РЕЦЕПТ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРОТУАРНОЙ ПЛИТКИ ПО ГОСТУ

1. ТРОТУАРНАЯ ПЛИТКА ПО ГОСТУ

К тротуарной плитке, изготавливаемой по ГОСТ 17608-91 «Плиты бетонные тротуарные», предъявляются жесткие требования по морозостойкости (не менее 200 циклов замораживания и оттаивания), прочности (не менее 30 Мпа), водопоглощению (не более 5%) и истираемости (не более 0,7 г/см?).

Поэтому создание материала требуемого качества начинается с подбора необходимых качественных материалов для его изготовления.

Для приготовления бетона обычно используют портландцемент М500Д0 (ГОСТ 10178-85) в клинкере которого содержание С3А не должно превышать 8%.

При выборе цемента желательно остановиться на каком-то одном заводе, т. к. при добавлении пигментов в бетон, краситель окрашивает не заполнители (песок и щебень), а именно цементное вяжущее.

Замена поставщика и сорта цемента приводят к тому, что изменяется и конечный цвет полученного после окраски бетона.

Причиной этого является разница в первоначальном цвете цемента. В качестве мелкого заполнителя следует применять строительные пески с модулем крупности не ниже 2, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-93.

В качестве крупного заполнителя следует использовать щебень из магматических горных пород (например, гранитный) фракции 5-10 мм, отвечающий требованиям ГОСТ 8267-82.

В качестве поставщиков предпочтительны карьеры, гарантирующие отгрузку щебня гидравлической классификации (промывки) и не содержащего в момент отгрузки фракции мельче 5мм.

Марка щебня по прочности при сжатии должна быть не ниже 1000, по морозостойкости не ниже 200, рекомендуемое содержание в щебне зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы не более 25% по массе.

Вода для бетонных смесей должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79.

Для повышения морозостойкости, прочности и улучшения технологических свойств бетона в бетонную смесь следует вводить комплексную добавку, содержащую пластифицирующий компонент (С-3 или ЛСТ) совместно с воздухововлекающим или гидрофобизующим (СНВ или ГКЖ-94) компонентом.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Для организации производства тротуарной плитки методом литья потребуется как минимум:

• Один бетоносмеситель принудительного действия.

• Формовочный вибростол. Частота вибрации 50Гц Амплитуда вибрации в размахе до 1,5 мм. Эти условия достигаются на предлагаемых нами вибростолах.

• Распалубочный вибростол. При организации небольшого производства плитки несложной формы (квадрат, прямоугольник) можно отказаться от распалубочного вибростола и выбивать плитку вручную, или изготовить приспособление для выбивания на основной стол.

• Ванна с подогревом.

• Ванна для раствора соляной кислоты.

• Парк пластиковых форм для тротуарной плитки, с расчетом на выдержку изделий.

• Стеллажи с ровными полками для раскладки заполненных форм на сушке.

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРОТУАРНОЙ ПЛИТКИ: ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕСА

Технология изготовления тротуарной плитки включает в себя несколько основных этапов:

— подготовка форм;

— приготовление бетонной смеси;

— формование на вибростоле;

— выдерживание изделий в течение суток в формах;

— распалубка изделий;

— упаковка и хранение

Подготовка форм

Формы для изготовления тротуарной плитки могут использоваться пластиковые, резиновые и резиноподобные (полиуретановые). Количество циклов формования, которое выдерживают формы, составляет: для резиновых — до 500 циклов, для пластиковых — 230-250, для полиуретановых — 80-100 циклов.

Формы перед заливкой в них бетона смазывают специальными составами или заливают бетон без предварительного смазывания формы. При работе без смазки новые формы обрабатывают антистатиком, после распалубки формы осматривают и при необходимости промывают 5-10% раствором соляной кислоты.

Для смазки форм можно использовать эмульсор, ОПЛ-1 (Россия) и СЯА-3 (Англия).

Для сохранности поверхности формы нельзя использовать смазки, содержащие нефтепродукты.

Наносимый на поверхность форм слой смазки должно быть тонким, так как из-за избытка смазки на поверхности готового изделия остаются поры.

Смазки эмульсор и ОПЛ-1 наносятся кистью перед каждой заливкой, смазку СРА-3 наносят кистью или напылением.

Смазки СВА-3 хватает на 2-3 формовки.

