Маркировка, упаковка, условия поставки, транспортирования и хранения керамических изделий

Керамические материалы и изделия маркируются путем нанесения на тыльную сторону штампа несмываемой краской или оттиском при формовании с указанием наименования завода изготовителя и номера ГОСТа.

Санитарно-технические изделия, облицовочные плитки упаковывают по типам, размерам и сортам в ящики или решетки, а некоторые обертывают в бумагу и связывают в пачки шпагатом: фасадные плитки – по 10 шт., плитки для полов по 20 шт. глазурованные облицовочные плитки упаковывают в ящики-решетки, вес ящика не должен превышать 32 кг.

Крупные материалы (кирпич, камни) хранят на открытой площадке в штабелях и клетках. Кирпич укладывают в клетки по 250 шт. на ложковые стороны. Черепицу укладывают в деревянную тару на ребро по длине и хранят в закрытых помещениях.

Керамические трубы на складе готовой продукции укладывают горизонтальными рядами в штабеля, высотою не более 1,5 м, раздельно по диаметрам.

Керамические материалы и изделия транспортируют, как правило, на автомашинах или открытых вагонах. Для перевозки кирпича применяют поддоны. Другие материалы и изделия при перевозке укладывают на ребро, прокладывая ряды по высоте древесной стружкой. При этом они должны быть защищены от действия атмосферных осадков. При погрузке и разгрузке не допускается сбрасывания материалов и изделий.

 

4. Стекло и его важнейшие потребительские свойства. Основы технологии стекла и изделий на его основе. Общая характеристика ассортимента изделий из стекла. Классификация строительных изделий из стекла, требования к ка­честву согласно стандартам. Контроль качества, условия поставки, транспортирования и хранения изделий из стекла.

Стекло и его важнейшие потребительские свойства

Стекло - твердый аморфный прозрачный в той или иной области оптического диапазона (в зависимости от состава) материал, полученный при переохлаждении расплава, содержащего стеклообразующие компоненты (оксиды Si, B, Al, P и т. д.) и оксиды металлов (Li, K, Mg, Pb и т. д.).

Изделия из стекла характеризуются высокой механической прочностью и твердостью, химической стойкостью, водо- и газонепроницаемостью, отличными оптическими свойствами.

Эти свойства обусловливают высокую долговечность стеклянных изделий в строительных конструкциях. Вместе с тем существенным недостатком изделий из стекла является их повышенная хрупкость, сложность механической обработки и опасность порезов и травм осколками стекла.

Хотя стеклянные изделия, как и керамические, являются одними из древних искусственных материалов, технология стекла в последнее время бурно развивается в направлении создания так называемых ситаллов, а также стекловолоконной оптики.

Основы технологии стекла и изделий на его основе

Технология стекла – наука и практика о сово­купности технологических методов и последовательности выполнения процессов изготовления стекла и изделий на его основе.

 

Сырьевые материалы, используемые для производства стеклянных изделий, подразделяют на главные и вспомогательные.

Главные сырьевые материалы – это основные компоненты стекла: кремнезем (оксид кремния), глинозем (оксид алюминия), а также оксиды натрия, калия, кальция, магния и др. Главные сырьевые компоненты предопределяют потребительские свойства стекла и вводятся в стекломассу главным образом в виде природных соединений. В частности, кремнезем, являющийся основным стеклообразующим компонентом, вводится в стекломассу в виде специально подготовленного кварцевого песка.

Вспомогательные сырьевые материалы вводятся в стекломассу для придания стеклу особых свойств или улучшения технологии его производства. Вспомогательные сырьевые материалы по своему назначению подразделяют на следующие группы:

ускорители варки стекла – для снижения температуры процесса и увеличения скорости образования стекломассы (фтористые соединения),

осветлители – для освобождения стекломассы от газовых пузырей (хлористый натрий, селитра и др.),

обесцвечиватели – для предотвращения окрашивания стекла (селитра, сульфат натрия и др.),

глушители – для получения непрозрачного стекла (соединения фтора и фосфора),

красители – для окрашивания стекла в различные оттенки (соединения кобальта, хрома, марганца, урана, железа, серебра).

Кроме того, в состав шихты вводят также стеклобой.

Вне зависимости от вида и назначения стеклянных изделий в технологии стекла выделяют следующие основные стадии:

· подготовка сырьевых материалов;

· приготовление стекольной шихты;

· варка стекла;

· формообразование (выработка стекла);

· термическая обработка.

Подготовка сырьевых материалов включает в себя следующие основные процессы: предварительное дробление, сушку, тонкое измельчение, классификацию по размерам частиц. Таким образом, на данной стадии используются преимущественно механические и тепловые процессы (см. разделы 4.2.1, 4.2.3).

Приготовление стекольной шихты включает в себя следующие основные процессы: дозирование исходных материалов, их тщательное перемешивание для получения однородной смеси исходных компонентов – шихты, брикетирование и гранулирование шихты. Благодаря этим процессам устраняется пыление и расслаивание шихты, ускоряется процесс варки стекла. Таким образом, на данной стадии используются преимущественно механические процессы (см. разделы 4.2.1).

Варка стекла (стекловарение) – основная и самая сложная стадия в производстве стекла, по своей сущности – это совокупность высокотемпературных химических процессов (см. раздел 4.3). Процесс варки стекломассы условно подразделяют на следующие этапы: силикатообразование, стеклообразование, гомогенизация, студка.

В ходе силикатообразования (при температуре около 400⁰С) начинаются химические реакции в твердой фазе с образованием плотного монолитного спёка.

При дальнейшем подъеме температуры (до 1000⁰С) силикаты расплавляются, начинается стадия стеклообразования, в ходе которой образуется неоднородный, приобретающий прозрачность расплав исходных компонентов и продуктов их химического взаимодействия, а также выделяются газообразные продукты реакции, удаляемые из расплава. Удаление газовых пузырьков ускоряется путем введения осветлителей, перемешивания стекломассы, воздействия ультразвука.

