Виробництво конструкцій і виробів для малоповерхневого будівництва з вторинних сировинних ресурсів
На підприємствах виробничої бази будівництва у теперішній час широко застосовуються вторинні сировинні ресурси, які утворюються внаслідок промислового виробництва (техногенні продукти) і побутової діяльності людини (антропогенні продукти). Так наприклад з надр землігірської маси 70% залишається у відвалах, 30% вводиться в господарський обіг і лише 7% усього видобутку витрачається на виробництво готової продукції. Значна частина вторинних ресурсів відноситься до побічних або супутніх продуктів виробничих процесів, які певною мірою мають сталі склад і властивості. Відходи виробництва являють собою частину вторинних ресурсів, яка характеризується несталим складом і властивостями, через що їх застосування значно ускладнюється. Екологічна роль будівництва особливо велика, оскільки в цій галузі можна переробляти значні кількості вторинних сировинних ресурсів. Найбільш багатотоннажні такі ресурси утворюються в гірничодобувних галузях промисловості, чорній і кольоровій металургії, вугледобуванні та вуглезбагаченні, тепловій енергетиці; хімічній промисловості; лісової, деревообробної та целюлозно-паперової промисловості; сільському господарстві та легкій промисловості. З використанням вторинних органічних ресурсів на підприємствах виробничої бази будівництва виготовляють деревостружкові (ДСП), деревоволокнисті (ДВП), цементностружкові (ЦСП) плити, вироби і конструкції з арболіту і багато інших.
Арболіт являє собою різновид легкого бетону, який виготовляють із суміші органічних заповнювачів, портландцементу, хімічних добавок і води. Він відносно міцний, вогнестійкий, має невелику щільність і теплопровідність, легко обломлюється. Арболіт призначається для будівництва малоповерхових сільських, промислових, житлових будівель. З нього виготовлюють стінові панелі і блоки: плити покриттів і перекриттів, які підсилені залізобетоном; тепло- і звукоізоляційні плити тощо. Одношарові стінові панелі з арболіту довжиною до 6 м для сільськогосподарських будівель мають ряд техніко-економічних переваг в порівнянні з двошаровими керамзитобетонними: маса зменшена більш ніж у 2 рази; витрати арматурної сталі – у 4 рази; трудоємкість виготовлення і монтажу зменшені на 20…25%. Виробництво виробів і конструкцій з арболіту здійснюється на підприємствах з продуктивністю 12…24 тис. в рік. Конструкції і вироби з арболіту в залежності від середньої щільності поділяються по призначенню на теплоізоляційні (щільність 400…25%. Виробі конструкційні (щільність 500…850 кг/м здійснює в залежності від міцності на стиск поділяють на класи: В 0.35; В 0.75; В 1 – теплоізоляційний: В 1.5; В 2; В 2.5; В 3.5 – конструкційний. Арматура в конструкціях з арболіту, яка стикається з атмосферною вологою повинна мати опоряджувальний шар з бетону або розчину з класом по міцності при стиску не нижче В 3.5. Теплопровідність арболіту, висушеного до сталої маси залежить від його щільності і виду заповнювача і зміцнюється у межах від 0 з атмосферною вольність від 400 до 850 кг/м відповідно).
