Какое давление при гиперпрессовании

Содержание статьи

Гиперпрессование

Гиперпрессованиеadmin2020-12-10T18:10:17+00:00

У Вас есть проект связанный с формованием под давлением?

Что такое гиперпрессование?

Гиперпрессование — это безобжиговый метод производства кирпича на цементном либо ином вяжущем.

Гиперпрессование основывается на процессе связывания частиц при уплотнении измельченных горных пород (чаще известняковых) с небольшим количеством (до 10%) цемента и воды.

В результате огромных давлений, которые прилагаются к смеси в процессе ее формования, происходит сближение частиц смеси на очень малые расстояния, которые обеспечивают плотность прилегания частиц смеси как друг-к-другу, так и к вяжущему. В процессе гиперпрессования между частицами почти не остается пустот и плотность искусственного камня, который мы получаем, зачастую превышает плотность исходного сырья (природного камня) из которого происходит формование.

Основным сырьем (до 90% всех случаев) являются отсевы от разработки известняковых (карбонатных) пород: ракушечники, известняки, доломиты, травертины, мраморы и т. д. Может также применяться прессование смесей различных инертных материалов в различных пропорциях (известняковые породы + песок и пр.).

В отличие от производства керамического кирпича, в качестве сырья не используется глина, сформованный кирпич не сушится и не обжигается.

В отличие от производства силикатного кирпича, в качестве сырья не используются силикатный песок и известь, сформованный кирпич не пропаривается в автоклаве.

Гидравлический пресс, который может развивать сверхвысокие давления, которые необходимы для технологии гиперпрессования, называется гиперпрессом.

Описание технологии гиперпрессования.

Первый этап технологии гиперпрессования — приготовление прессуемой смеси (пресс-смеси). Смесь для изготовления гиперпрессованных кирпичей и блоков, как правило, состоит из 3 основных компонентов:

основное сырье (инертные материалы): наиболее подходящим сырьем являются отходы от разработок известняковых пород: известняка, ракушечника, мергеля, мрамора и т.д. (см. основное сырье);
цемент (вяжущее): портланд цемент, марка которого, в зависимости от требований к изготавливаемому кирпичу, колеблется от 300 до 500;
пигмент (минеральный краситель): используются обыкновенные минеральные пигменты (железоокисные или на основе оксида титана). Также могут применяться подручные мелкоперемолотые породы нужной окраски;

В процессе перемешивания, в смесь по мере необходимости добавляется вода (до 8%). Для исключения нежелательных эффектов, особое внимание желательно уделять чистоте воды, вода должна быть проточной, питьевой. Основываясь на опыте работы, особое внимание желательно уделять качеству используемого цемента и чистоте воды.

Сферы применения технологии гиперпрессования:

Гиперпрессование кирпича;
Гиперпрессование блока;
Гиперпрессование тротуарной плитки;
Гиперпрессование дорожного и тротуарного бордюра;
Гиперпрессование кирпича из отходов;
Гиперпрессование металлургических брикетов;
Гиперпрессование плитки терраццо;
Гиперпрессование цементно-песчаной черепицы;
Гиперпрессование блоков для несъемной опалубки.

Рекомендуемый компонентный состав прессуемой смеси для лицевых гиперпрессованных кирпичей:

Схема технологического процесса при гиперпрессовании

Подготовка инертных материалов

В процессе подготовки инертных материалов необходимых для гиперпрессования происходит их дробление, сепарация от металлов, разделение на фракции.

Для дробления инертных материалов используются различные дробилки (молотковые, роторные, ударные и валковые).
Для сепарации инертных материалов используются магнитные сепараторы.
Для разделения на фракции используются грохота различной конструкции.

Комплекс оборудования, который осуществляет подготовку инертных материалов для гиперпрессования называется дробильно-сортировочным комплексом.

Смешивание сырья с цементом, пигментом и пр. добавками.

На этапе смешивания происходит тщательное перемешивание инертных материалов, которые используются в качестве заполнителя, с вяжущими (цемент) и неорганическими пигментами.

Смешивание — один из важнейшим этапов в технологии гиперпрессования. Однородность смешивания сырья необходима для того, чтобы получить стабильное качество гиперпрессового кирпича.

Однородность смешивания достигается с помощью так называемых смесителей-механоактиваторов и интенсивных смесителей.

