 260 мм. В качестве арматуры применяется проволока или канаты.

Также могут изготавливаться  пустотные блоки, которые, опираясь на балки, выполняют роль перекрытия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Материалы для  изготовления изделия  

Для мелкоштучных изделий  применяют мелкозернистые бетоны, в  составе которого используются:

- цемент марок 400, 500

- песок фракции меньше 5 мм.

- дробленые отходы бетонного  производства  фракции меньше 5 мм.

- пигменты 

 

Для производства плит перекрытия используют материалы:

- цемент высоких марок  500, 600

- песок 

- гранитный щебень фракции  5-20 мм

- суперпластификаторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Технологическая схема существующих отечественных и зарубежных способов производства изделий с пооперационным описанием и технико-экономическими показателями

1) Технологическая линия "Компакта-2000" предназначена для промышленного производства мелкоштучных изделий из бетона: несущих, перегородочных и облицовочных стеновых блоков, тротуарной плитки, поребрика и бордюрного камня, элементов благоустройства. Продукция, выпускаемая на технологической линии "Компакта-2000", конкурентоспособна; она дешевле керамического и силикатного кирпича и отличается неограниченным разнообразием конструктивных и эстетических возможностей. Использование технологической линии "Компакта-2000" как самостоятельно, так и в составе домостроительного комплекса, даёт возможность внедрить современные домостроительные системы и строить дома, отвечающие технико-экономическим и эстетическим критериям ХХI века.   

Технические характеристики линии:

1.  Скорость формования – 4 цикла в 1 минуту;

2.  Паспортная производительность линии:

-    в час – 1250 блоков 390х190х188 или 125 кв.м тротуарной плитки;

-  в год (при 2-х сменной работе 250 дней в году)– 5,0 млн. блоков или 500 тыс. кв. м плитки.

3.  Численность обслуживающего персонала (в одну смену) – 5 человек (1 чел. – обслуживание пресса, 1 чел. – загрузка в пропарочные камеры, 1 – сплиттерный узел, 1 - перегрузка блоков на европоддоны, 1 – склад).

4.  Площадь основного производственного помещения (без пропарочных камер и склада готовой продукции) – 720 кв.м. Минимальная высота помещения – 6м.

5.  Установочная электрическая мощность – 72 кВт.

6.  Максимальные габариты изделий: l = 1100 мм, d = 700 мм, h = 300 мм.

7.  Размер технологических поддонов: 1200х750х45

Окупаемость – 12-18 месяцев.

 

 

 

 

 

Состав технологической  линии  

	Вибропресс "Компакта-2000" с гидравлической группой, пультом управления и накопителем поддонов
	Устройства перемещения  технологических поддонов, включая  автоматическую тележку со стойкой  на 10 этажей, толкатель поддонов, 2 транспортёра перемещения технологических поддонов, 2 лифта-накопителя, питатель поддонов, вращатель поддонов, очиститель поддонов.
	Система загрузки европоддонов, включая автоматический укладчик блоков на европоддоны, транспортёр европоддонов с готовыми изделиями, накопитель европоддонов.
	Комплект пресс-форм
	Сплиттер
	Набор запасных частей и  инструментов
	Технологические поддоны
	Дополнительный бункер для  производства 2-слойной тротуарной плитки
	Упаковочное устройство
	Поворотная платформа
	Портальный монорельс  для замены пресс-форм
	Устройство для смазки поддонов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общий вид линии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема технологической  линии

 

1. Бетонный узел 2. Транспортер подачи бетонной смеси 3. Гидравлический узел 4. Вибропресс Компакта-2000 5. Транспортер выхода готовой продукции 6. Лифт-подъёмник 7. Транспортная тележка 8. Механизм подачи изделий в камеры 9. Опускной лифт 10. Возвратный контейнер

11. Манипулятор-пакетировщик 12. Очиститель поддонов 13. Толкатель поддонов 14. Вращатель поддонов 15. Накопитель поддонов 16. Накопитель европоддонов 17. Транспортер европоддонов 18. Рольганг 19. Электропогрузчик 20. Кабина пульта управления

 

 

 

 

 