Температура при нанесении должна быть 18-20°С.

Пластиковые формы после использования промывают в слабом растворе соляной кислоты (около 5%-7%) после мытья в кислоте необходимо промыть водой.

Приготовление бетонной смеси

Для приготовления декоративного бетона лучше использовать бетоносмеситель принудительного действия.

В основном порядок приготовления смеси не отличается от приготовления обычного бетона.

Пигмент подается примерно за 30 секунд до подачи цемента.

Рецептура приготовления бетона

Песок — 1 часть

Цемент (марка 500) — 1 часть

Щебень фракции 5-20 мм — 2 части

Пигмент — не более 5% от массы цемента

Пластификатор — по рецептуре завода-изготовителя.

Ориентировочно расход компонентов бетонной смеси на 100 кв. м. плитки толщиной 6 см составляет:

цемент — 3,6 т,

щебень гранитный фракции 5-10 мм — 4, 5 т,

песок — 4,5 т,

пластификатор С-3 — до 0, 7% от массы цементы,

воздухововлекающая добавка СНВ — до 0, 02% от массы цементы,

пигмент — 2…5% от массы цемента.

В ряде регионов, где есть трудности с доставкой гранитного щебня, можно применять высокопрочный морозостойкий мелкозернистый бетон без использования гранитного отсева. Для приготовления такого бетона применяют портландцемент М500ДО, песок и комплексную добавку, состоящую из микрокремнезема (SiO2 — аморфной модификации) и суперпластификатора С-3. Основным фактором в механизме действия микрокремнезема является реакция взаимодействия диоксида кремния SiO2 с гидроксилом кальция Ca (OH) 2, образующегося при твердении цемента, с образованием гидросиликатов (т. е. как бы дополнительного количества цементного камня). Применение микрокремнезема в количестве 10% от массы цемента и суперпластификатора С-3 в количестве 1% от массы цемента позволяет получать мелкозернистые бетоны с прочностью до 70 МПа и морозостойкостью 300 циклов.

Приготовление пигмента:

Изготовление цветного декоративного бетона невозможно без применения пигментов.

Пигменты должны быть устойчивы к щелочной среде твердеющего цементного вяжущего; кроме того, они должны быть свето— и атмосферостойкими.

Пигменты не должны растворяться в воде затворения. Этим требованиям лучше других отвечают неорганические оксидные пигменты.

С помощью таких пигментов можно получить практически любой тон, и, в первую очередь, приглушенную цветовую гамму, которая свойственна природе.

Добиться получения чистого цвета, например желтого или голубого, можно лишь используя белый цемент.

Количество пигментов, добавляемых в бетон, составляет 2…5% —для пигментов с хорошей красящей способностью, выпускаемых, например, фирмой Байер (Германия) или Усов и Прехезе (Чехия).

Пигменты с более низкой красящей способностью (в основном отечественных производителей) приходится вводить в количестве до 8%.

К недостаткам отечественных пигментов следует отнести и непостоянство цвета у пигментов одной марки.

Следует отметить, что излишнее увеличение тонкодисперсной фракции в виде пигментов может привести к ухудшению качеств бетона (снижению прочности, морозостойкости и т. д. ), поэтому снижение его доли в бетоне при достаточной насыщенности является желательным.

Цвет бетона зависит также и от соотношения воды и цемента, и количества цемента в бетоне.

При твердении бетона избыток воды испаряется и оставляет в бетоне мелкие поры, которые рассеивают свет и «просветляют» бетон.

Чем выше В/Ц, тем светлее кажется бетон.

Поэтому при производстве плитки методом вибропрессования (с очень низким В/Ц), невозможно получить бетон насыщенных цветов.

Неорганические порошковые пигменты (Fe2O3, Fe3O4, FeO (OH), Сr2O3, MnО, ТіО и их смеси) в обязательном порядке перед применением смешивают с водой до образования сметанообразной консистенции и настаивают в таком состоянии не меньше 1 часа для увеличения дисперсности, величина которой и характеризует красящую способность.

Приготовленный краситель может храниться достаточно долго, так как имеет стабильную формулу, но цвет по мере хранения может быть ярче из-за увеличения дисперсности пигмента. Перед добавлением в бетон его перемешивают.

