Прямое безобжиговое прессование

Прямое безобжиговое прессование кирпичей, плиток и стройблоков — экологически абсолютно чистое производство. Таким путем можно полу­чить строительные материалы различных назначе­ний: стройблок, кирпич, дорожный камень (брус­чатку), черепицу, облицовочную и тротуарную плитку. Качество изделий зависит только от каче­ства изготовления пуансона и матрицы: поверх­ность может получаться глянцевая, прочность — в зависимости от количества и качества связующе­го, вводимого в смесь,— до 600 кГ/см².

Получение материалов с более высокой проч­ностью здесь не рассматривается ввиду их неэко­номичности и сложности технологии производ­ства. При строительстве одно-двухэтажных зданий и сооружений вполне достаточно прочности кир­пича марки МЗО. Расчеты показывают, что марка М20 должна держать на себе столб кладки (теоре­тически) до 80 м высоты, но с учетом неоднородно­сти прочности кладки, устойчивости и запаса прочности, принято вполне безопасным строи­тельство зданий до двух этажей при кладке стен толщиной 45 см. При строительстве, трехэтажных зданий необходимо увеличить толщину стен пер­вого этажа до 66 см.

Условием прямого безобжигового прессова­ния строительных изделий является минимальное количество влаги и большое предварительное об­жатие.

Полная естественная сушка заканчивается че­рез неделю. При минимально необходимом ко­личестве влаги в смеси, с использованием свя­зующего цемента и предварительном обжатии до 5 кГ/см², готовые изделия имеют способность к са­мопрогреванию, в результате чего сушка прохо­дит более интенсивно, и уже через сутки изделие созревает для использования его в кладке.

Расход вяжущих материалов (цемент, известь) при получении строительных материалов мето­дом прямого прессования полусухой смеси вдвое

ниже, чем при вибрационной формовке, а в боль­шинстве случаев можно обойтись и без них. (При вибрационной формовке бетонная смесь должна иметь достаточное количество воды, иначе будет недостаточной ее подвижность. Однако излишнее количество воды уменьшает конечную прочность изделий.)

Известны два вида блоков с использованием в качестве связующего цемента:

1. Бетонные изделия. Их можно изготовить по самому экономному (о отношении цемента) ре­цепту для прямого прессования по рекомендации фирмы «Интерблок», завоевавшей популярность своей «сухой кладкой». Для этого надо смешать 10 частей мелкого щебня, 6 частей песка и 1 часть це­мента М400. Такие изделия будут готовы к укладке через сутки сушки при плюсовой температуре. Прочность — 30 кГ/см². Их можно использовать в нулевом цикле: для фундамента, цокольной части, мощения дорог, изготовления бордюров и т. п.

2. Цементно-песчаная плитка (блок). Ее можно изготовить, смешав 10 частей песка, 1 —3 части цемента. Количество цемента (он берется марки' М300 — М400) зависит только от необходимой ко­нечной прочности и его марки. Для изготовления защитного слоя желательно придерживаться соот­ношения 10:2.

Бесцементные грунтовые блоки (терраблоки). Их делают из грунтов с содержанием глины в них не более 10 — 15%. Непригодны для изготовления терраблоков— растительный слой и заиленное грунты. При использовании тощих (с незначитель­ным содержанием глины) грунтов в них добав­ляют глину. Приготовленная смесь должна иметь такую влажность, чтоб сжатая в кулаке горсть смеси схватывалась в комок, но не пачкала рук. При использовании жирных (с большим содержа­нием глины) грунтов в них добавляют песок, золу, шлак.

Пригодность применяемого грунта опреде­ляют по-разному. Если, например, откосы и стенки канав или глубокие колеи на грунтовых дорогах, не обросшие травой, не осыпаются, такой грунт пригоден для возведения стен или изготовления стеновых блоков. Если пешеходные дороги не раз­мываются дождем или комья земли не распада­ются на лопате, это свидетельствует о пригодности грунта.