Описание технологического процесса

Линия полностью автоматизирована и имеет единый блок управления (20). Вибропресс (4) предназначен для формования мелкоштучных стеновых изделий, тротуарной плитки, бордюрных камней и др. В приёмный бункер вибропресса непрерывно поступает смесь из бетонного узла (1) по транспортеру подачи бетонной смеси (2). Пресс формует бетонные изделия на деревянных поддонах, которые автоматически подаются из накопителя (15). Отформованные изделия на поддонах транспортёром (5) перемещаются в лифт-подъёмник (6). Каждый уровень 10-полочного лифта попарно заполняется поддонами. Заполнение останавливается, когда лифт полностью загружен.

Компьютеризированная транспортная тележка (7, 8), движущаяся по специальным  рельсам, снимает поддоны с лифта  и подаёт их в пропарочные камеры. После загрузки одной пропарочной  камеры тележка (7, 8) перемещается к  той камере, где процесс пропарки уже завершён, забирает готовые изделия и перемещает их к опускному лифту (9), который последовательно устанавливает по два поддона на транспортную ленту, подающую их к манипулятору - пакетировщику (11). Манипулятор (11) формирует многорядный пакет на европоддонах. Штабелирование транспортных пакетов производится по 4 - 6 рядов в зависимости от высоты изделий.

Сформированный пакет транспортёром  европоддонов (17) подаётся к упаковочной машине, где происходит его обвязка, а затем по рольгангу (18) - на склад готовой продукции. Освободившиеся технологические поддоны системой транспортёров через очиститель (12) и вращатель поддонов (14) возвращаются в накопитель поддонов. Для изготовления двухслойных окрашенных изделий необходим второй бункер, из которого в пресс подаётся дозированная цветная бетонная смесь. Дополнительный бункер обслуживается отдельным бетоносмесительным узлом. Для получения блоков с декоративной поверхностью служит станок для разрубки блоков (сплиттер). Пресс и другие механизмы обслуживаются гидравлическим узлом (3).

Дополнительное  оборудование: поддоны, оснастка пропарочных камер, погрузчик (19). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Универсальная технологическая линия «Виброформ», разработанная в России специалистами ОАО «345 механический завод».

Технологическая линия «Виброформ-1»  для производства стеновых и дорожных изделий

Линия «Виброформ» включает в себя:

-   Вибропресс с оборудованием для автоматизации вспомогательных операций, набором пресс-форм и сплиттером;

-    Бетоносмесительный  узел широкого назначения с  автоматической системой управления;

-   Пеногенератор для изготовления термоблока.

Производительность технологической  линии «Виброформ» (в час):

-    300 блоков 390 х 190х 188 мм для стен или фундамента или

-    20 квадратных  метров тротуарной плитки или

-   600 перегородочных  блоков 390х90х 188 мм или

-   60 штук бортового  камня 1000x250x150/130 мм или

-   300 оболочек термоблока 390х 190х 188 мм.

Прочность и морозостойкость  изделий - почти на уровне первоклассных  автоматизированных линий. Надежность обеспечена тем, что гидравлика, вибраторы  и другие, быстроизнашивающиеся комплектующие  поставляются из Италии.

На сегодняшний день «Виброформ» - единственная в мире технологическая линия, позволяющая производить не только все виды вибропрессованных мелкоштучных стеновых и дорожных изделий из бетона (включая новый стеновой материал термоблок), но и бетонные смеси всех видов - от товарного раствора до особопрочного бетона, а также минерализованную пену.

Бетоносмесительный узел, входящий в состав технологической  линии «Виброформ», отвечает современным стандартам по быстродействию, точности дозирования, однородности смеси и степени автоматизации. Он состоит из блока автоматического управления и контроля на базе бортового компьютера, бункеров для инертных заполнителей (13), конвейера-дозатора с тензодатчиками (14), скипового подъемника (15), двухвального смесителя (16), силоса для цемента (17), шнека для подачи цемента (18), системы подачи пигмента и химических добавок (19) и металлоконструкций (20). Бетонная смесь по конвейеру (21) подается в бункер вибропресса (1), оснащенного гидравлической станцией (2) и пультом управления (3). На поддонах, поступающих из накопителя поддонов (10), формуются изделия, которые с рольганга (4) загрузочным механизмом (5) устанавливаются в этажерку (6). Заполненная этажерка переносится в ямную пропарочную камеру мостовым краном или в туннельную камеру электропогрузчиком. Из пропарочной камеры этажерка с набравшими прочность изделиям доставляется на участок разгрузки и пакетировки. Механизм разгрузки (7) уровень за уровнем освобождает этажерку от технологических поддонов и устанавливает их на стол-накопитель (8). Готовая продукция с технологических поддонов автоматически перегружается (9) на транспортные поддоны, затем упаковывается и отправляется на склад.