На стадии гомогенизации (1400-1600⁰С) обеспечивается химическая однородность стекломассы, получается стекло требуемого состава и свойств.

Студка представляет собой процесс охлаждения стекломассы до температур, при которых она имеет вязкость, оптимальную с точки зрения выбранного способа выработки изделий из стекла.

Варка стекла осуществляется в специальных стекловаренных печах периодического или непрерывного действия. Производительность современных стекловаренных печей может доходить до 600 т стекломассы в сутки, а их размеры – до 70 м длины, 10 м ширины и 1,5 м глубины. В качестве топлива в абсолютном большинстве случаев используется природный газ, подаваемый в пространство печи через специальные грелки.

Охлажденная до необходимой температуры выработки стекломасса поступает на стадию формования изделий. В зависимости от вида получаемой продукции в настоящее время используют следующие способы выработки стекла:

- вытягивание и прокат - например, производство листового стекла;

- прессование – например, производство сплошных изделий в заранее подготовленных пресс-формах;

- литье - например, производство полых изделий в литейных формах;

- выдувание – когда изделию форма придается с помощью сжатого воздуха;

- сварка – когда изделие состоит из двух и более деталей;

Кроме того, возможно комбинирование вышеперечисленных способов.

В последнее время для производства полированного листового стекла используют так называемый флоат-процесс, когда гладкая лицевая поверхность стекла формируется на поверхности расплавленного олова.

Таким образом, при формовании изделий из стекла используют сочетание механических и температурных воздействий с целью получения требуемой формы и размеров.

Термическая обработка является заключительной стадией в производстве изделий из стекла. В большинстве случаев стеклянные изделия подвергают отжигу – нагреву до температуры, которая на 20⁰С ниже температуры размягчения стекла (400-600⁰С) и последующему медленному охлаждению. Отжиг снимает внутренние напряжения, возникшие в выработанном изделии из-за неравномерности охлаждения его наружных и внутренних слоев, и тем самым уменьшает вероятность разрушения изделия под действием незначительных механических нагрузок.

В целом, процесс производства стеклянных изделий условно может быть представлен в виде блок-схемы (рис.2).

Основными направлениями развития технологии стекла являются следующие:

- улучшение технологии производства стеклянных изделий за счет совершенствования процессов подготовки сырьевых материалов и приготовления стекольной шихты, варки стекла, разработки эффективных методов формования, использования малоотходных и энергосберегающих процессов (революционное развитие технологии);

- увеличение единичных мощностей стекловаренных печей и создание непрерывных технологических линий по производству стеклянных изделий (эволюционное развитие технологии);

- повышение уровня механизации и автоматизации трудоемких стадий производства стеклянных изделий, особенно на стадиях формования и окончательной обработки готовых стеклянных изделий (рационалистическое развитие технологии).

Рис. 2. Принципиальная схема производства стеклянных изделий:

 

Общая характеристика ассортимента изделий из стекла

Главным классификационным признаком изделий из стекла является их назначение. По данному признаку стеклянные изделия подразделяют на следующие группы:

- бытовое стекло (посуда, художественные изделия, имитации под драгоценные камни в бижутерии, хрусталь, стеклотара и др.);

- техническое стекло (изоляторы, стеклоткань, триплекс, сталинит, оптическое стекло и др.);

- строительное стекло.

В свою очередь, строительное стекло подразделяется на следующие основные подгруппы:

- изделия и материалы для заполнения проемов зданий и сооружений (листовое стекло – оконное, витринное, армированное, узорчатое, увиолевое и др.; стеклопакеты);

- материалы и изделия для строительных конструкций (стекло профильное, стеклоблоки и др.);

- облицовочные и отделочные материалы (плитки стеклянные облицовочные, коврово-мозаичные, марблит, стемалит, смальта)

- теплоизоляционные материалы (пеностекло, стекловолокно, стекловата и др.).

УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ СТЕКЛА

Листовое стекло упаковывают в деревянные ящики. В каждый ящик укладывают стекло стопками одного ряда, размера и сорта. Торцы стекол при укладке выравнивают. Просветы между стопками стекла, а также между стеклом и стенками, дном и крышкой ящика плотно заполняются древесной стружкой. При упаковке стекла в решетчатые ящики вместо стружки применяют амортизаторы из гофрированного картона. В зависимости от типа ящика, толщины стекла и его назначения в ящик упаковывают от 6 до 25 м² оконного стекла. В каждый ящик со стеклом вкладывают ярлык с указанием номера упаковщика и даты упаковки. На головках и боковых стенках ящиков должны быть нанесены установленные стандартом надписи.

Ящики со стеклом перевозят в контейнерах, железнодорожных вагонах и крытых автомашинах. При транспортировании ящики должны быть установлены торцами по направлению движения транспорта. В вагонах и других видах транспорта ящики должны быть закреплены (расшиты) так, чтобы была исключена возможность их передвижения и качания.

Стеклопрофилит, штучные изделия из стекла упаковывают и перевозят в деревянной таре или без нее. Более совершенна перевозка элементов профильного стекла в контейнерах. Контейнер представляет собой металлический ящик с амортизирующими прокладками на внутренней стороне. В контейнер необходимо загружать элементы стекла одной нормальной длины и укладывать их вплотную к неподвижным торцевой и боковой стенкам. Между рядами профильного стекла помещают упругие прокладки. Ряды стекла зажимают сбоку и с торца винтовыми прижимами. Контейнер рассчитан на перевозку элементов длиной до 5,5 м. вместимость его составляет 230 пог.м коробчатого профильного стекла или 520 пог.м швеллерного стекла.

При хранении, транспортировании, погрузке и выгрузке строительного стекла должны быть приняты меры, обеспечивающие сохранность стекла, а также защиту его от атмосферных осадков и увлажнения, которое может привести к выщелачиванию и порче стекла. Интенсивность процесса разрушения стекла в значительной степени зависит от температуры. Комбинированное действие влаги, атмосферы, осадков и солнечного тепла резко ускоряют процесс выщелачивания. Уже после 15-дневного хранения стекла под открытым небом (в условиях чередующихся ясных и дождливых дней) появляются заметные признаки выщелачивания. В связи с этим упакованное строительное стекло следует хранить независимо от времени года в закрытых, относительно сухих помещений.