Грунт можно испытывать и так. Берут ведро без дна, ставят на ровный пол или ровную прочную подкладку. В ведро насыпают грунт слоями по 10 — 12 см, причем каждый слой трамбуют до тех пор, пока трамбовка не станет отскакивать. Напол­нив таким образом ведро грунтом, его поднимают и опрокидывают на ровную доску. Полученный ко­нус предохраняют от дождя, ветра и солнца в тече­ние 8 — 12 суток. Если после этого конус, падая с метровой высоты, не разобьется, это свидетель­ствует о высоком качестве грунта. Образование трещин говорит о том, что грунт жирный. Если блок рассыпается — грунт тощий.

Не волнуйтесь — все легко корректируется. К жирному грунту добавляют тощий или песок, зо­лу, шлак, костру, соломенную сечку, стружку, ка­мышовую мелочь. К тощему грунту добавляют глину. Небольшое количество мелких камней, щебня и органических примесей (до 30%) не сни­жает качества блоков. Для облегчения грунта и снижения его теплопроводности можно добав­лять утеплитель — волокнистые добавки. Количе­ство утеплителя зависит от содержания глинистых частиц в грунте (см. таблицу).

Глина %	Утеплитель, кг на 1 м3 грунта
Соломенная резка	Половая	Костра	Хвоя
10-15 15-20 10-30	до 4 5-8 8-10	до 3 3-5 5-8	до 3 3-5 5-8	до 6 6-10 10-15

Можно применять и лессовидные грунты, но обязательно добавляя в них до 40% мелкого шлака или до 15% извести-пушонки (следует учи­тывать, что при добавлении извести первоначаль­ная прочность материала через 20 — 30 лет повы­шается с 15 до 100 — 120 кГ/см²).

Термоблоки, изготовляемые по вышеуказан­ным рекомендациям, должны пройти естествен­ную сушку. Через две недели такой сушки их проч­ность будет более 15 —20 кГ/см², но останется чув­ствительность к воздействию влаги. Такие блоки лучше использовать в перегородках.

Для повышения прочности и влагостойкости в сырьевую смесь можно вводить добавки: 3 — 8% низкомарочного цемента или 15— 20% извести-пушонки, или 70 —90% кГ/м³ торфяной крошки на 1 м³ грунта. Торфяная крошка увеличивает влаго­стойкость в 10 раз, при этом прочность блоков не уменьшается.

Добавка цемента в смесь может дать прирост прочности сразу в три раза. При добавлении це­ментов грунтомассу необходимо использовать не позднее чем через час после ее приготовления.

Самые лучшие результаты (в экономии вяжущих материалов) при использовании прямого прессования дают добавки в сырьевую смесь цемента низкомарочного 2— 4% или извести 5-7%. Следует иметь в виду, что использование низкомарочного цемента при прибавлении смесей более оправдано по экономическим и технологическим соображениям.

При использовании цемента марки М300 и выше желательно понизить его марку до М150 и ниже путем разбавления его со шлаковой пылью, печной золой или песком при равномерном распределении его в смеси. Шлаковую пыль лучше брать от электрофильтров – она обладает малыми связывающими свойствами и может вполне заменить цемент; при этом достаточно разбавлять его в 2-3 раза больше, чем низкомарочного цемента.

Наличие воды. При технологии прямого прессования приготовленная смесь должна иметь влажность 6-8%, несмотря на ее состав (сжатый комок в кулаке не пачкается и не рассыпается). При большой влажности смесь смешивается с более сухой такого же состава, с последующим перемешиванием до однородного состояния. Вода не добавляется: влаги достаточно в глине и грунте.

Саманные блоки.Их готовят аналогично грунтовым и можно использовать все рекомендации, связанные с изготовлением термоблоков, особенно по применению добавок цемента или извести. Отличие от термоблоков только по составу исходной смеси.

Саман готовят из глины, песка с примесью волокнистых добавок (соломенной сечки, костры, мха, стружки, камышовой мелочи и др. ). Состав самана зависит от жирной глины: на 1-2 части очень жирной глины - 1 часть песка и 11-14 кг волокнистых добавок. Корректировку жирности можно производить и за счет изменения количества песка.