Технологічна деревинна сировина поставляється на підприємство як окремо по породам, так і у змішаному вигляді. При виготовленні конструкцій і виробів з арболіту застосовують такі види деревини: сосну, ялину, березу, тополь. Діаметр колод повинен бути у межах 5…15 см. Заготовки діаметром більше 15 см розколюють на станках КЦ-7, КГ-8, КГ-8а на частини з найбільшім розміром по торцю 15 см. У технологічній сировині дозволяють у визначених межах наявність вад. Куски деревини перероблюють на машинах МНРП-10, МНРП-30, МРГ-40 і у такому вигляді її доцільно витримувати не менше при додатній температурі. Після чого деревину підрівнюють на молоткових дробках ДМ-1М, ДМ-7, ДМ-8 або обробляють на стругальних станках ДС-3, ДС-5. Для виготовлення виробів і конструкцій з арболіту застосовують органічні заповнювачі визначеного фракційного складу. Так повний залишок при просіюванні заповнювачів на ситі з розміром отворів 20 мм повинен бути не меншим 5% по масі; ситі з розміром отворів 10 мм – 20…40%; і відповідно 5 і 2.5 мм – 40…75 і 90…100%. Середнє значення коефіцієнта форми частинок (співвідношення найбільшого розміру частинок заповнювача до найменшого) не повинно бути більше ніж 8. Для зберігання тріски найбільш доцільно застосовувати вертикальні бункери круглого перерізу: ДБО-300, ДБО-150, ДБО-60 ємкість відповідно 300, 150, 60 мок.
Технологічний процес виготовлення виробів і конструкцій з арболіту включає такі операції: подрібнення і підготовку заповнювачів по фракційному складу, обробку заповнювачів, приготування хімічних добавок, дозування компонентів арболіту, приготування карболітової суміші, укладання її в форми і ущільнення, теплову обробку виробів; їх витримку при додатній температурі, транспортуванні виробів на склад. Сортування заповнювачів по фракційному складу здійснюють у сортувальних установках СЩ-1 і СЩ-60 Нестабільна вологість обумовила необхідність замочування заповнювачів у воді (холодній або гарячій) або урозчині хімічних добавок перед подаванням їх у змішувач. Це сприяє підвищенню точності дозування води, а також частковій нейтралізації хімічно активних заповнювача. Спосіб сумісного введення води і хімічних добавок (хлориду кальція, рідкого скла та інших) безпосередньо в змішувач через дозатори дозволяє точно дозувати воду і хімічні добавки, рівномірно їх розподіляти у бетонній суміші, що забезпечує покращення фізико-механічних властивостей арболіту.
При виробництві виробів і конструкцій з арболіту об'ємні дозатори використовують для дозування органічного заповнювача і хімічних добавок. Об'ємні дозатори періодичної дії являють собою ємкості, які обладнанні спеціальними пристроями для полегшення завантаження і вивантаження матеріалів, а також для регулювання розміру порції. Деревний заповнювач також можна дозувати об'ємно-вісовими дозаторами 2ДБПК-800 і 2ДБПК-1600, які застосовуються при дозуванні пористих заповнювачів. Для дозування деревного заповнювача можуть також бути прилаштовані автоматичні дозатори АВДИ-425 і АВДИ-1200М. Ці дозатори використовують також і для дозування мінеральних заповнювачів – піску і щебеню для опоряджувальних шарів. Цемент дозують такими ж дозаторами. Розчини хімічних добавок дозують автоматичними дозаторами для води і рідких добавок з електронною системою управління, насосами-дозаторами НД, СБ-32. Для дозування розчинів добавок і води на підприємствах великої продуктивності – 10 тис. конструкцій з арболіту в рік і більше – застосовують автоматичні дозатори ДЖ-100, ДЖ-200.
Роторний бетонозмішувач СБ-35 відноситься до бетонозмішувачів примусового перемішування циклічної дії. Чаша має футероване днище і бокові стінки, які виконані у вигляді внутрішніх і зовнішніх циліндрів. Кришка кожуха має завантажувальну лійку. Ротор, який укріплений на вертикальному валу, обертається від фланцевого електродвигуна за допомогою редуктора. Порцію компонентів завантажують крізь лійку, перемішують і вивантажують. Ємкість чашки 500 л, швидкість обертання ротора 0.55 с, потужність електродвигуна 10 кВт.
