Вибропрессование

Вибропресс МАСТЕК, как и подобное вибропрессующее оборудование, позволяет организовать производство стройматериалов: шлакоблок, бордюр, кирпичи, тротуарная плитка и других декоративных и отделочных материалов из бетонных смесей методом вибропрессование.

Профессиональный инженер и строитель знают, что такое вибропрессование, в чем состоит технология производства вибропрессованных стройматериалов, и может не читать эту статью.

Однако наше вибропрессующее оборудование и вибропрессы попадают в руки не только профессионалов этой отрасли, но и людей, впервые попавших в бизнес производства строительных материалов. Производство стройматериалов технологией вибропрессования - самый прогрессивный способ. Эта статья, предназначена как раз для новичков.

Так что это за понятие - жесткая бетонная смесь? Но, начнем с простого, что такое бетон? Что нам говорят словари: БЕТО'Н, а, мн. нет, м. [фр. béton] (тех.) - смесь цементной массы с песком и щебнем, употр. как строительный материал.

А теперь поподробнее о бетоне и вибропрессовании.

Бетон - искусственный каменный материал. Бетон получается в результате затвердевания рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси какого-либо минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и при необходимости специальных добавок. Смесь этих компонентов до начала ее процесса затвердевания называют бетонной смесью, которая подразделяется на различные состав. Вода и вяжущее вещество это главные и активные в составе бетона. В результате их химического взаимодействия между ними образуется новое соединение. Это соединение представляет собой клейкое тесто (цементное тесто, цементное молоко), которое обволакивает тонким слоем зерна мелкого и крупного заполнителя. Со временем это соединение затвердевает и связывает их, превращая бетонную смесь в прочный монолитный камень – бетон.

Заполнители (песок, отсев, щебень, гравий и т.д.) занимают до 80…85 % объема бетона. Заполнители образуют жесткий скелет бетона, который препятствует усадке. Применяя заполнители с различными свойствами, можно получать различные сорта бетонов. Они будут различаться своими физико-механическими показателями, например легкие, тяжелые, жароупорные и пр. Получается, что бетон до твердения – это бетонная смесь из рационально подобранных и тщательно перемешанных минеральных вяжущих (цемент), воды, заполнителя и в необходимых случаях добавки, такие как различные пластификаторы и ускорители твердения. Как и всякое другое вещество, бетонная смесь обладает разными химическими и физико-механическими свойствами, которые и предопределяют качество и свойства получаемого из смеси бетона. Остановимся на некоторых этих свойствах:

Удобоукладываемость – это свойство бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотняться в ней под действием силы тяжести или в результате внешних механических воздействий. Оценивается удобноукладываемость жесткостью или подвижностью. Удобоукладываемость смеси зависит многих  факторов:

• вид цемента
• количество воды и цементного теста
• крупность зерна
• форма зерна заполнителей
• содержания песка.

Бетонные смеси одинакового  состава, но приготовленные на разных цементах имеют различную удобоукладываемость, что объясняется различной водопотребностью цемента. Вот например, пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент по сравнению с портландцементом обладают большей водопотребностью, а приготовленные на них бетонные смеси оказываются более жесткими.

Подвижность – это способность бетонной смеси растекаться под действием собственного веса. Степень подвижности бетонной смеси П оценивают величиной осадки конуса, сформованного из данной смеси. Величина осадки измеряется в см. Подвижность бетонной смеси определяют на стандартном конусе. Размеры стандартного конуса: высота – 300 мм, диаметр основания – 200 мм, диаметр вершины – 100 мм. Величину осадки конуса (ОК) измеряют линейкой. Чем больше осадка конуса, тем более подвижна бетонная смесь. В быту мы сталкиваемся практически всегда с подвижными бетонными смесями, которые легко заполняют даже самую сложную опалубку. Но все же, прежде чем снять опалубку необходимо выждать какое–то время для того, чтобы произошел процесс затвердевания бетона.

При изготовлении строительных материалов методом вибропрессования, использование подвижных бетонных смесей невозможно в силу того, что сразу после завершения процесса формования (уплотнения)с изделия снимается форма, и подвижные бетонные смеси в силу своих свойств не успевают затвердеть.

Жесткость – это способность бетонной смеси растекаться и заполнять форму под действием вибрации. Показатель жесткости определяют на специальном приборе, который представляет собой металлический цилиндр диаметром 240 мм и высотой 200 мм. Цилиндр устанавливают на стандартную лабораторную виброплощадку. Затем в цилиндр вставляют стандартный конус и заполняют его бетонной смесью так же, как и при определении подвижности. После этого конус снимают и на бетонную смесь опускают стальной диск, определенной массы. Затем включают виброплощадку и вибрируют смесь до тех пор, пока цементное тесто не начнет выделяться из двух отверстий диска. В момент когда из отверстий начинает выделяться цементное тесто вибратор выключают. Время, необходимое для уплотнения смеси в приборе, называют показателем жесткости бетонной смеси (Ж) и выражают в секундах.
Для жесткой бетонной смеси нет нужды устанавливать выдержку между уплотнением и съемом опалубки, сразу после уплотнения опалубка снимается, а изделие сохраняет свою форму и может транспортироваться (с соблюдением некоторых мер предосторожности).
При изготовление строительных материалов (шлакоблок, тротуарная плитка, бордюр  и другие) методом вибропрессования, использует бетонные смеси марки Ж3, Ж4, СЖ1.