Для приготовления самана сначала смешивают глину с песком до получения однородной массы. Соломенную сечку предварительно смачивают водой. Добавляя ее в массу, все тщательно перемешивают. Качество глины повышается, если ее заготовить осенью и уложить на открытом месте валом высотой до 1 м. Напитавшись водой осенью, глина зимой промерзает, вспучивается и разрыхляется. Свежевскрытая глина обладает тоже хорошими качествами. Чтобы глина, заготовленная впрок, не усыхала, ее лучше покрыть камышовыми или иными матами или соломкой, изредка поливая маты водой.

«Саман-сэндвич» и «терра-сэндвич». Они отли­чаются от обычных блоков тем, что имеют защит­ный облицовочный слой большей механической прочности и влагостойкости, чем основной. За­щитный слой с добавками красящих наполните­лей может иметь также высокие декоративные ка­чества: можно получать блоки с защитным слоем всех необходимых цветов. На защитный слой можно наносить и орнаменты печатной техноло­гией. Кладка из цветных блоков и блоков с печат­ными орнаментами создает неповторимый коло­рит постройки.

Оборудование для прямого прессования — мини-пресс (рис. 1). Основные узлы его: М — ма­трица — неподвижная деталь; представляет собой металлический короб без дна и крышки; П — пуансон— подвижное дно формы; перемеще­нием пуансона вверх или вниз управляет опера­тор; пуансон передает усилие обжатия на смесь; К — крышка съемная; прикрывая матрицу сверху, она может фиксироваться защелками.

На рис. 1 показана последовательность операций формовки блоков «саман-сэндвич» и «терра-сэндвич

В исходном положении матрица открыта (крышка снята), а пуансон находится в крайнем нижнем положении.

Производится укладка штампа-печати (размещение печати см. на рис. 2,а), который изготавли­вается из листовой резины необходимой толщины (3 — 5 мм); примерные виды рисунка штампа при­ведены на рис. 3.

Закладывается цементно-песчаная или известково-песчаная смесь защитного слоя объемом до 2,0 л и разравнивается деревянной лопаточкой равномерно толщиной слоя 1,5 — 2,0 см по всему дну и несколько больше в углы (рис. 2,6).

На образованный слой укладывается основная масса (грунтовая или саманная), уминаемая по всей площади и особо тщательно в углах (рис. 2,в). После заполнения объема матрицы закрывают крышку, которая фиксируется с помощью заще­лок (рис. 2,г).

Производится подъем пуансона до верхнего его положения (рис. 2,д). Смесь сжимается при этом до предельного давления (до максимально развиваемого прессом усилия).

Пуансон немного опускается (рис. 2,е). Крышку расфиксируют и снимают.

Пуансон поднимается до самого верхнего по­ложения (рис. 2,ж). При этом поднимается наверх готовый, отформованный облицовочный или сте­новой блок.

Готовый блок, лежащий на пуансоне, охваты­вается, а затем стягивается правой и левой при­жимными пластинами П1 и П2 (рис. 2,з и 4,а). поддона для съема и переноски плитки, которые сжимают рукой (кисть охватывает детали ПЗ и П4 поддона). В таком виде блок может переноситься на большие расстояния к месту сушки, складиро­вания или кладки. Поддон освобождает готовый блок, если развести прижимные пластины (если потянуть деталь П4 от детали ПЗ поддона).

Резиновые штампы-печати (см. рис. 3), если нужно сделать большую серию однотипных бло­ков, можно приклеивать к пуансону клеем «Момент» или ему подобным. Если штамп представ­ляет собой сложный рисунок с маленькими деталями, эти детали приклеивают на целый лист по размерам пуансона. Для облегчения съема гото­вого изделия контуры резиновых деталей штампа должны иметь уклоны (края резиновых деталей вырезаются с уклонами). Смазка штампов не требуется. Если резиновые штампы (печати) прили­пают к изделию, это свидетельствует о том, что ис­ходное сырье имеет повышенную влажность.

При изготовлении простых блоков операции а и б (см. рис. 4) могут отсутствовать.

При изготовлении более тонких изделий типа черепицы на пуансон предварительно уклады­вают вкладыш со штампом-печатью необходимой толщины (брусок размерами 200x400x90 мм). Ни крышке крепят обратный штамп-печать. Изделие вынимают со вкладышем, с ним переносят, и по­сле укладки на «созревание» вкладыш может снова многократно использоваться.