Органические фталоцианиновые голубой и зеленый красители (ГОСТ 6220-76 с изм. 9-92) дают очень насыщенные оттенки бетона и обладают высокой светостойкостью (7-8).

Допускается содержание в бетоне не более 0,5% от массы цемента.

Единственное отличие в их применении заключается в том, что цветной слой бетона приготавливается методом растирания в растворосмесителе или бетоносмесителе лопастного типа.

Ключ к успешным результатам использования пигментов заключается в тщательном контроле.

По возможности необходимо придерживаться следующих правил:

— взвешивать все ингредиенты

— брать цемент в одном месте

— соблюдать стандартное время смешивания

— контролировать содержание воды, учитывая также ее содержание в песке и вяжущем материале

— перед использованием другого цвета очистить все оборудование

— избегать взбалтывания бетонной смеси

— осторожно использовать добавки, которые могут влиять на окончательный цвет и другие свойства бетонной смеси

Методика приготовления жидкого С-3 (CП-3, ПФМ-НЛК) из сухого

Подготовка воды. Налить в емкость воду комнатной температуры (около 20оС). Для ускорения процесса растворения воду нужно подогреть до 30 — 40оС.

Засыпка сухого С-3. Засыпать в емкость сухой С-3 из расчета 35% массы сухого вещества на 65% массы воды. При этом постоянно перемешивать получающийся раствор, например с помощью дрели с насадкой.

Перемешивание. После полной засыпки сухого С-3 раствор следует тщательно перемешать в течение 10-15 минут.

Отстаивание. Для того чтобы органические вещества хорошо растворились нужно дать отстоятся раствору в течение 10 — 15-ти часов (лучше 24 часа).

Повторное перемешивание. После отстаивания раствор следует перемешать еще в течение 10 — 15-ти минут. После этого он готов к употреблению.

Примечание Количество сухого С-3, которое нужно взять для приготовления 1м3 жидкого С-3 определяется по формуле:, где 1000 — вес 1м3 воды, ρ — требуемая плотность жидкого С-3 (обычно 1,18), ν — концентрация сухого вещества в растворе (при плотности 1,18 обычно 0,35), λ — массовая доля воды в сухом порошке С-3 (обычно 0,08).

Количество воды, необходимое для получения 1м3 жидкого С-3 можно рассчитать по формуле:, где С —рассчитанное выше количество сухого С-3 в растворе.

Например: если нужно получить 1м3 жидкого С-3 с концентрацией 35% из сухого порошка с влажностью 8%, то нужно взять 1000 1,18 0,35 / (1 — 0,08) = 449 кг сухого С-3 и добавить 1000 * 1,18 — 449 = 731 кг воды.

Порядок загрузки бетоносмесителя: Щебень, вода, песок, пигмент, пластификатор.

Цемент (добавить после того как предыдущие материалы образуют однородною массу).

Время от приготовления бетона до его укладки должно быть минимальным, так как большинство пластифицирующих добавок полифункционального действия (т. е. являются ускорителями), особенно важен временной фактор в жаркую погоду

Оптимальный режим перемешивания:

песок + пигмент — 15-20 с;

песок + пигмент + щебень — 15-20 с;

песок + пигмент + щебень + цемент — около 20 с;

песок + пигмент + щебень + цемент + вода + добавки — 1-1,5 мин;

всего — 2-2,5 мин.

Для повышения долговечности бетона, его износоустойчивости и сопротивления удару в бетон можно добавлять также полипропиленовые, полиамидные или стеклянные щелочестойкие волокна длиной 5-20 мм и диаметром 5-50 мкм в количестве 0,7-1,0 кг на 1м3 бетона.

Длина волокон должна соответствовать наибольшему диаметру крупного заполнителя в бетоне. Волокна, обладающие хорошей дисперсией, образуют в бетоне трехмерную решетку, которая значительно повышает прочность на изгиб, ударную стойкость и износостойкость бетона.

Полипропиленовое и щелочестойкое стекловолокна вводят с водой затворения; полиамидное волокно вводят в готовую бетонную смесь, т. е. на последнем этапе, при этом время перемешивания смеси увеличивают на 30 —50с.

При использовании добавки микрокремнезема принимают следующий график приготовления бетонной смеси:

песок + микрокремнезем + пигмент — 30-40 с;

песок + микрокремнезем + пигмент + цемент — около 30 с;

песок + микрокремнезем + пигмент + цемент + вода + добавки — 1-1,5 мин.