5. Основы технологии бетона и железобетона. Классификация минеральных вяжущих материалов. Портландцемент, его разновидности и важнейшие потребительские свойства. Классификация бетонов и железобетонных изделий, области применения, требования к качеству согласно стандартам. Общая характеристика ассортимента железобетонных изделий. Контроль качества, маркировка, упаковка, поставка, транс­портирование и хранение минеральных вяжущих ма­териалов и изделий на их основе.

Бетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения смеси, состоящей из вяжущего вещества, заполнителей, специальных добавок и воды.

Железобетон – строительный материал, в котором соединены в монолитное целое затвердевший бетон и стальная арматура.

Бетонные и железобетонные изделия характеризуются достаточно высокой прочностью, которая зависит от вида используемого вяжущего вещества, заполнителя, добавок, качества используемой воды, степени уплотнения бетонной смеси, условий твердения.

Более высокая прочность железобетонных изделий обусловливается тем, что бетон при затвердевании прочно сцепляется со стальной арматурой, и под действием внешних сил оба материала работают совместно благодаря тому, что имеют близкие по значению коэффициенты температурного расширения в интервале температур до 100⁰С. При этом бетон воспринимает сжимающие усилия, а арматура – растягивающие.

Бетонные и железобетонные изделия отличаются также достаточно высокой морозостойкостью, сравнительно высокой водонепроницаемостью, огнестойкостью и долговечностью.

Пористость бетона может регулироваться благодаря использованию различных заполнителей, а также специальных добавок – порообразователей (пенно- и газообразующие добавки). Очевидно, что с пористостью непосредственно связаны плотность и теплопроводность бетона.

К недостаткам изделий из бетона и железобетона относят большую плотность (конструкции получаются достаточно массивными), повышенную по сравнению с другими строительными материалами теплопроводность и звукопроводность.

Тем не менее, бетон и железобетон достаточно технологичны, что обусловливает достаточно широкое применение этих материалов и изделий на их основе в строительном производстве. Основным показателем качества бетона является прочность при сжатии, по которой устанавливается марка бетона.

Бетон и железобетон являются сравнительно новыми строительными материалами, поэтому технология бетона и железобетона в последнее время бурно развивается в направлении создания бетонополимерных композиций (см. подробнее главу 15.1), а также предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Главными классификационными признаками строительных бетонов являются: назначение, вид вяжущего, плотность, размеры заполнителя, структура.

По назначению бетоны подразделяются на конструкционные (используемые при приготовлении строительных изделий и конструкций, работающих в обычных условиях) и специальные (гидротехнический, теплоизоляционный, жаростойкий, кислотоупорный, дорожный, декоративный и др.).

По виду вяжущего вещества бетоны могут быть цементными, известковыми (силикатные), гипсовыми, полимерными и др..

По плотности бетоны подразделяют на особо тяжелые (плотность более 2500 кг/м³), тяжелые (плотность 1800-2500 кг/м³), легкие (плотность 500-1800 кг/м³) и особо легкие (плотность менее 500 кг/м³).

По размерам заполнителя бетоны бывают крупнозернистые (размер частиц заполнителя свыше 10 мм) и мелкозернистые (размер частиц заполнителя менее 10 мм).

По структуре бетоны подразделяют на плотные, пористые, ячеистые.

Главными классификационными признаками железобетонных изделий являются: вид армирования, внутреннее строение, плотность, назначение, конструктивные особенности.

По виду армирования железобетонные изделия подразделяются на изделия с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой (предварительно напряженный железобетон). В предварительно напряженном железобетоне повышается трещиноустойчивость, сопротивление динамическим нагрузкам, долговечность, создается возможность снижения массы железобетонных конструкций.

По внутреннему строению железобетонные изделия могут быть сплошными и пустотелыми, однослойными и многослойными (для каждого слоя используются разные виды бетона).

По плотности железобетонные изделия подразделяются аналогично бетонным.

По назначению железобетонные изделия делятся на изделия для зданий (жилых, общественных, промышленных) и изделия для сооружений (транспортного, гидротехнического, энергетического и других видов строительства).

В номенклатуру изделий для зданий входят элементы фундаментов, стеновые панели и блоки, междуэтажные перекрытия, колонны, лестницы, фермы и др.

В номенклатуру изделий для сооружений входят сваи, шпалы, пролетные строения, плиты, столбы, опоры линий электропередач, мостов и др.

По конструктивным особенностям железобетонные изделия бывают следующих видов: монолитные, сборные, сборно-монолитные.

Монолитные железобетонные конструкции получают непосредственно на строительной площадке с выполнением операций по установке опалубки, монтажу арматурных каркасов и укладке бетонной смеси. После приобретения бетоном достаточной прочности (не менее чем через неделю), опалубку разбирают и в случае необходимости наращивают.

Сборные железобетонные конструкции изготавливают на специализированных заводах, затем из них на строительной площадке монтируют здания или сооружения.

Сборно-монолитные конструкции представляют собой сочетание первых двух видов изделий. Их используют главным образом при возведении массивных конструкций или индивидуализации строительных конструкций, выполненных из типовых стандартизированных элементов.

Как отмечалось ранее, основными сырьевыми материалами для изготовления железобетонных изделий являются: вяжущее вещество, заполнители, специальные добавки, арматура и вода.

В качестве вяжущих материалов наиболее широко используют портландцемент, известь, гипс. Вяжущее вещество предопределяет в первую очередь прочностные свойства изделия.

Минеральными вяжущими материалами называют порошкообразные вещества, образующие при смешивании с водой (а в отдельных случаях – с растворами некоторых солей) пластичную удобообрабатываемую массу, постепенно затвердевающую и переходящую в камневидное состояние.