 

3) Автоматизированная линия роликового прессования для производства изделий из песчаного бетона для дорожного строительства.

 

 

 

 

Линия роликового прессования:

1 - формовочная установка; 2 - галерея подачи бетонной смеси; 3 - ленточный питатель; 4,10 - укладчики  форм; 5 - укладчик изделий; 6 - транспортер  выдачи готовых изделий; 7 - пульт  управления; 8 - гидравлический привод; 9 -цепной шаговый конвейер; 11 - камеры  тепловлажностной обработки; 12 -формы; 13 - механизм чистки и смазки форм; I - пост чистки и смазки форм; II - пост формования; III,V - посты перекладки форм; IV - пост тепловлажностной обработки; VI - пост пакетирования готовых изделий.

Линия роликового прессования  предназначена для изготовления изделий широкой номенклатуры из песчаного бетона производительностью:

- бортового камня -315 тыс.  пог. м

- газонного камня —  440 тыс. пог. м

- тротуарных плит - 11,2/94 тыс.  м³/тыс. м².

Прессование осуществляется с помощью вращающегося ролика при  многократной подсыпке под него бетонной смеси. При поступлении под ролик  новой порции бетонной смеси уплотненные  слои выдвигаются в стороны и  вверх, размещаясь по концентрическим  окружностям. По мере поступления новых  порций в смеси толщина их уменьшается, они растягиваются, оставаясь неразрывными. Частицы смеси в пределах слоев  взаимно смещаются слои сдвигаются один к другому. Происходит как бы взаимное перетирание слоев, при котором ориентация частиц смеси становится наиболее устойчивой с плотной упаковкой.

Формование происходит следующим  образом. Сначала ролики приводят во вращательное движение, затем форму  перемещают под роликами и под  ролики засыпают бетонную смесь, которая  закатывается по всей ширине и толщине  изделий.

Линия представляет собой  автоматизированный горизонтально-замкнутый  конвейерный поток с полным комплексом технологических операций: прием, промежуточное  хранение и транспортировка бетонной смеси; формование изделий; термообработка изделий; подготовка форм; пакетирование  готовых изделий; транспортировка  пакетов готовых изделий на склад  продукции.

Кроме основных технологических  операций на каждом этапе осуществляется ряд вспомогательных: перекладка изделий  после предварительной термообработки; сдвиг изделий на поддоне; контроль качества готовой продукции.

Технологическая линия включает в себя систему автоматического  управления оборудованием, набор аппаратуры для контроля качества готовой продукции, систему автоматики для регулирования  процесса термообработки, аварийно-блокировочные  устройства и комплект механического  оборудования.

Формование мелкоштучных дорожных изделий из пластичных смесей в индивидуальных пластиковых формах может быть организовано по стендовой  и агрегатно-поточной схемам. Формы изготавливаются с небольшим технологическим уклоном для облегчения извлечения изделий при распалубке. Формование ведется с уплотнением на виброплощадках или методом литья. После выдержки при 18-20°С в течение суток форма с изделием помещается в ванну с горячей водой (40-50°С) на 5-10 мин, затем переносится на виброплощадку для облегчения извлечения изделия из формы. Далее, изделия твердеют либо в пропарочной камере, либо на складе готовой продукции при температуре. Варианты компоновки участков по изготовлению изделий в индивидуальных формах отличаются разной степенью механизации и автоматизации производственных процессов.