Гиперпрессование — формование смеси под сверхвысокими давлениями

Предварительно подготовленная на предыдущих этапах смесь попадает в гиперпресс, в котором происходит ее формование под очень высокими давлениями.

Формование может быть как двухсторонним, так и односторонним.

Укладка отформованного кирпича

Укладка готового кирпича (паллетизация) с помощью автоматических роботизированных укладчиков. Укладка происходит на промежуточный технологический поддон.

Твердение гиперпрессового кирпича происходит либо естественным образом при температуре окружающей среды, либо в камерах тепловлажностной обработки (ТВО-камеры). Ускоренное твердение в ТВО дает возможность ускорить оборачиваемость средств и уменьшить размер необходимых для технологии гиперпрессования площадей.

Рустирование гиперпрессового кирпича

Рустирование гиперпрессованного кирпича происходит с помощью нескольких технологий:

раскалывание кирпича
галтовка
полировка
вымывание

Упаковка гиперпрессового кирпича

Упаковка кирпича происходит с помощью перекладки кубатором и использования нескольких типов упаковочных машин.

Преимущества технологии гиперпрессования.

Малая энергоёмкость.
Отсутствие этапа термической обработки (сушка, обжиг или пропарка под давлением) значительно снижает энергоёмкость производства кирпича, на производстве задействованы только сравнительно небольшие электрические мощности.
Возможность использования отходов в качестве сырья.
Отходы от других промышленных производств транформируются в облицовочные строительные материалы высокого качества, причем содержание этих отходов в кирпиче составляет 90%.
Небольшой объем инвестиций.
Объем инвестиций в оборудование на этапе организации производства как правило значительно меньше других технологий (обжиговой и пр.).
Локализация.
Используется доступное местное сырье вследствие чего минимизируются транспортные расходы. Сырья для гиперпрессованного кирпича, как правило, можно найти в радиусе 50-100 км. от крупного потребителя.
Прямой экологический эффект.
Гиперпрессованный кирпич и блоки на 90% состоят из отсевов от производства щебня.
Стабильно высокое качество.
Гиперпресс — это мощный гидравлический пресс, который обеспечивает высокие давления формования. Вследствие высоких давлений формования производственный процесс менее капризный по сравнению с вибропрессами.
Есть возможность производства изделий типа лего-кирпича и лего-блока.
Двухсторонние гиперпрессы дают возможность производства изделий сложной геометрической формы с соединениями типа паз-гребень (по-другому лего-кирпича и лего-блока).

Самое высокое качество готовой продукции.
Прекрасное качество готовой продукции, которое соответствует либо превышает по своим параметрам самые строгие национальные и международные стандарты. Готовая продукция (гиперпрессованный кирпич) по своим характеристикам как правило соответствует требованиям к облицовочному кирпичу.
Возможность использования отходов в качестве сырья.
Отходы от других промышленных производств транформируются в облицовочные строительные материалы высокого качества, причем содержание этих отходов в кирпиче составляет 90%.
Низкий уровень выбросов CO2 в пересчете на единицу продукции.
Отсутствует процесс сушки и обжига, присущие керамическому кирпичу. Нет необходимости в автоклавнаой пропарке, присущей силикатному кирпичу, что гарантирует очень низкую энергоемкость гиперпрессованного кирпича.
Низкий расход вяжущего — цемента.
Низкое содержание цемента, т.к. по технологии гиперпрессования, содержание цемента в кирпиче составляет 8-10%, что почти в три раза меньше 20-25% цемента требующихся по технологии вибропрессования.
Высокая прибыльность.
В результате использования дешевого местного сырья, экономии на цементе и добавках а также вследствие низкой стоимости оборудования достигается высокая экономическая эффективность производств на базе гиперпрессов.
Высокая автоматизация при низких инвестициях.
Сырец (сырой кирпич) получаемый с помощью технологии гиперпрессования имеет высокую начальную прочность, что дает возможность организовать его прямую укладку в несколько слоев без большого количества поддонов. В этом случае можно достичь полной автоматизации производства без больших инвестиций с помощью автоматических укладчиков.