Основным свойством вяжущих материалов является их способность затвердевать. Твердение вяжущих, т.е. превращение пластичного вяжущего теста в твердое камневидное тело, происходит вследствие химических и физико-химимческих процессов, специфичных для каждого вяжущего. большинство вяжущих материалов твердеет в результате их взаимодействия с водой. Количество воды при этом зависит от вида вяжущего и требуемых свойств теста.

Важным показателем свойств вяжущих материалов является их прочность после затвердевания. Прочность вяжущего характеризуется маркой. Марка вяжущего – величина условная, зависящая не только от качества данного материала, но и от принятого способа изготовления и испытания образцов.

В качестве заполнителей наиболее широко используют песок, гравий, щебень, аглопорит, металлургические шлаки, керамзит и др. Выбор заполнителя зависит главным образом от назначения и вида железобетонной конструкции. Использование заполнителей в общем случае уменьшает стоимость и прочность готовых изделий.

Специальные добавки придают железобетонному изделию особые потребительские свойства или облегчают процесс получения железобетонных изделий. Наиболее распространенными добавками являются пластификаторы, красители, ускорители твердения, газообразователи, воздухововлекающие, гидрофилизирующие, гидрофобизирующие и др.

Для армирования железобетонных конструкций используется стержневая и проволочная арматура. Стержневая арматура изготавливается из углеродистых и низколегированных горячекатаных и термически упрочненных сталей. Арматурная проволока подразделяется на два вида: для ненапрягаемых железобетонных конструкций (низкоуглеродистая сталь) и для предварительно напряженных конструкций (углеродистая сталь).

К воде, используемой при приготовлении бетонной смеси предъявляются особые требования. В частности, она не должна содержать механических примесей, примесей масел, солей, кислот.

Таким образом, свойства железобетонного изделия (требуемая прочность, плотность, водонепроницаемость, морозостойкость и др. свойства) предопределяются правильным подбором состава бетона, а именно, определением оптимального соотношения массовых долей составляющих бетонной смеси при наименьшем расходе вяжущего вещества.

Цифровое значение марки вяжущего характеризует минимальный предел прочности при сжатии половинок образцов - балочек. Например, марка 500 означает, что при сжатии стандартный образец разрушается при напряжении 50 МПа.

Вяжущие вещества, в зависимости от их основного свойства твердеть и длительно противостоять воздействию различных факторов окружающей среды, классифицируются на следующие основные группы: воздушные, гидравлические и кислотоупорные.

Воздушные вяжущие материалы характеризуются тем, что будучи смешаны с водой, твердеют и длительно сохраняют прочность лишь в воздушной среде.

Гидравлические вяжущие вещества отличаются тем, что после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны в последующем сохранять и наращивать свою прочность как в воздушной, так и в водной среде.

РАЗНОВИДНОСТИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА. В соответствии с запросами строительства отечественная цементная промышленность наряду с портландцементом выпускает различные разновидности его, отличающиеся как особенностями технологии производства, так и строительно-техническими свойствами.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) получают совместным тонким измельчением специального портландцементного клинкера и гипса;

Сульфатостойкий отличается повышенной устойчивостью цементного камня к агрессивному воздействию сульфатных вод.

Гидрофобный портландцемент получают введением в обычный портландцементный клинкер при помоле гидрофобизирующей (водоотталкивающей) добавки. В качестве таких добавок применяют мылонафт, асидол, асидол-милонафт, олииновую кислоту и т.д. В зависимости от их видов добавки вводят в количестве 0,06 – 0,3% от массы цемента в пересчете на сухое вещество. Сущность гидрофобизации заключается в том, что на поверхности цементных зерен образуется водоотталкивающая пленка, придающая цементу ряд особых свойств.

Гидрофобный портландцемент отличается от обычного портландцемента пониженной гигроскопичностью при хранении и перевозках в неблагоприятных условиях, а также способностью придавать бетонным смесям повышенную подвижность и удобоукладываемость, а в затвердевшем состоянии повышенную морозостойкость.

Бывает белый, цветной, дорожный портландцемент, шлакопортландцемент

 

Технология бетона и железобетона – наука и практика о сово­купности технологических методов и последовательности выполнения процессов изготовления бетонных и железобетонных изделий.

Вне зависимости от вида и назначения железобетонных изделий в технологии железобетона выделяют следующие основные стадии (рис. 10.3):

· изготовление и подготовка форм;

· изготовление и подготовка арматуры;

· приготовление бетонной смеси;

· установка арматуры в формы;

· формование изделия;

· твердение бетонной смеси;

· тепло-влажностная обработка;

· выемка готового изделия из формы;

· отделка поверхности изделия.

Форма воспроизводит наружные очертания железобетонного изделия, она должна быть прочной, жесткой и использоваться многократно. Формы бывают разборными или неразборными, их изготавливают, как правило, из стали обыкновенного качества, а также из древесины или пластмасс. При многократном использовании для изготовления последующего изделия форма должна быть подготовлена, т.е. собрана (если она разборная), очищена от прилипших остатков бетонной смеси и смазана специальным составом (водомасляной эмульсией), препятствующим прилипанию бетонной смеси к форме.

При изготовлении и подготовке арматуры подбираются стержни и проволока требуемого диаметра сечения. Они очищаются от окалины и ржавчины, режутся на заданные мерные длины, выпрямляются или изгибаются в зависимости от конструкции железобетонного изделия и скрепляются (сваркой или с помощью монтажных петель, хомутов и др.), формируя арматурный каркас или сетку. Кроме того, на поверхность арматуры наносится антикоррозионная обмазка

Приготовление бетонной смеси является ключевой стадией изготовления железобетонных изделий и состоит из стадий дозировки исходных материалов и их перемешивания. Точность дозировки компонентов смеси является основным условием получение бетона с заданными свойствами. Дозировка производится с помощью дозаторов (мерников) непрерывного или периодического действия. Перемешивание бетонной смеси производят в специальных бетоносмесителях непрерывного или периодического действия с принудительным или гравитационным (при свободном падении смеси) перемешиванием. Продолжительность перемешивания зависит от состава бетонной смеси и емкости смесителя.