4) Процесс производства плит непрерывного формования на оборудовании различных производителей состоит в основном из одинаковых технологических операций:

• подготовка стендов — чистка и смазка, растягивание армирующих элементов при помощи многофункциональной сервисной машины;
• натяжение арматуры (производится при помощи гидропрессов);
• формование плит на стендах (выполняется с помощью экструдера или слипформера);
• после формования плиты (для предотвращения потери воды из изделия в процессе термообработки) укрываются тентовым полотном;
• плиты остаются на формующих стендах до достижения изделием 70-80-процентной прочности от конечной расчетной. В стендах, на которых производится формование изделий, уложены трубы, по которым циркулирует нагретая вода с температурой 65-70 °С.

ориентировочно через 10-12 часов после термообработки готовое  железобетонное полотно разрезается  резательной машиной с дисковой пилой под прямым или любым  другим углом в зависимости от заказа;

 • погрузка плит на вывозную вагонетку или автомашину производится с помощью крана, оснащенного всевозможными захватами.

Оборудование

Сегодня в мире существует достаточно широкий спектр различного оборудования, производящего железобетонные изделия безопалубочным методом. Все зависит от целей и задач, поставленным заказчиком, и, конечно, отего финансовых возможностей. На российском рынке представлено оборудование фирм из различных стран: Канады (Ultra-Span), Испании (Tensiland), Бельгии (ECHO Engineering nv), Финляндии (Elematic Оу Ab), Германии (weiler gmbh) и др. Преимущественно это новое оборудование.

Состав оборудования и функциональные возможности различных линий  безопалубочного формования приблизительно одинаковы и зависят от требований и возможностей заказчика.

 

 

 

 

Преимущества экструзионного метода заключаются в следующем:

- возможно использование бетонных смесей с низким водоцементным отношением, что позволяет сократить время тепловой обработки формуемых изделий

• применяются различные марки цемента (М500 или М400), что определяется требованиями технологического процесса, исходя из номенклатуры изготавливаемых изделий;
• благодаря низкому водоцементному отношению достигается высокая степень уплотнения бетонной смеси, вследствие чего в процессе формования отсутствуют провалы в полотне и оголение арматуры, что практически приводит к отсутствию брака; кроме того, более низкое водоцементное отношение означает менее длительный период тепловой обработки изделий;

- процесс движения экструдера, и собственно формования, зависит от количества бетонной смеси в бункере экструдера. При недостаточном количестве смеси машина останавливается и находится в режиме ожидания дополнительной порции бетонной смеси, после подачи которой процесс формования продолжается, т.е. отсутствует разрыв в полотне бетонной дорожки;

• вопреки утверждениям некоторых отечественных специалистов о невозможности применения инертных отечественных материалов, в частности, гранитного щебня, в экструзионных технологиях безопалубочного формования, гранитный щебень марки 800 и выше фракционным составом 5-20 (ГОСТ-8267-82) прекрасно подходит к данной технологии и не требует дополнительных мер на какие-либо технологические доработки (дробление, рассев и т.д.);

- в качестве армирующих элементов можно использовать как высокопрочную проволоку, так и канатные пряди (тросы). Опыт работы свидетельствует, что при неукоснительном соблюдении всех технологических требований производства многопустотных плит методом экструзии, применение тросов как армирующих элементов дает положительный результат. Проскальзывание канатных прядей практически отсутствует или находится в допустимых ГОСТом пределах.

Технологическая линия  для

безопалубочного формования многопустотных плит ECHO Engineering

 

 

 

 

 

 

 

 

Многоугольная пила SMA-300 компании  Ultra-Span

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Монтажные и подъемные  захваты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Заключение

Несмотря на очевидные  технологические преимущества безопалубочных технологий их более широкое внедрение зависит и от проектных организаций. Проектировщики и конструкторы при проектировании зданий различного назначения должны находить новые решения для применения изделий, изготавливаемых по технологиям безопалубочного формования, например, монтаж плит без выпусков арматуры, подъем плит перекрытий без наличия у них монтажных петель, разработка новых узлов сопряжений в строительных элементах и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Список использованных  источников

1) Журнал «Бетон и железобетон», выпуск №2, 2009г.

2) ГОСТ 9561-91 «Плиты перекрытий  железобетонные многопустотные  для зданий и сооружений»