Для приготування арболітової суміші використовують також бетонозмішувач СБ-62 (С-951) планетарно-роторного типу. Ємкість барабана цього змішувача складає 1200 л, частота обертання змішуючи пристроїв 50 хв., потужність електродвигуна 30 кВт. Бетонозмішувач СБ-52 складається з нерухомої циліндричної, герметично закриваємої чаши, кришки, приводу траверси з лопатями, затвора з пневмоприводом. Змішуючий механізм цього бетонозмішувача являє собою два вали з лопатами. Вали одночасно обертаються навколо центральної осі і навколо своєї осі. На кожному валу є чотири змішуючі лопаті. Крім того, безпосередньо до траверси прикріплені одна лопата, а також внутрішні та зовнішні очисні скребачки для виділення частот суміші з поверхні зовнішнього і внутрішнього циліндрів. Арболітову суміш після змішування вивантажують крізь люк у днищі, а завантаження компонентів здійснюється крізь люк у кришці. Бетонозмішувач СБ-138, з об'ємом готового замісу 1000 л, відноситься до стаціонарних і призначається для приготування жорстких і рухомих сумішей і будівельних розчинів. Суміш можно приготовляти у змішувачі С-209 з частотою обертання 0,33 с, ємкістю 1500 л, продуктивністю 22 м/год, потужністю електродвигуна 20 кВт.
Вітросилове прокатування більш досконале в порівнянні з пресовими способами формування. Його можна розглядати як один з перспективним способів виробництва виробів з арболіту для підприємств великої потужності. Спосіб потребує спеціального досить складного обладнання. В склад формувальної конвейерної лінії ПД-3 входять: роліковий конвейер з приводною і натяжною станціями; бункер-укладач нижнього шару цементно-пісчаного розчину; самохідного бункера-укладача арболітової суміші; віброплощадки; вібровалка; вібропрокатної гусеничної секції. Крім того лінія обладнана вспоміжним і підіймально-транспортувальним обладнанням. Продуктивність лінії ПД-3 при виробництві конструкцій з максимальними розмірами 2300 укладача арболітової роботі складає 24 тис. мка; вік; швидкість прокатування виробів на такій лінії коливається у межах 0,67…1,64 м/хвилину; потрібна кількість металевих форм для виконання річної програми – 150; чисельність обслуговуючого персоналу у зміні – 6 чоловік; потужність електричних двигунів формувального обладнання – 50 кВт. Процес формування виробів на лінії здійснюється таким чином. Змазані форми, в які укладена арматура, подають за допомогою кран-балки на приємний рольганг і команді з пульта управління направляють к установці для укладання нижнього опоряджувального шару з цементно-пісчаного розчину. Цементно-пісчаний розчин з проміжного бункеру, який можна переміщувати, подається в приймальний бункер установки для нанесення нижнього опоряджувального шару. Після укладання розчину і його розрівняння форму переміщують на віброплощадку під арболітоукладальник, який у нижній частині має скребачку і вільно обертающийся валик. У процесі руху арболітоукладальніка над формою, валик розрівнює арболітову суміш і частково її ущільнює. Потім укладається верхній опоряджувальний шар цементно-пісчаного розчину, який також розрівнюється. Наступною технологічною операцією є віброущільння на віброплощадці на протязі 30 с. Після чого форма з сумішшю поступає під колібрувальний валик, який вібрірує у вертикальній площині. Валик укатує і стискує суміш по всій ширині виробу. Процес ущільнення арболітової суміші завершується на вібропрокатній секції. Її головний агрегат – гусенична стрічка, яка входить у середину форми і здійснює плавне, поступове ущільнення під тиском не менше 0,15 МПа на протязі 2,5–4 хв. при швидкості прокатування у межах 0,67 – 1,64 м/хвилину. Внаслідок цієї операції зменшуються пружні деформації органічного заповнювача і розпресування виробів до необхідних значень; не потребується фіксація верхньої поверхні виробу після прокатування. Ущільнююче зусилля гусеничної стрічки регулюють зміною висоти, розташування валків прокатної секції, які переміщуються по вертикальним циліндричним направляючим за допомогою ручного гвинтового привода. Якість виробів з арболіту при такому способі ущільнення в значній мірі залежить від надлишку шару арболітової суміші над бортами форм і швидкості руху форм.