Рис. 3 Принципиальная схема производства железобетонных изделий

 

Установка арматуры в заранее подготовленные формы производится в соответствии с чертежами железобетонного изделия.

Формование железобетонного изделия заключается в укладке бетонной смеси в форму, уплотнении смеси и выравнивании поверхности изделия. При укладке бетонной смеси должно быть обеспечено равномерное (без воздушных пузырей) заполнение всего объема формы (особенно суженных мест и углов). Уплотнение бетонной смеси осуществляют вибрированием, прессованием, прокаткой, центрифугированием, вакуумированием или сочетанием вышеперечисленных методов (например, вибропрессование).

Твердение железобетонного изделия представляет собой физико-химический процесс. Сроки схватывания бетонной смеси зависят от вида вяжущего, его марки и состава, а также массового соотношения вяжущего, заполнителей, добавок и воды. С повышением температуры и влажности окружающей среды скорость твердения бетона возрастает. Поэтому процесс твердения может длиться от нескольких часов до нескольких суток, при этом марочная (окончательная) твердость бетона достигается по прошествии как минимум месяца со дня формования.

Тепло-влажностная обработка при прочих равных условиях позволяет значительно ускорить процесс твердения бетонной смеси. Различают обработку при нормальном давлении и температуре 80-100⁰С (пропаривание в камерах, контактный обогрев, электроподогрев и др.) и повышенном давлении и температуре 170-200⁰С (автоклавная обработка и др.).

Выемку готового изделия в зависимости от его размеров и конструкции осуществляют с помощью грузоподъемных механизмов при полной или частичной разборке формы.

Отделка поверхности железобетонного изделия заключается в придании поверхности требуемых свойств (главным образом, защитных, декоративно-эстетических) и осуществляется облицовкой (керамической плиткой, мраморной крошкой, боем стекла и др.), шпатлеванием или покраской.

Таким образом, процесс производства железобетонных изделий практически все разновидности (за исключением биологических) базовых процессов промышленного производства (см. главы 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3, 4.2.4, 4.3).

Производство железобетонных изделий в заводских условиях может быть организовано по двум схемам: в неподвижных формах (стационарно-поточное производство) и в подвижных формах (прерывно-поточное и непрерывно-поточное производство).

Стационарно-поточное производство характеризуется тем, что изделия в течение всего технологического процесса находятся на одном месте, а технологическое оборудование и обслуживающий персонал перемещаются относительно формы. Это производство имеет две разновидности – стендовое и кассетное. Стендовый способ характеризуется изготовлением только одного изделия (как правило, массивного), в то время как в случае кассетного способа одновременно изготавливается несколько изделий в кассете – форме с несколькими отсеками. В данном случае стационарны не только изделия, но и основное оборудование, а перемещается лишь обслуживающий персонал. Стационарно-поточное производство характеризуется невысокой степенью механизации и автоматизации и значительным удельным весом живого труда. Оно целесообразно на предприятиях небольшой мощности в условиях единичного производства.

Прерывно-поточное производство характеризуется тем, что все технологические операции осуществляются на стационарных специализированных постах, при этом формы перемещаются от одного рабочего поста к другому. Это производство целесообразно в тех случаях, когда длительность операций производства железобетонных изделий различна. Для перемещения форм применяется пульсирующий (периодически останавливающийся конвейер). Продолжительность остановки форм определяется временем, необходимым для выполнения отдельной операции и может быть различной. Прерывно-поточное производство характеризуется большей степенью механизации и автоматизации, а также более высокой производительностью труда. Оно целесообразно в условиях серийного производства.

Непрерывно-поточное производство характеризуется тем, что передача форм с одного поста на другой производится непрерывно с помощью конвейера, при этом все операции полностью синхронизированы. Такое производство отличается строгой ритмичностью выпуска продукции и высокой производительностью, в случае экономической целесообразности оно может быть полностью автоматизировано. Однако по такой схеме может выпускаться только одна разновидность железобетонных изделий. При переходе на выпуск других изделий необходима переналадка конвейера. Непрерывно-поточное производство целесообразно в условиях массового производства железобетонных изделий.

Необходимо отметить, что на крупных заводах по производству железобетонных изделий могут одновременно использоваться все формы организации производства, при этом выбор соответствующей формы организации процесса производства железобетонных изделий должен быть технически обеспечен и экономически обоснован.

Основными направлениями развития технологии железобетонных изделий являются следующие:

- улучшение технологии производства железобетонных изделий за счет совершенствования процессов приготовления бетонной смеси, разработки эффективных методов формования и тепло-влажностной обработки, использования новых составов бетонных смесей и видов армирующих каркасов и сеток, малоотходных и энергосберегающих процессов (революционное развитие технологии);

- увеличение единичных мощностей используемого оборудования и создание непрерывных технологических линий по производству железобетонных изделий (эволюционное развитие технологии);

- повышение уровня механизации и автоматизации трудоемких стадий производства железобетонных изделий (рационалистическое развитие технологии).

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА БЕТОНОВ.

Контроль качества бетонов осуществляется на всех стадиях производства. Контролируется соответствие сырьевых материалов требованиям стандартов, для чего определяются физико-механические свойства вяжущих веществ и заполнителей. Качество воды и добавок. Приготовление бетонной смеси сопровождается контролем точности дозировки составляющих бетона, продолжительности перемешивания и степени пластичности бетонной смеси. При транспортировании осуществляется контроль продолжительности транспортирования и однородности бетонной смеси. Укладка бетонной смеси включает элементы контроля качества укладки, продолжительности и степени уплотнения бетонной смеси. После укладки бетона осуществляется контроль температуры, влажности и продолжительности тепловой обработки, необходимой для ускоренного набора прочности бетона. В затвердевшем бетоне контролируется прочность бетона, а в ряде случаев деформативность, водонепроницаемость, морозостойкость, коррозионная стойкость и др. физико-технические свойства.

Хранение и транспортирование

минеральных вяжущих материалов.

