Технологии производства тротуарной плитки: сравнение вибролитья и вибропрессования

Для выпуска тротуарной плитки методом прессования необходимо иметь специальное оборудование. Производители наладили массовый выпуск таких станков, отличающихся различной мощностью и служащих для выполнения конкретных масштабов изделий. Все они обладают определенными функциями, но стоят дорого. Когда появляется необходимость изготовить самостоятельно вибропресс для тротуарной плитки, следует знать его характерные особенности.

Рисунок 1. Вибропресс для тротуарной плитки

Сырьевая база и технология производства

igorkznУчастник FORUMHOUSE

А между литьевой и вибропрессованной бетонной брусчаткой (45-60 мм толщиной) – что выбрать для отмостки? Я так понял, что вибропрессованная чуть дороже, чем литье. Почему? Она крепче, чем вибролитье?

Елена МасловаДиректор по развитию завода Цемсис

Прежде всего, необходимо разобраться в технологиях производства тротуарной плитки. Вибролитье – архаичная технология изготовления, является полностью ручным методом, осуществляется, как правило, в кустарных условиях. Пескоцементная смесь (цемент+песок+добавка) загружается я в пластиковые многоразовые формы мастерком и уплотняется на вибростоле. Далее формы с изделиями переносят на стеллажи на хранение. Затвердевший камень называется «тротуарной плиткой».

– Процесс производства тротуарного камня методом вибропрессования является полностью автоматизированным.

На первом этапе бетонная смесь (цемент, песок, щебень, добавка) загружается в специальную матрицу – пресс-форму, смесь уплотняется под воздействием давления и вибрации. Продолжительность вибрации контролируется с помощью специальных датчиков и происходит до максимального уплотнения бетонной смеси и требуемой высоты изделий на всём технологическом поддоне. Далее проводится немедленная распалубка изделий и автоматическая передача поддонов с продукцией в специальные камеры тепло-влажностной обработки с требуемыми параметрами влажности и температуры для достижения необходимой прочности бетона.

При автоматическом способе производства методом вибропрессования, в отличие от вибролитьевого метода, состав бетона проектируется под различные области эксплуатации согласно ГОСТ 17608-2017 «Плиты бетонные тротуарные».

Производитель попросту не может использовать любой песок, щебень и цемент для производства плитки. По ГОСТу жестко регламентируются показатели качества инертных материалов и вяжущего на входном контроле, и физико-механические характеристики качества бетона готового изделия на приемочном:

• прочность на сжатие;
• прочность на изгиб;
• водопоглощение;
• истираемость;
• морозостойкость.

Безусловно, плитка, изготовленная методом вибропрессования, будет «крепче», прочнее и плотнее, чем плитка, изготовленная методом вибролитья.

Что же касается отмостки, основное ее назначение – защита цокольной части строения от возможного переувлажнения, обеспечение надежного водоотвода осадков в систему ливневки и уменьшение потери тепла, связанное с резким перепадом температуры. Высокой эксплуатационной нагрузки на отмостку не предполагается, машины заезжать не будут, поэтому достаточным будет выполнить мощение из тротуарной плитки, толщиной 40 мм.

Изготовление рамы

Подготовленные заготовки для рамы сваривают с помощью электросварки. Сварные швы зачищаются с помощью УШМ, затем вся заготовка окрашивается. Красить желательно в целях предотвращения появления ржавчины: цементно-песочная смесь разводится водой.

Рама должна быть без плоскостных смещений.

Потребительские свойства вибролитой и вибропрессованной плитки

CrossVikУчастник FORUMHOUSE

Подскажите, в чем отличаются по своим потребительским свойствам вибропрессованная и вибролитая тротуарная плитка?

Елена Маслова

Вибропрессованный камень производится при строгом соблюдении требований по водо-цементному соотношению. Тщательный подбор рецептуры с обязательным применением крупного и мелкого заполнителей (щебня и песка различных фракций) в строго определенной пропорции обеспечивают плотную упаковку заполнителей при послойном уплотнении бетонной смеси. Такая плитка имеет высокие показатели по прочности на сжатие, морозостойкости (не менее 200 циклов в солевом растворе) и низкое водопоглощение (менее 6%) – основные критерии качества и долговечности. Кроме того, лицевой слой вибропрессованной плитки в силу технологических особенностей производства имеет шероховатую поверхность, что в свою очередь, обеспечивает противоскользящий эффект в период зимней эксплуатации.

