Существующий рынок жилищно-гражданского строительства находится в стадии роста и характеризуется интенсивным развитием малоэтажного строительства, и возведением домов из местных сырьевых материалов. Особое внимание стоит обратить на стеновые блоки из мелкозернистого бетона. В последние годы именно мелкозернистые бетоны получили широкое применение благодаря простоте технологии приготовления и производства изделий из них.
Согласно технологии производства блоков в их состав входят исключительно экологически чистые материалы: песок, цемент и пластификаторы, которые повышают их технические характеристики. Это позволяет применять их в любой отрасли строительства - от заборов и хозяйственных построек до коттеджей.
Для строительства несущих стен домов и других построек используются стеновые камни (190х188х390 мм) изготовленные в соответствии с ГОСТ 6133-99, которые представлены на рисунке 1.
Рис. 1. Стеновой блок из мелкозернистого бетона
При недорогой стоимости эти блоки очень прочны, имеют марку прочности от М25 до М300. Что касается теплопроводности, звукоизоляции и остальных параметров, то они равняются, а во многом превосходят показатели кирпича - классического строительного материала. Некоторые сравнительные характеристики приведены в таблице 1.
Рис. 2. Сравнительные характеристики стеновых материалов
Итак, отсюда видно, что основными преимуществами применения стеновых бетонных блоков есть низкая стоимость материала, низкая стоимость кладки, высокая прочность, экологичность и долговечность.
Существует несколько технологий производства стеновых бетонных блоков:
- формование блоков в формах из бетонных смесей разной консистенции;
- вибровакуумирование;
- вибропрессование;
- статическое гиперпрессование и др.
Изготовление в формах является традиционным, хорошо отработанным и относительно несложным способом производства бетонных блоков. В связи с промышленным производством высокоэффективных пластифицирующих добавок (суперпластификаторов) все шире применяют высокоподвижные и литые бетонные смеси. Такие смеси требует только побудительной вибрации, хорошо заполняют форму, однако в этом случае требуется учитывать мероприятия, препятствующие расслоению бетонной смеси, например, применять специальные тонкомолотые водоудерживающие добавки. Рассматриваемый способ формования обладает высокой производительностью, позволяет формовать блоки на основе тяжелых и легких заполнителей, обеспечивать их хорошее качество. В то же время он не дает возможности использовать немедленную распалубку из-за повышенной подвижности бетонной смеси, особенно в случае применения суперпластификаторов. Вследствие этого требуется большой парк форм, что повышает стоимость оборудования и металлоемкость производства, особенно при применении высокоподвижных и литых смесей, поскольку возрастает продолжительность тепловой обработки. По указанной технологии нельзя изготавливать блоки высокой точности из-за необходимости разборки-сборки многоместных форм.
В силу отмеченных недостатков этот способ получил ограниченное распространение.
Для обеспечения немедленной распалубки блоков при сохранении возможности использования пластичных и литых бетонных смесей были выполнены разработки по их формованию способом вибровакуумирования.
По технологии вибровакуумирования в бетонной смеси, предварительно уплотненной вибрированием, с помощью вакуумных устройств создается разрежение и, благодаря разности давлений, из бетона отсасываются воздух и избыточная вода. При вакуумировании также возникает прессующий эффект от давления вакуумщита на поверхность обрабатываемого слоя бетонной смеси. Этот эффект усиливают дополнительным давлением (вакуум - прессование). При вакуумировании отсасывается обычно 15-20 % воды затворения и до 80% содержащегося в бетонной смеси воздуха, что дает возможность повысить прочность бетона на 40-60% через 2-3 дня и на 20-25% в 28-суточном возрасте. Глубина вакуумирования бетона не превышает 10-12 см, поэтому этот способ эффективен для тонкостенных конструкций. Возможно применение способа вибровакуумирования для улучшения качества поверхностного слоя («закалки») конструкций. Однако, данный способ не получил распространения, так как при вибровакуумировании ухудшается качество поверхности и геометрия изделий, появляются направленные поры в бетоне, из-за засорения фильтров их приходится часто заменять. Кроме того, необходима утилизация отходов, состоящих из воды и высокодисперсных частиц цемента.
Помимо вибрационной технологии производства блоков в производственной практике нашли применение способы статического и динамического прессования различных мелкоразмерных бетонных изделий: кирпичей, тротуарных и отделочных плит, блоков, деталей заборов и других. Формование прессованием заключается в наложении на смесь, заполняющую форму, давления, под действием которого материал перераспределяется в объеме формы и частицы смеси размещаются более компактно. Статическое прессование производится в жестких пресс-формах, прессующее усилие направлено по одной оси. Примером могут служить станки для производства блоков.
В производстве строительных материалов статическое прессования, как способ формования изделий, получил широкое распространение при изготовлении различного вида керамических изделий и небольших по величине бетонных изделий.
С целью снижения значительных давлений и упрощения оборудования была разработана отечественная технология роликового прессования на установках роторного типа мелкоштучных бетонных изделий, в том числе тротуарной плитки, кирпича, полнотелых блоков и т. п. Эту технологию производства блоков выгодно отличает отсутствие шума и вибрации. К негативным сторонам следует отнести невозможность формования пустотелых изделий, худшее уплотнение бетона в углах форм, недостаточно точное выдерживание толщины формуемых изделий.
Однако одним из наиболее распространенных способов производства бетонных блоков является вибропрессование. Вибрация с одновременным относительно небольшим давлением позволяет применять жесткие смеси и получать пустотелые блоки, используя в качестве штампа вибрирующую плиту. При этом обеспечивается немедленная распалубка свежеотформованных изделий, что исключает необходимость использования парка форм. Применяемые вибропрессы относительно несложны, малоэнергоемки и имеют сравнительно небольшой вес. Вследствие этого резко сокращается металлоемкость технологических линий. Способ вибропрессования позволяет при соблюдении технологических режимов получать блоки хорошего качества.
Для технологии вибропрессования в соответствии с рекомендациями к ГОСТ 27006-86 подберем состав сырьевых материалов. В качестве сырьевых компонентов для производства стеновых бетонных блоков марки 100 применяем цемент М 400 по ГОСТ 10178, песок средний с модулем крупности Мк 2,0 до 2,5 по ГОСТ 8736-93, пластификатор С-3 в количестве 0,5 % от массы цемента и воду в соответствии с ГОСТ 23732. В результате расчета получили, что на 1 м3 мелкозернистого бетона понадобится: цемента М400 - 427 кг, песка - 1592 кг, воды - 171 кг, добавки - 2,13 кг. Полученные данные могут использоваться на производстве стеновых блоков методом вибропрессования.