При перевозке и хранении минеральных вяжущих материалов необходимо помнить, что даже при правильном, но длительном хранении эти материалы постепенно теряют свои вяжущие свойства.

Комовую известь перевозят навалом в закрытых железнодорожных вагонах или автомашинах с брезентовым верхом для предохранения от увлажнения; молотую известь и гашеную известь – пушонку – в таре (многослойных бумажных мешках) или в специально отведенных плотно закрытых металлических контейнерах.

Гипсовые вяжущие транспортируют в мешках, в контейнерах или навалом в специальных вагонах и автомобилях, обеспечивающих защиту этих материалов от атмосферных осадков и загрязнения.

Цемент перевозят в многослойных бумажных мешках, а также навалом в контейнерах, цементовозах и закрытых вагонах, приспособленных для механической разгрузки.

Хранить минеральные вяжущие материалы следует в закрытых складах, изолированных от атмосферных и грунтовых вод. Активность цемента (в результате частичной гидратации и карбонизации его) снижается при хранении (через 3 месяца – примерно на 20%, через 6 месяцев – на 30%, через 12 месяцев – на 40%). Восстанавливать активность лежалого цемента можно вторичным помолом. Наиболее эффективен вибропомол цемента, в процессе которого повышается активность цемента, а также происходит обдирка гидратных и инертных оболочек с цементных зерен.

Комовую известь следует хранить только в механизированных складах бункерного типа или в силосах. При этом необходимо обеспечивать надлежащую герметизацию и аспирацию мест возможного пылеобразования с последующей очисткой запыленного воздуха. При хранении комовой негашеной извести следует оберегать ее от увлажнения, так как при этом не только ухудшается ее качество, но может резко повыситься температура и возникнуть пожар (при соприкосновении с горючими материалами).

Строительный гипс хранят обычно в круглых силосах диаметром 6 – 10 м.

 

 

6. Основы технологии производства древесных строительных материалов и изделий. Строение, виды и потребительские свойства древесины. Пороки древесины. Сортимент древесных строительных материалов, области применения, требования к качеству согласно стандартам. Контроль качества, маркировка, упаковка, поставка, транс­портирование и хранение ма­териалов и изделий на основе древесины.

Современное строительное производство связа­но с широким применением древесины и изделий на ее основе: из древесины изготавливают полы, двери, стены, кров­лю, дверные и оконные коробки, различные деревянные строительные конструкции и др.

Важнейшим достоинством древесины по сравнению с другими конструкционными материалами является то, что ее ресурсы восстанав­ливаются. Широкое распростра­нение древесины объясняется также другими ее положитель­ными свойствами: это достаточно прочный и легкий материал, хорошо работающий при вибрационных нагрузках. Древесина технологична: ее можно обрабатывать резанием на деревообрабатывающих станках и придавать практически любую форму, кроме того, пластичность древесины и возможность изменения ее свойств при термо- и влагообработке позволяют получать изделия методами гнутья, лущения, прессования. Древесина прочно удерживает металлические и другие крепления, хорошо склеивается. Для древесины характерны низкая тепло- и звукопровод­ность, достаточная стойкость в агрессивных средах. Она имеет высокие декоративные качества, при этом их можно целенаправленно менять различными способами: изменением направления разреза, крашением, отделкой различными лакокрасочными материалами.

Наряду с этим древесина обладает и рядом недостатков: неоднородность строения и свойств вдоль и поперек волокон, формоизменяемость при изменении влажности, способность к возгоранию и загниванию, изменение прочности при наличии в ней тех или иных пороков.

Для повышения качества и долго­вечности древесины ее пропитывают синтетическими полимерами и различными клеями.

Древесные породы, применяемые в строительстве, подразделяются на хвойные и лиственные. К хвойным породам относятся сосна, лиственница, кедр, пихта и др., а к лиственным — дуб, береза, осина, ясень, бук, ольха, тополь, клен и др.

Хвойные породы получили преимущественное распространение для изго­товления несущих строительных конструкций, шпал, столбов, свай, столярных изделий, фанеры, так как они имеют прямой и длинный ствол, мало отличающийся по толщине в верхнем и нижнем срубах, и лучшее каче­ство древесины.

Лиственные породы, имеющие твердую древесину (дуб, ясень и др.), применяются для изго­товления деталей несущих строительных конструкций, паркета, фанеры, дверей и панелей, различных столярных изделий и др. Лиственные породы с мягкой древе­синой используются для изготовления деталей конст­рукций временных зданий и сооружений, а также две­рей, окон, плинтусов, кровли, опа­лубок при бетонных работах.

Древесные материалы, применяемые в строительстве, под­разделяются на круглые лесоматериалы, пиломатериалы и строитель­ные детали и изделия.

Круглыми лесоматериалами называются отрезки древесных стволов с корой или без коры, очищенные от сучьев. При толщине в верхнем отрубе не менее 14 см отрезки стволов называются бревнами; от 8 до 13 см — подтоварниками и от 3 до 7 см — жердями. В зависимо­сти от назначения бревна подразделяются на строитель­ные и пиловочные.

Строительные бревна применяются для изготовления несущих строительных конструкций для жилых, общественных и промышленных зданий, опор линий электропередачи и связи, железнодорожных шпал, в гидротехнических сооружениях и при стро­ительстве мостов, а пиловочные — для получения пило­материалов.

Пиломатериалы получают в результате продольной распиловки бревен. По форме и размерам пиломатери­алы подразделяются (рис. 10.4) на доски (ширина больше двойной толщины); бруски (ширина равна или мень­ше двойной толщины) и брусья (ширина или толщина более 100 мм). К пиломатериалам относятся, также, заготовки, которыми называют пиломатериалы с размером и качеством, соответствующими изготовляемым деталям. Они должны иметь при­пуски на усушку и последующую обработку.

По виду обработки заготовки подразделяют на пиленые и калиб­pованныe, т. е. предварительно простроганные. Последние могут иметь различный профиль.

Строительные детали и изделия выпускают в виде паркета, строганных погонаж­ных изделий, столярных плит, фанеры, клееных столярных изделий, древесностру­жечных и древесноволокнистых плит.