Вибролитая тротуарная плитка

Вибролитая тротуарная плитка

Вибропрессованная тротуарная плитка «Песчаник»

Вибропрессованная тротуарная плитка с фактурной поверхностью StoneMix

Вибропрессованная тротуарная плитка ClorMix «Клинкер»

– Вибролитая тротуарная плитка вследствие высокого содержания воды в бетонной смеси имеет высокую пористость и, следовательно, низкую плотность и долговечность. В зимний период эксплуатации вследствие частых перепадов температур, что особенно актуально для условий климатического типа Северо-Западного региона, в имеющиеся поры и капилляры попадает вода и своим расклинивающим действием разрушает структуру бетона. Поверхность вибролитой плитки гладкая, глянцевая, что отрицательно сказывается на межсезонной эксплуатации – образование наледи на покрытии, в зимнее время поверхность плитки может напоминать каток.

В таблице ниже представлены сравнительные характеристики бетона изделий, изготовленных по различным технологиям.

*Примечание. Марку бетона по морозостойкости принимают не ниже F200, при этом морозостойкость бетона определяют с насыщением образцов бетона плит перед испытанием 5 % водным раствором хлорида натрия, в соответствии с ГОСТ 10060.0.

Изготовление столешницы

Этот элемент пресса нужно сделать с большой прочностью потому, что он будет испытывать большие нагрузки.

• Размеры стола должны совпадать со столешницей.
• Каркас выполняется из швеллера № 10 или уголка 7см на 7см.
• Заготовки нарезаются, торцуются и свариваются.
• Во время сваривания деталей необходимо следить за их ровностью – в процессе сваривания металлоконструкции могут изгибаться.

Затем вырезается прямоугольник из листа стали толщиной 10 мм, потом накладывается на приготовленную рамку и приваривается. Верхом столешницы служит лист.

Преимущества вибропрессованной плитки

MadbotУчастник FORUMHOUSE

Хочу положить брусчатку под стоянку. Перечитал кучу сайтов и тем. Так и не понял для себя:

1. Вибролитая все-таки менее прочная, чем вибропрессованая?
2. Есть ли у вибролитой какие-то эксплуатационные преимущества? Или только более яркие цвета?
3. Строители говорят, что с вибролитой проще смывать грязь тем же керхером, плюс, мол, много лет у них уже такая лежит и ничего. Но я же вижу, что в городе она часто расколота (хотя и вибропрессованая тоже). В принципе, не сказал бы, что однозначно хочу «глянцевую» поверхность, поэтому, может остановиться на вибропрессованой и не париться? Но для себя хочу разобраться, может, есть у вибролитой какие-то плюсы (помимо внешнего вида, который кому-то нравится).​

Елена Маслова

1) Вибролитая плитка является менее прочной и плотной, чем вибропрессованная, потому что:

• А) в ней нет щебня (основного компонента, отвечающего за прочность и долговечность бетона изделия).
• Б) при ее производстве требуется высокое содержание воды, которая при затвердевании бетонной смеси испаряется и оставляет за собой крупные поры и сообщающиеся капилляры. В период зимней эксплуатации они насыщаются водой атмосферных осадков и солевыми реагентами, вода при замерзании расширяется в объеме и бетон разрушается. В случае вибропрессования образующиеся поры в бетоне являются разрозненными и закрытыми, вода проникнуть в них извне не может.
• В) при технологии вибролитья бетон изделия уплотняется под действием вибрации, при технологии вибропрессования уплотнение происходит одновременно под действием и вибрации и давления пуансона, плотность бетона свежеотформованного изделия существенно выше.

– 2) Только яркие цвета. В общем считается, что вибролитая тротуарная плитка более привлекательна для покупателя за счет многообразия форм и расцветок в полном прокрасе. При предельно допустимой дозировке красителя цветная вибролитая плитка получается более тусклой вследствие высокого водо-цементного отношения при производстве. Поэтому производители добавляют больше пигмента для достижения более ярких и сочных оттенков.

Однако мало кто знает, что высокие дозировки красящего пигмента отрицательно сказываются на прочности готового изделия.

Кроме того, в технологии вибропрессования стал применяться высококачественный гранулированный пигмент, который обладает высокой светостойкостью, абсолютно не выгорает, может использоваться в низких дозировках, при этом получается яркий, красивый продукт.

– 3) Безусловно, с гладкой поверхности грязь смывается гораздо лучше, но керхером можно прекрасно отмыть грязь и с поверхности вибропрессованной плитки. Расколотую вибропрессованную плитку на городских общественных пространствах действительно можно встретить. Связано это с тем, что существует два способа производства вибропрессованной плитки – однослойное прессование и двухслойное. При однослойном способе основные компоненты бетонной смеси – цемент и песок, при двухслойном – основной слой – цемент, песок и щебень, лицевой слой – цемент и песок. Основной слой бетона отвечает за прочность и долговечность всей конструкции, а лицевой слой – за эстетический внешний вид и износостойкость. Это две разные по смыслу конструкции, которые только в единой целостности обеспечивают все предъявляемые требования к бетону.