Характеристики гиперпрессованого кирпича:

Кирпич может выпускаться в очень широком диапазоне цветов и текстур (зависит от пигментов и обработки после формования — раскалывание и пр.);
Высочайшая прочность (от 200 до 750 кг/см² — марочная прочность 200-750);
Высочайшая морозостойкость (от 150 до 500 циклов замораживания-оттаивания);
Нет ограничений относительно этажности;
Нет ограничений относительно использования в различных климатических зонах;
Адгезия к кладочному раствору до 70% выше, чем в аналогичном керамическом кирпиче;
Кирпичи обладают высочайшей геометрической точностью и повторяемостью — до 0,3-0,5 мм;
Все кирпичи и блоки могут иметь декоративные фаски по всему периметру;
Возможность производства гиперпрессованного кирпича с соединениями паз-гребень (лего-кирпич и лего-блок);
Возможность производства гиперпрессованного кирпича с высокой пустотностью.

TITAN HYPERPRESS — технология гиперпрессования от компании TITAN MACHINERY.

Технология производства гиперпрессованного кирпича Titan Hyperpress предназначена для производства высококачественного кирпича с помощью гидравлических прессов (гиперпрессов).

Мы производим все работы, связанные с организацией производства кирпича, что включает в себя исследование и подбор оптимального сырья, разработка технологической карты производства, проектирование комплекта оборудования для производства кирпича или блоков, изготовление оборудование, его тестирование, монтирование у клиента и дальнейшее сервисное обслуживание.

Технология гиперпрессования известна во многих странах: Германия, Люксембург, Россия, Украина, Казахстан, Узбекистан, Китай, Испания, ОАЭ и пр. Наш многолетний опыт, который мы получили при разработке оборудования для гиперпрессования, привел нас к созданию прессов, в основе которых лежит принцип двухстороннего встречного прессования.

Преимущества гиперпрессов TITAN MACHINERY.

Гиперпрессы TITAN комплектуются только стандартной гидравликой (ISO), электроникой (Schneider и Siemens), которые доступны в любой стране мира;
Гиперпрессы TITAN развивают высокие давления при формовании кирпича и блоков. Мы рассчитываем наше оборудования так, чтобы получать давление, как минимум, 250 кг/см2 изделия. При этом в некоторых случаях мы оперируем давлениями до 700-1000 кг/см2 изделия;
Гиперпрессы TITAN проектируются по классической технологии изготовления станочного оборудования — как правило мы используем классическую четырехколоночную компоновку, мощные литые станины и пр;
Для основных силовых цилиндров мы используем только заготовки из цельных поковок, что гарантирует отсутствие дефектов в цилиндрах.
Гиперпрессы TITAN полностью автоматические. Наше оборудование для производства кирпича оснащается автоматическими укладчиками и автоматическими системы дозирования компонентов и их смешивания;
Компания TITAN MACHINERY предлагает комплексные решения для кирпичных заводов начиная от подготовки сырья и заканчивая упаковкой готовой продукции;
Оборудование для производства кирпича от нашей компании выпускается в широком ассортименте по производительности и по сферам применения (для кирпичи, блока, плитки и пр.)

Источник

Гиперпрессование

Гиперпрессованный кирпич

Гиперпрессованный кирпич — строительный материал высокой прочности и правильной геометрии, для производства которого используют цемент, известняк и промышленные отходы( ракушечники, известняки, доломиты, травертины, мраморы и т. д.)[1]. С керамическим кирпичом его сближает только способ применения и форма, по составу гиперпрессованный кирпич относится к искусственным камням. Кирпич применяется чаще всего как облицовочный — для отделки домов, заборов, беседок, колодцев, пешеходных дорожек.

В отличие от производства керамического кирпича, в качестве сырья не используется глина, сформованный кирпич не сушится и не обжигается.
В отличие от производства силикатного кирпича, в качестве сырья не используются силикатный песок и известь, сформованный кирпич не пропаривается в автоклаве.

История

Гиперпрессованный кирпич был изобретён в 1950-х гг. в Южной Америке. Рауль Рамирес из Межамериканского научного центра в Боготе (Колумбия) разработал одноблочный ручной пресс, с помощью которого под большим давлением можно было прессовать кирпичи из смеси влажной почвы и цемента[2].

В России этот строительный материал стал известен после Выставки достижений строительных технологий, которая проходила в Москве в 1986 г. Там были продемонстрированы гидравлические прессы для изготовления безобжиговых грунтобетонных строительных материалов. Первым пресс приобрёл Тульский кирпичный завод, который начал выпускать кирпичи из смеси бетона, грунта и воды[3]. Низкое качество таких кирпичей заставило разработчиков найти замену грунтовому наполнителю. Отсевы карьера известняка-ракушечника пришли на смену грунту, обеспечив механическую прочность кирпича 250 кг/м²[4] и необходимую для строительства жилых домов долговечность.