Связность – это способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т.е. не расслаиваться в момент транспортирования, укладки и уплотнения. В результате уплотнения частицы, составляющие смесь, сближаются, а часть воды как наиболее легкого компонента отжимается вверх, образуя капиллярные ходы и полости под зернами крупного заполнителя.
Крупный заполнитель, плотность которого отличается от плотности растворной части (смеси цемента, песка и воды), также перемещается в бетонной смеси. Если заполнитель плотный и тяжелый, как например гранитный щебень, частицы его оседают, пористые легкие заполнители – керамзит, аглопорит – всплывают. Все это ухудшает структуру бетона, делает его неоднородным, увеличивает водопроницаемость и снижает морозостойкость. Для того чтобы повысить связность и предотвратить расслоение бетонной смеси, необходимо правильно назначать количество мелкого заполнителя в составе бетона, а также сокращать расход воды затворения, используя пластифицирующие добавки.

Основные свойства бетона: прочность, плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, усадка, расширение и т.д.

Прочность при сжатии – это основной показатель механических свойств бетона. Она определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов – кубов размером 150х150х150 или готовых строительных материалов, изготовленных из данной бетонной смеси и выдержанных до испытания в течение 28 суток в нормальных условиях.
По пределу прочности на сжатие для стеновых камней установлены следующие марки: М25, М35, М50, М75, М100, М125, М150, М200, для тротуарных плит следующие классы: В22,5, В25, В30, В35. Цифры в обозначении марки соответствуют пределу прочности бетона на сжатие, измеренному в кг/см2, а цифры в обозначении класса соответствуют пределу прочности бетона на сжатие измеренному в МПа. Прочность бетона при сжатии зависит от марки прочности, соотношения массы воды и цемента, прочности и качества заполнителей, их зернового состава, длительности твердения, температуры и влажности окружающей среды и др.

Чем крупнее зерна у заполнителя, тем более прочный бетон получается на выходе. Зерна крупного заполнителя должны быть достаточно прочными и иметь шероховатую поверхность, обеспечивающую хорошее сцепление цементного камня с заполнителем. Прочность бетона также зависит и от грамотного перемешивания его компонентов в бетоносмесителе, это достигается когда все зерна заполнителя полностью покрыты слоем цементного теста.

Значительное влияние на прочность бетона оказывает степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона. Хорошо уплотненный бетон в благоприятных температурных и влажностных условиях набирает прочность в течение года: первые 10 суток прочность бетона растет довольно быстро, затем рост прочности к 28 суткам замедляется и, наконец, в возрасте свыше 1 года постепенно затухает. Например, шлакоблоки, при хранении в нормальных условиях в течение 7 суток, имеют среднюю прочность 60-70% от прочности при выдержки в 28 суток. Эта выдержка является 100% марочной. Большое влияние на скорость увеличения прочности бетона оказывают внешние факторы: температура окружающей среды. При 70-85 ⁰С в пропарочной камере бетоны через 10-12 часов набирают прочность 60-70 % марочной. При низких положительных температурах (5-7 ⁰С) окружающего воздуха скорость нарастания прочности бетона замедляется, а при температуре ниже 0 ⁰С твердение бетона прекращается.  

Плотность. Обычный бетон не является однородным монолитным материалом, в нем всегда имеются поры, образовавшиеся вследствие испарения излишней воды, а также неполного удаления воздушных пузырьков при уплотнении бетонной смеси.
Плотность бетона можно повысить - для этого необходимо более тщательно подбирать зерновой состав заполнителей. Также для увеличения плотности необходимо: уменьшении водоцементного отношения и применения пластификаторов (они снижают водопотребность смеси при той же подвижности), и самое основное за счет более тщательного уплотнения бетонной смеси. С возрастанием плотности бетона улучшаются его свойства.
Особые требования по плотности бетона предъявляются при изготовлении тротуарных плит и бордюрных камней.

Морозостойкость – это способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание. Марка по морозостойкости F обозначает наибольшее число циклов замораживания – оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%, при этом потеря массы не должна превышать 5%.
В наружных конструкциях, подверженных действию воды и переменных температур, морозостойкость – основной определяющий фактор долговечности. Проектную марку материалов по морозостойкости устанавливают в зависимости от условий эксплуатации конструкции и климата. Для производства шлакоблока установлены марки F 15, F 25, F 35, F 50, для производства тротуарной плитки – F100, F150, F200, F300. Морозостойкость бетона зависит от вида применяемого цемента, водоцементного отношения, качества заполнителей, плотности бетона и других факторов.
Высокой морозостойкостью обладают бетоны с плотной структурой на низкоалюминатном портландцементе и высококачественном щебне.
Основные свойства бетона: прочность, плотность и морозостойкость, зависят  напрямую от пропорции в его составе воды с цементом, чем меньше воды, тем прочнее, плотнее бетон, тем выше его морозостойкость. А чем меньше воды в бетонной смеси, тем выше ее жесткость.

Таким образом, строительные материалы полученные методом вибропрессования из жестких бетонных смесей обладают более высокой прочностью, плотностью и морозостойкостью.

Обязательным условием приготовления жёсткой бетонной смеси при вибропрессовании это принудительные бетоносмесители, на других типах бетоносмесителей (гравитационных, грушеобразных и прочих) приготовить смесь для вибропрессования не получится!

О преимуществах вибропрессования Вы можете почитать в статье: Вибропрессование или вибролитье.

Справедливости ради, хотелось бы отметить, чтобы начать бизнес по производству стройматериалов, можно глубоко и не вникать в технологию вибропрессования. Достаточно заключить договор: подобрать комплектацию вибропресса, и определится с номенклатурой стройматериалов, которую Вы хотели бы производить.

Всё остальное сделают за Вас:  пусконаладка, подбор оптимальных смесей, выпуск пробной партии изделий, обучение вибропрессованию и работе на вибропрессе персонала - все это входит в стоимость нашего вибропрессующего оборудования.