Двухслойная плитка является более плотной, прочной и морозостойкой, чем однослойная, и тем более чем вибролитая. Обычно однослойная плитка может крошиться в случае несоблюдения технологии производства, однако, бывают и случаи, что лицевой слой двухслойной вибропрессованной плитки может отлетать в процессе эксплуатации. Причина – нарушение технологии изготовления: неправильно подобранная влажность лицевого и основного слоев бетона. Но это редкость, как правило, технология двухслойного вибропрессования предусматривает полную автоматизацию процесса и влияние человеческого фактора в этом случае сводится к минимуму.

Гиперпрессование

Для обеспечения одинаковой прочности ФЭМ по толщине создана технология гиперпрессования. В ней используется два пресса, один давит на пуансон сверху, второй толкает матрицу снизу. Вибратор в данном случае становится лишним, поэтому его исключают из конструкции пресса.

Либо применяется пресс одностороннего действия с высоким усилием сжатия. Этот вариант используется только для ФЭМ малой толщины 4 – 6 см.

Для обеспечения широкого ассортимента брусчатки – гладкая, шершавая, фактурная, серая, цветная, светящаяся могут использоваться гиперпрессы различной конструкции:

• встречное прессование двухстороннее симметричное – шероховатая лицевая поверхность, высокая плотность изделия, окрашивание в массе или только верхнего слоя;

• прессование встречное двухстороннее асимметричное – «плавающий стол»;

• симметричное двухстороннее встречное прессование с вибрацией – гладкая лицевая поверхность, послойное окрашивание, в том числе, люминесцентными, флюоресцентными составами;

• одностороннее прессование нижним цилиндром – высокая точность геометрии, безоблойное производство, максимально возможная производительность;

• одностороннее прессование с фильтрацией – выпуск тротуарной плитки сложной конфигурации, большого размера, малой толщины.

Данный бизнес по умолчанию является высокорентабельным, так как вместо песка наполнителем бетона является отсев, составляющий 85% по массе. На многих производствах отсев является отходами, что позволяет снизить себестоимость. Кроме цемента необходим пигмент для цветной плитки или специальная краска для светящихся элементов мощения.

Для автоматических линий гравитационные бетономешалки не подходят. Вместо них используются бетоносмесители принудительного действия.

В них неподвижным остается барабан, а вращаются лопасти внутри него. Качество смеси выше, чем в гравитационных мешалках, но расход электроэнергии заметно больше, что увеличивает себестоимость производства.

Для мини-заводов становится актуальным дополнительное оборудование следующих типов:

• магазинные подающие устройства для паллет/поддонов;

• штаббеллеры поддонов вертикального типа;

• гидросхваты перекладочые;

• расштаббеллеры поддонов;

• цементный силос;

• автоматический упаковщик поддонов.

На промежуточных этапах используется оборудование для удаления облоя, переворачивания ФЭМ, упаковочные рольганги, силовые шкафы, гидравлические станции, конвейеры, стеллажи, синхронизаторы, частотные преобразователи.

Как водоцементное соотношение влияет на характеристики плитки, способ визуального контроля

SerdocУчастник FORUMHOUSE

По вибропрессованной также как и вибролитой плитке много нюансов: если при производстве вибролитой превысить объем воды, плитка будет разрушаться при соблюдении всех остальных норм. А производство вибропрессованой требует жесткой ЦПС и превышение воды ведет к залипанию в прессе, а более сухая смесь – к разрушению. Плитка из сухой смеси очень сильно впитывает воду и долго сохнет, а при максимально возможном количестве воды, на грани залипания, мало впитывает и быстро сохнет как природный камень. Два эти фактора очень важны и влияют также на сроки эксплуатации и внешний вид, о чем прекрасно известно производителям.

Елена Маслова

Это действительно так. Необходимо правильно подбирать водоцементное отношение при любом способе производства тротуарной плитки. Однако в случае вибропрессования этот нюанс лимитирован, процесс производства автоматизирован, любой смеситель оборудован датчиками влажности, дозировка расхода воды регулируется гигрометром. В случае вибропрессования необходимо получать максимально возможную влажность бетонной смеси, которая оценивается по критерию образования «рисок», «протяжек» по боковым поверхностям изделия визуально.

На фото слева – плитка с оптимальной влажностью, справа – из сухой смеси

Работа вибропропресса

Для запуска станка достаточно выполнить цикл нескольких несложных действий. Непосредственно технология получения плитки этим методом простая:

1. Смазать матрицу маслом.
2. Внутрь формы залить бетонную смесь. Поставить матрицу на столешницу, добиваясь полного совпадения с пуансоном.
3. Рычагом обеспечить прессовку смеси, включив на некоторое время механизм вибрации.
4. Изделие вынуть из формы, отправить на сушку.