Улучшение декоративности защитного слоя. Облицовку блоков можно производить непосред­ственно при формовке блоков облицовочной ке­рамической и глазурованной плиткой или ее ку­сочками, кусочками стекла, мрамора, гранита, ме­талла или пластмассы. Для прочной связи моза­ики с основным слоем используют цементно-песчаную смесь как промежуточный слой или в каче­стве основной массы.

Цветные защитные слои лучше всего делать на основе цветных цементов или с добавлением красящих веществ, не подверженных вымыванию водой и выцветанию на солнце. Известково-песчаную смесь следует использовать без красителей, поскольку известь, как правило, разлагает кра­сители.

Получение углового блока (с двумя защит­ными сторонами, предназначенного для кладки углов, оконных и дверных проемов). После укладки защитного слоя на плоскости пуансона к боковой стенке матрицы прижимают (рукой) ко­роб-противень (рис. 4,6) с защитной смесью, а по­сле укладки основной грунтовой смеси и ее уплот­нения короб-противень вынимают и устанавли­вают крышку. Операции 2,и и 2,к включаются между 2,6 и 2,в (см. рис. 2).

Предлагаемая технология изготовления бло­ков и плиток очень гибка и открывает большие возможности творчества при их изготовлении Она позволяет получить большое разнообразно оформления здания снаружи и внутри, причем самымидешевыми средствами.

Производство кирпичей и блоков методом экструзии (продавливания)

Продавливание (экструзия) – способ получения кирпичей и блоков продавливанием массы через часть пресса – экструзионную решетку.

Состав смесей, которые можно использовать для получения кирпичей и блоков путем экструзии, такие же как и при методе прямого прессования, но лучше отработать их практически с учетом свойств местных природных материалов. Размеры добавок (щебенчатые или волокнистые) могут влиять только на качество среза при отрезке готового изделия в размер. (Желательно, чтобы они были менее 8 мм). При производстве пустотных кирпичей можно использовать вместо мелкого щебня просев (размером до 5 мм). При продавливании (экструзии) пресс прямого прессования используется как питатель. Своим пуансоном он забирает приготовленную смесь из бункера и продавливает ее через экструзионную решетку, образованную корпусом экструдера сна­ружи и пустотообразователями внутри. При про­хождении пустотообразователя смесь уплотняет­ся по сечению и выдавливается в виде бруса сече­нием 120x250 мм (для кирпича) или 200x200 мм (для блоков) на стол готовой продукции.

Отделение куска бруса необходимых разме­ров (для кирпича —90 мм, а для блоков —400 мм) производится отрезным устройством. Размеры отрезанных частей можно изменять в любых же­лаемых пределах. Чем мельче исходные матери­алы (щебень, органические добавки), тем ровнее край среза.

При использовании в качестве замков при кладке пазогребнеобразователей можно полу­чать блоки, которыми можно производить кладку без применения растворов, так называемую «су­хую» кладку (рис. 5), или при помощи «клеев» — растворов с соотношением «цемент: песок» — 1:2, сметанообразного состояния, которые наносят шпателем слоем толщиной 1—2 мм или обмакиванием.

Поскольку основные размеры блоков доста­точно строго выдерживают, то метод кладки из пазогребневых блоков может быстро освоить любой неспециалист-каменщик (правильному располо­жению блоков относительно друг друга способ­ствует замок «паз-гребень»). Пример такой сухой кладки показан на рис. 5.

Еще одно преимущество пресса — это возмож­ность использовать его как мялку-смеситель. По­скольку исходная глина может иметь большие кус­ки, их можно разбить на более мелкие, однако" для получения однородного состава смеси ее необхо­димо промять (как мучное тесто). Такого же эффекта можно достичь, если на выход экстру­дера надеть решетку (см. рис. 20) из Ст. 3, лист 8 мм с отверстиями 0 8 мм по всему сечению (как у мясорубки) и пропустить через нее куски глины (причем можно сразу вводить добавки: песок, глину).