Паркет используется для лицевого покрытия полов и подразделяется на планочный и щитовой. Планочный паркет представляет собой дощечки различных размеров и формы с профилированными краями; щитовой паркет состоит из реечного основания, на которое наклеивается планочный паркет.

К строганным погонажным изделиям относятся доски для настила полов, подоконные доски, строганные бруски и брусья, плинтусы и наличники, кровельные плиты для временных зданий и т. д.

Большое количество древесных строительных материалов и изделий получают из шпона - тонких листов древесины, получаемых строганием или лущением.

Рис. 10.4. Виды пиломатериалов:

а. б, в—брусы (соответственно одно-, двух- и трехкантный); г — необрезная доска; д — обрезная доска (1— пласт, 2 — кромка, 3 —торец, 4 — ребра); е — обрезная доска с тупым обзолом; ж — обрезная доска с острым обзолом; з—брусок; и — горбыль; к — отачол; л — необрезная шпала; м— обрезная шпала.

 

Шпон строга­ный предназначен для облицовывания деталей и сборочных единиц, изготовленных из малоценных пород древесины, древесностружечных плит или фанеры. Облицовка создает более красивую декоративную поверхность, повышает прочность и формоустойчивость деталей, защищает плиты от внешних воздействий.

Шпон лущеный применяют для изготовления клееной слоистой древесины, древесных пластиков, гнутоклееных деталей, спичек, для облицовывания дре­весностружечных плит. Текстура шпона лущеного, за редким исклю­чением, имеет невысокие декоративные свойства, поэтому в качестве облицовочного материала этот вид шпона применяется для внутренних, невидимых поверхностей изделий.

Столярные плиты представляют собой щиты, склеенные из реек древесины и оклеенные с обеих сторон двумя слоями лущеного шпона - наружным и подслоем. Все слои должны иметь одинаковое направление волокон древесины и располагаться перпендикулярно рейкам. Плиты изготовляют необлицованными и облицованными строганым шпоном с одной или двух сторон.

Столярные плиты выпускают нешлифованными и шлифованными. Их применяют для изготовления щитовых деталей мебели, полов, стеновых панелей, в транспортном машиностроении и др.

Строительная фанера — листовой материал, получа­емый склеиванием нескольких слоев лущеного шпона фенолоформальдегидными и казеино-цементными клеями. Для обеспечения прочности направление волокон двух соседних шпонов должно быть перпендикулярным друг к другу. Число слоев шпо­на - от 3 до 13. Фанеру считают изготовленной из той породы, которая использована для наружных слоев.

Строительная фанера применяется для обшивки наружных и внутренних стен зданий, устройства ограждающих конструкций и вну­тренних перегородок, как кровельный материал для вре­менных и подсобных помещений.

К клееным столярным изделиям относятся элементы дверей, окон и перегородок, щиты для кровельных покрытий и т. п., склеенные синтетическими смолами и белковыми клеями.

Древесностружечные плиты (ДСП) изготавливают из некондиционных лесных материалов и от­ходов деревообрабатывающей промышленности методом горячего прес­сования при добавлении связующего (фенольные или карбамидные смолы). Древесностружечные плиты имеют одинаковые и достаточно высокие прочностные показатели по длине и ширине, но обладают невысокой прочностью на растяжение. Плиты выпускаются необлицованными и облицованными шпоном или синтетической пленкой.

Древесностружечные плиты широко применяются в строительстве (для настила полов, облицовки стен и по­толков, устройства различных перегородок), в мебельной и радиотехнической промышленности, в машиностроении и других отраслях,

Древесноволокнистые плиты (ДВП) изго­тавливают из некондиционных лесных материалов и от­ходов деревообрабатывающей промышленности горячим прессованием древесноволокнис­той массы со связующими фенольными или карбамидными смолами. Они могут быть облицованы с одной или с двух сторон листовыми или пленочными материалами, а также окрашены. По техническим свойствам они бывают био-, огне-, влагостойкими и звукопоглощаю­щими. Выпускают гладкими с одной или с двух сторон.

Древесноволокнистые плиты применяют в строительстве как материал для термо- ­и звукоизоляции, для обшивки и облицовывания стен, перегородок, междуэтажных перекрытий, по­толков.

В производстве строительных изделий из древесины в последнее время находят применение гнутоклееные детали, которые получают склеиванием шпона или фанеры с одновре­менным гнутьем.

Производством древесных строительных материалов занята главным образом деревообрабатывающая промышленность, которая включает следующие ос­новные группы производств, имеющие высокий уровень механизации и автоматизации:

- лесопильное - в качестве основного исходного сырья используются круглые лесные сортименты, а его продукцией являются в основном пиленые и строганые полуфабрикаты;

- производство клееных материалов и плит - основным исходным сырьем являются круглые лесные сортименты, древесные отходы и клеи, продукцией - разные клееные полуфабрикаты;

- производство изделий из древесины - основное исходное сырье: древесные материалы (полуфабрикаты), пластмассы, металлы, стекло, клеи, лаки, ткани и др.; продукция - готовые изделия, например, мебель.

В производстве древесных строительных материалов в зависимости от их вида и назначения используют следующие разновидности технологических процессов:

- раскрой пиломатериалов на заготовки;

- первичная механическая обработка заготовок;

- формообразование заготовок;

- склеивание заготовок;

- прессование изделий;

- облицовывание изделий.

Рассмотрим подробнее основы технологии вышеперечисленных процессов.

Раскрой пиломатериалов заключается в их разделении на заготовки определенного размера. Важнейшая задача раскроя - наибольший выход заготовок с учетом требуемого качества.

Раскрой может быть индивидуальным и групповым. В первом случае учитывают размеры и качество досок и выбирают наиболее рациональную схему, во втором - раскрой ведут по заранее установленной схеме без учета качества сырья. При групповом раскрое выход заготовок снижается до 7 % по сравнению с индивидуальным, но зато выше производительность труда.