Формирование на вибростоле

Разложить формы на вибростоле максимально плотно друг к другу.

Готовая бетонная смесь имеет удобоукладываемость ОК = 3-4 см. Поэтому для ее уплотнения используют кратковременную виброобработку.

После приготовления бетонной смеси ее укладывают в формы и уплотняют на вибростоле.

При производстве цветной плитки в пластиковых формах для экономии пигмента можно применять послойное формование: первый лицевой слой бетона приготавливается с использованием пигмента, второй слой бетона без него.

Для раздельного формования необходимо иметь два смесителя для приготовления бетона первого и второго слоя.

Технология послойного формования.

Приготовить бетон в меньшем бетоносмесителе с пигментом (см. приготовление пигмента), а в большем бетоносмесителе без него.

Разложить (максимально покрывая дно формы) цветной бетон слоем в 1-2 см. Вкл. вибратор на 5 — 10 сек., бетон должен покрыть дно формы ровным слоем.

Добавить бетон без пигмента в формы столько, сколько необходимо до краев формы, но не меньше. Вкл. вибратор на 5-10 сек.

Срезать металлическим уголком (двигать его углом вперед) лишний бетон, выравнивая его по краю формы.

Первый — фактурный слой обеспечивает качественные основные показатели плитки:

Состав одного м. куб. готового бетона:

цемент — 500 кг

щебень с песком (2:1) — 1 м. куб.

пластификатор — 2,5-3,5 кг

краситель — 7,5-12 кг

Второй — основной слой задает плитке желаемую толщину и является основным носителем прочности

Состав одного м. куб. готового бетона:

цемент — 250 кг

щебень с песком — 1 м. куб.

пластификатор — 2,5-3,5 кг

краситель — отсутствует

При другой подвижности бетона необходимо подобрать свое время уплотнения на формовочном столе.

ПРИМЕЧАНИЕ: Амплитуда и интенсивность колебаний столешницы вибростола должна быть умеренной, бетон в формах не должен «кипеть», он должен уплотняться под собственной тяжестью.

Интенсивность вибрации должна быть одинаковой по всей поверхности столешницы, этого можно достигнуть жестким оребрением. Регулировка вибрации проводится путем уменьшения размеров или веса пластин дисбаланса находящихся на якоре электродвигателя под крышками.

Выдержка изделий

После формования изделия в формах — снять формы с вибростола и плотно сложить на поддон слоями, перекладывая листовым материалом (пресс — картон, пластик, жесть) в 10 слоев или установить в штабели высотой 3-8 рядов в зависимости от толщины и конфигурации плитки.

Поддоны с заполненными формами накрыть полиэтиленовой пленкой, для предохранения от высыхания.

Бетон, в зависимости от температуры и состава, набирает прочность в течение 1-2 дней и можно проводить разопалубку изделий (освобождение изделий из форм) …

Температура выдерживания должна быть не менее 15 °С.

Распалубка

Распалубку фигурных изделий производят на специальном выбивочном столике с вибрацией при этом для облегчения распалубки формы с изделиями рекомендуется подогреть 2-3 мин в ванне с горячей водой (температура 60-70 °С).

При этом используется эффект высокого теплового расширения полимеров по сравнению с бетоном.

Для уменьшения трудоемкости виброразопалубочную машину и ванну укомплектовывают длинным кабелем который позволит транспортировать не плитку, а ванну и разопалубочную машину к плитке. Их устанавливают возле поддонов с созревшим бетоном и проводят разопалубку Формы в ванне располагают в горячей воде рядами по 4.

Плитку укладывают на поддоны «лицом к лицу» — «спина к спине».

Технологическая цепочка: формы с плиткой — ванна, разопалуб. машина-плитка — на склад, формы — к вибростолу для последующего цикла.

При небольших объемах, вместо разопал. маш., можно монтировать плиту с отверстием под плитку на штангах высотой 100 мм на вибростоле.

После проведения разопалубки ее снять и использовать его по прямому назначению.

Распалубка квадратных плит и фасадной плитки происходит без каких-либо специальных приспособлений.

Следует отметить, что распалубка без предварительного нагрева укорачивает срок службы формы для плитки приблизительно на 30% и может привести к браку готовой продукции, особенно у тонких изделий.