Состав гиперпрессованного кирпича

Основная часть сырьевой массы для гиперпрессованного кирпича (85-92%) — отходы промышленного производства и карьерные отходы. Это могут быть вулканические, котельные, мартеновские шлаки, зола электростанций, продукты переработки с асбоцементных, горно-обогатительных, металлургических предприятий, бой керамического кирпича. 8-15% состава формирует известняк, вода и цемент. Сырьевой материал измельчается до фракций размером не более 5 мм.

Для производства лицевого кирпича марок 150 и 175 используется доломитовый наполнитель и портландцемент М400. Цветной кирпич получают путём добавления в смесь 3-10% пигментов: охры, сурика, окиси хрома или ультрамарина. Использование красящих пигментов на 5-20% снижает марку кирпича, требуя увеличения процента ввода цемента. Исключение составляет инертный к гидроокиси кальция оксид хрома[5].

Технология производства

Кирпич производится по технологии гиперпрессования, когда на увлажнённую цементно-минеральную смесь, размещённую в пресс-формах, действует давление в 40 МПа. Именно под таким давлением наблюдается максимальный прирост прочности кирпича. В процессе гиперпрессования частицы сырьевой массы испытывают значительное взаимное трение, сцепляясь друг с другом на молекулярном уровне[6]. Технология гиперпрессования отличается от технологии полусухого формования, при которой давление не превышает 30 МПа[5].

Современные производители используют конвейерные линии из оборудования для гиперпрессования:

Формовочного оборудования,
Установки для разрезания кирпича,
Бетоносмесителя,
Главной установки-пресса,
Конвейерной техники.

После изготовления кирпич не проходит обжиг, он прогревается в пропарочной камере при температуре 40-70°С или хранится при комнатной температуре 3-7 суток. Через 7 суток хранения прочность кирпича составляет 92-97% от марочной[5]. Оставшуюся прочность кирпич может добирать в кладке, если на улице в течение 30 дней сохраняется температура выше 0°С. Рустрирование ложка выполняется, когда кирпич набирает 50-70% марочной прочности.

Государственный стандарт для гиперпрессованного кирпича ещё не разработан. Материал производится по нормативам ГОСТ 530-2007 «Кирпич и камень керамические» и ГОСТ 6133-99 «Камни бетонные стеновые», основываясь на технических условиях ТУ 5741-021-00284753-99 «Материалы строительные гиперпрессованные».

Технические характеристики гиперпрессованного кирпича

Технология производства безобжигового кирпича позволяет получать кирпич 75-300 марки. В зависимости от выбора наполнителя сырьевой массы выпускается кирпич с разными техническими характеристиками[5]:

Наполнитель	Средняя плотность, кг/м³	Прочность на сжатие, МПа	Морозостойкость, циклов
Зола	1300	10	25
Мартеновский шлак	1800	8,5	25
Вулканический шлак	1730	13,2	25
Гранитные и доломитовые отсевы	2200-2300	7,5-30	35-100

Огнеустойчивость — НГ (негорючие).

Теплопроводность 0,43-1,09 Вт/(м·°С).

Водопоглощение 3-7%[6].

Размеры

Технология гиперпрессования позволяет получать изделия, точно соответствующие проектным размерам с погрешностью 0,2-0,5 мм. ГОСТ 6133-99 «Камни бетонные стеновые»[7] определяет габаритные параметры гиперпрессованного кирпича.

Для кладки стен кирпич должен иметь размеры:

· длину от 90 до 390 мм,

· ширину от 190 до 288 мм,

· высоту 138 или 188 мм.

Перегородочные кирпичи могут иметь размеры:

· длину 190, 390 или 590 мм,

· ширину 90 мм,

· высоту 188 мм.

Наиболее распространённые размеры:

Стандартный одинарный гиперпрессованный кирпич 1НФ: 250×120×65 мм.

Узкий гиперпрессованный кирпич 0,6 НФ: 250×60×65 мм.

Ложковый кирпич: 250×85×65 мм.