Плитные материалы, а также фанеру раскраивают сквозными резами (продольный и поперечный раскрой). Для получения точных размеров заготовок правильной формы и хорошего качества создают чистовые базовые кромки.

Для получения максимального выхода заготовок предварительно составляют карты раскроя, которые представляют собой графическое расположение заготовок на стандартном формате раскра­иваемого материала. При составлении карт раскроя учитывают мак­симальный выход заготовок, комплектность деталей разных размеров и назначения в соответствии с объемом выпуска изделий, минимальное количество типоразмеров заготовок в одной карте и минимальное повторение одних и тех же заготовок в разных картах.

Первичная механическая обработка брусковых заготовок включает создание базовых поверхностей для их дальнейшей обработки на стан­ках и подготовку к склеиванию и облицовыванию. Механическая обработка плит и щитов предназначена главным образом для устранения их разнотолщинности. С этой целью проводят их калибрование методом шлифования.

Формообразование изделий из древесины можно проводить различными способами:

- выпили­ванием криволинейных заготовок;

- методом гнутья прямолинейных заготовок;

- методом гнутья заготовок из массивной древесины или шпона с одновременным склеиванием.

Выпиливание криволинейных заготовок отличается простотой технологии, но ведет к неиз­бежному перерезанию волокон древесины, что ослабляет прочность деталей. Кроме того, данный способ не обеспечивает высокого выхода загoтoвок. Однако он находит практическое применение, особенно в тех случаях, когда заготовки имеют малую кривизну и не несут высоких нагрузок. Получение сложных форм изделий из древесины достигается пилением, фрезерованием, строганием, шлифованием.

Получение заготовок методом гнутья прямолинейных брусков требует специаль­ного оборудования и более сложной тех­нологии и по этой причине его применение ограничено, несмотря на ряд преимуществ.

Технологический процесс изготовления гнутых деталей включает раскрой на заготовки, их гидротермическую обработку, гнутье, сушку после гнутья, а также последующую механическую обработку.

При гидротермической обработке улучшаются пластические свой­ства древесины. Она может прово­дитъся методами пропаривания и проваривания. Оптимальная влаж­ность древесины при гнутье - 25­-30%, температура в центре заго­товки – 100⁰С.

Пропаривание ведут в пропарочных котлах насыщенным паром при давлении 0,02-0,05 МПа и температуре 102­-105⁰С. Время пропаривания определяют главным образом в зависимости от толщины заготовки.

Для проваривания заготовок применяют различные емкости. Воду нагревают до температуры 90-95⁰С, время проваривания составляет 1-2,5 ч в зависимости от размеров и влажности заготовок. Проварку заготовок применяют в тех случаях, когда пропаривание затруднено, например, если необходимо обработать только часть детали (носков лыж).

Склеивание является одним из основных видов соединений при производстве изделий из древесины. Оно позволяет получать детали требуемых размеров, увеличивать их формоустойчивость, прочность и улучшать декоративные свойства, повышать полезный выход заготовок, использовать короткомерные и низкосортные заготовки и отходы.

Технологический процесс склеивания включает следующие основные стадии: подгoтoвку склеиваемых материалов; подготовку клеевых рас­творов; нанесение клея на склеиваемые поверхности; запрессовку скле­иваемых заготовок и выдержку их под давлением, выдержку склеенных заготовок после запрессовки; механическую обработку.

Клеевые соединения должны обеспечивать такую прочность склеи­вания, чтобы она была не ниже прочности склеиваемых материалов. Склеивание осуществляют при нормальной температуре в помеще­нии (холодное склеивание) и при повышенной (горячее склеивание).

Изготовление прессованных деталей и изделий из измельченной древесины является практически безотходным методом использования сырья и позволяет экономить качественную массивную древесину. Для этого используют различные отходы деревообработки и малоценную древе­сину, в качестве связующего - в основном карбамидоформальдегидные смолы.

Материалы и изделия из измельченной древесины обладают рядом достоинств. Их можно изготавливать требуемых размеров и свойств, выполнять при прессовании необходимые пазы, гнезда, отверстия и другие элементы, сводя к минимуму механическую обработку. Меняя технологические параметры и количество связующего, можно регули­ровать свойства получаемых изделий и производить детали с облицо­ванной поверхностью.

Для приготовления древесно-клеевой композиции измельченную древесину смешивают со связующим. Далее древесно-клеевую массу загружают в пресс-формы, внутренние по­верхности которых покрывают сма­зочным материалом для предотвращения прилипания к ним прессуемого материала. При необходимости в пресс-форму укладывают облицовоч­ный материал и крепежную арматуру.

Основными параметрами, управляющими процессом прессо­вания, являются температура прессования, влажность пресс-масcы и время выдержки в прессе. Прессование ведут при температуре 120-160⁰С и давлении 2-20 МПа в зависимости от требуемой плотности изделия.

Облицовывание предназначено для улучшения декоративных свойств поверхности, повышения прочности деталей, создания защитного по­крытия от выделения токсических веществ (например, облицовывание дре­весностружечных плит).

Облицовывание может быть односторонним, когда облицовочный материал наклеивается на одну сторону, и двухсторонним. Eгo можно проводить в один слой, т. е. когда облицовочный материал наклеивается непосредственно на основе, и в два слоя, т. е. с подслоем. Щитовые детали облицовывают, как, правило, с обеих сторон.

Процесс облицовывания включает следующие стадии: подгoтoвку основы, подгoтoвку облицовки, приклеивание облицовки к основе, технологическую выдержку после облицовывания.

В заключение отметим, что по мере развития технологии и появления новых конструкционных мате­риалов, особенно полимерных, древесина заменялась ими, но полностью вытеснить ее не удалось и вряд ли удастся в обозримом будущем. Более того, с развитием технологии деревообработки, технологии модификации древесины и создания новых композиционных материалов на основе отходов деревообработки области при­менения древесных строительных материалов расширяются.

 

[1] Насыпной объемной массой называют массу единицы объема сыпучих кусковых материалов, включая объем межзерновых пустот, при условии свободной насыпки (без уплотнения).