Чтобы определить необходимый тротуарной плитке состав смеси, учитывают желаемые ее характеристики. Традиционно компонентами являются цемент с песком, отсев щебня, разведенный водой пигмент. Когда удалось изготовить самостоятельно вибропресс — сам производственный процесс уже намного проще. Необходимо только скрупулезно соблюдать рецептурный состав используемых ингредиентов для приготовления смеси.

Вывод

Вибропрессованная тротуарная плитка – универсальный, максимально прочный и долговечный материал. И если в начале развития технологии выбор форм и цветов был ограничен, сегодня вибропресс по декоративности ни в чем не уступает литью. Естественно, если говорить о качественной заводской продукции. Вкупе с соблюдением технологии мощения, привязанной к типу грунта и уровню грунтовых вод, финишный слой из вибропрессованной плитки, это «уложил и забыл» пока не надоест.

Подробнее о технологии мощения для разных условий можно прочитать в одном из предыдущих материалов. Для тех, у кого остро стоит вопрос морозного пучения – о бюджетных и надежных дорожках для глинистых почв и высокого УГВ. В видео – правила укладки тротуарной плитки от специалиста.

Подписывайтесь на наш Telegram канал Эксклюзивные посты каждую неделю

Комлектующие для вибропресса

Чтобы создать вибропресс, нужно представлять, как он работает (можно посмотреть работу заводского станка), принцип такой же.

Основные составляющие станка:

• Плита;
• Столешница;
• Пресс;
• Вибромеханизм.

Перед началом изготовления важно сделать чертежи деталей. В интернете можно найти несколько вариантов станка. Выбирать стоит по наличию комплектующих.

Есть варианты более простых вибропрессов, а есть посложнее и помощнее. Для расчета размеров станка нужно определиться с размером плитки и количеством матриц. Нет смысла создавать устройство для одной формы.

Итоги

Плитка, спрессованная на вибропрессе, характеризуется отличными эксплуатационными качествами: она превосходно переносит сильные механические повреждения, отличается высокой устойчивостью к осадкам и действию химических веществ. Что касается промышленных масштабов производства, то ее изготовление имеет высокий уровень релевантности, который имеет такую же доходность, как и добыча золота в мире на перспективных рудниках. Сроки окупаемости бизнеса по изготовлению этого строительного материала составляют 2-3 года.

Электродвигатель вибропресса

Для функционирования самодельного вибропресса необходим электромотор. Двигатель стоит подбирать мощнее. Рекомендуется использовать ВИ99/E. Можно использовать любой электродвигатель, соединив его посредством ремня с эксцентриком.

В зависимости от типа, двигатель крепят снизу на столешнице или на рабочем столе. Крепится электромотор с помощью болтов. Чтобы от вибрации гайки не раскручивались, используются граверные шайбы.

Как правильно собрать вибростол

1. Перед сборкой металлические части желательно обработать антикоррозионным раствором, упреждающим появление ржавчины. Например, грунтовкой ГФ-021 ЛАКРА (125 руб/кг) или эмаль-краской «Спецназ грунт-эмаль по ржавчине» (383 руб/0,8 кг). Для металла, который уже тронут коррозией, нужно использовать специальные грунтовки, такие как грунтовка ЭП-0180 (188 руб/кг).
2. Составляющие части вибростола соединяются сварным швом. Выбор жесткого крепления обусловлен тем, что болты при вибрации могут расшататься и снизить жесткость опоры. Если нужно сделать разборную конструкцию применяются болты, которые нужно периодически подтягивать.
3. Мотор, приводящий в движение вибростол, не должен касаться земли. После его установки, целесообразно произвести пробный запуск оборудования для того, чтобы проверить амплитуду колебания, устойчивость конструкции и жесткость пружин.
4. Длина ножек опоры должна быть одинаковой. Кроме того, место установки стола должно быть ровным, чтобы не создавать перекоса при установке вибростола. Стол разумно закрепить неподвижно на основании. Или с помощью бетонного раствора или с помощью анкеров.

Крепление столешницы на столе

Одним из способов крепления столешницы является установка ее на пружины. Достаточно установить шесть пружин длиной около 12 см и диаметром 6 см, имеющих большую жесткость.

Для пружин из трубы вырезают стаканы. Диаметры трубы и пружины должны совпадать. Пружина плотно должна сидеть в стакане на одну третью своей длины. Стаканы приваривают к столу и к столешнице, точно разметив точки их расположения.