Виды гиперпрессованного кирпича

Кирпич классифицируется по следующим параметрам:

По назначению:

Лицевой. Кирпич для декоративных и отделочных работ, выполнения внешней кладки.
Рядовой. Несущий кирпич без декоративной отделки.

По форме:

С гладкими боковыми гранями.
С колотоми боковыми гранями. Фактура поверхности имитирует сколы природного камня.
Фигурный. Кирпич в форме геометрических фигур, отличных от традиционного параллелепипеда. Предназначен для создания углов, карнизов, арок.

По конструкции:

Пустотелый. Кирпич с повышенными теплоизоляционными свойствами, используется для облицовки зданий.
Полнотелый. Кирпич повышенной прочности для строительства сейсмоустойчивых несущих стен, подвалов, цоколей.

Преимущества гиперпрессованного кирпича

Показатели прочности превышают аналогичные характеристики керамического и силикатного кирпича.
Высокая точность геометрии. Отклонение размеров по любой из граней не превышает 0,5 мм, поверхность гладкая, ровная, без трещин. Это ускоряет процесс выполнения кладки и сокращает расход кладочного раствора.
Высокая прочность схватывания с цементным раствором. Превышает аналогичные свойства керамического кирпича в 1,75-2 раза. Прочность кладки в итоге получается в 1,5-1,7 раз выше, чем у керамического.
Долговечность. Кладка из гиперпрессованного кирпича сохраняет эстетичный вид в течение 200 лет.
Устойчивость к климатическому воздействию и агрессивным средам. Кладка может выполняться в любое время года.
Этажность строений из гиперпрессованного кирпича не ограничена.
Низкая себестоимость. Для производства кирпича используются отходы других производств, обжиг не требуется, производство кирпича является безотходным.

Недостатки гиперпрессованного кирпича

Высокая теплопроводность позволяет использовать кирпич только как отделочный материал при возведении домов или для строительства конструкций, для которых теплопроводность некритична: беседок, колодцев, заборов.
Для резки кирпича необходимо специальное оборудование — камнерезный станок с алмазными дисками. Высокая плотность материала не позволяет выполнять его ручную рубку.
Большой вес (масса полнотелого кирпича 1НФ — 4,2 кг[6]) повышает трудоёмкость выполнения кладки, транспортировки и накладывает высокие требования на прочность фундамента.
Выгорание цвета под действием ультрафиолета. Особенно заметно выгорание на гладких боковых гранях кирпича, изделия со рваным краем теряют цвет медленнее.
Высокая стоимость (по сравнению с другими видами кирпича).

Преимущества

Малая энергоёмкость — отсутствие этапа термической обработки (сушка, обжиг или пропарка под давлением) значительно снижает энергоёмкость кирпича, на производстве задействованы только небольшие электрические мощности.

Безотходность — всё сырьё входящее в производственный процесс выходит в виде готового кирпича, любой брак реутилизируется. В процессе производства не вырабатываются отходы: ни газообразные, ни жидкие, ни твёрдые.

Утилизация отходов — отходы от других промышленных производств транформируются в облицовочные строительные материалы высокого качества, причём содержание этих отходов в кирпиче составляет 90%.

См. также

Клинкерный кирпич
Тротуарная плитка

Ссылки

1.В.Г. Киреев, В.В. Лукьяненко, Б.Г. Печеный. Перспективы производства и применения гиперпрессованного облицовочного кирпича (рус.) (PDF). Северо-Кавказский Государственный Технический Университет (2004). Проверено 30 января 2010. Архивировано 16 апреля 2012 года.
2. Compressed earth block
3. https://gip-press.ru/index.php/8-i/103-giperpressovannyj-kirpich-gost
4. https://www.primblock.ru/staff_files/HyperpressBrickHistory.pdf
5. Щукина О.Г., Архинчеева И.В. и др. Использование гиперпрессования в технологии безобжигового кирпича // Строительные материалы. — 2000. — №4 — С. 30 https://rifsm.ru/u/f/sm_04_00_s.pdf
6. Потехин А.А, Тышкевич А.В. И др. Кирпич по технологии гиперпрессования
7. ГОСТ 6133-99 «Камни бетонные стеновые»
Б.Г. Печеный, В.В. Лукьяненко. Кирпич облицовочный (гиперпрессованный) (рус.) (html). Северо-Кавказский Государственный Технический Университет (2006). Проверено 30 января 2010. Архивировано 16 апреля 2012 года.

Источник