Тротуарная плитка пользуется отличным спросом в качестве красивого, долговечного и сравнительно недорогого материала для обустройства дорожек и тротуаров.
Одинаково успешно используется как в масштабах одного участка, так и в масштабах города.
При грамотном подходе к делу производство тротуарной плитки может стать весьма прибыльным видом бизнеса.
Такое производство не потребует больших вложений, а использование специального оборудования поможет обеспечить выпуск плитки самого высокого качества, ничуть не уступающей по своим эксплуатационным качествам продукции крупных промышленных предприятий.
Как изготавливают тротуарную плитку
Технология изготовления тротуарной плитки достаточно простая: в формы заливается песочно-цементная смесь и застывает. Но плитка, изготовленная таким способом, получится рыхлой и очень непрочной.
Чтобы получить нужный продукт, используют вибропресс, в котором бетон заливается в вибрирующую матрицу, а сверху на цементный раствор давит пресс. Промышленность выпускает подобные станки.
Они рассчитаны на производство плитки в промышленных масштабах. Стоят заводские вибропрессы очень дорого, если вы не собираетесь использовать станок в коммерческих целях, то его приобретение не имеет смысла.
Изготовить данный механизм можно самому.
Вибропрессование
Для устранения вышеперечисленных недостатков и повышения производительности, разработана технология вибрационного прессования:
- приготовление бетона с минимально возможным водоцементным соотношением 0,25 – 0,3 единицы в бетономешалке;
- заполнение матрицы пресс-формы полученным бетоном;
- прессование смеси пуансоном с одновременным включением вибродвигателя.
В отличие от литья вибропрессование позволяет сразу выполнить распалубку, освобождая форму для изготовления следующих единиц продукции. Увеличивается прочность конструкционного материала, улучшается структура бетона, снижается водопроницаемость, повышается морозостойкость.
Из-за низкого водоцементного соотношения бетонной смеси в ней наблюдается дефицит цементного молочка, даже под воздействием пресса. Поэтому лицевая поверхность ФЭМ получается шероховатой, а не гладкой, как при вибролитье. Увеличивается сцепление обуви прохожих с тротуарным покрытием, отпадает необходимость в противоскользящих насечках, рифлении плитки.
Бетоносмеситель и пресс для тротуарной плитки в данном случае входят в состав одной технологической автоматической линии, действующей без участия человека по следующему принципу:
- после доставки сырья (цемент, песок, щебень, пигмент) эти материалы загружаются в раздаточные бункеры;
- дозаторами отмеряется их количество, сыпучие материалы подаются в бетоносмеситель;
- там они перемешиваются между собой и с водой в рабочую смесь;
- наклонным и перекидным транспортером бетон подается в бункер вибрационного пресса;
- дозатор отмеряет количество смеси для наполнения матрицы пресс-формы;
- пуансоном и вибратором формируются готовые изделия;
- плитка поступает в пропарочную камеру или сразу на склад готовой продукции.
Изменив настройки дозаторов, состав смеси, форму матрицы и пуансона, на этой же технологической линии можно производить вибропрессованный кирпич, тротуарный/бордюрный камень, фасадную плитку, стеновые/перегородочные блоки.
В комплектации «мини» вибрационный пресс не имеет бункера и технологической линии. Растворная смесь приготавливается в бетономешалке, насыпается в матрицу вручную.
В максимальной комплектации оборудование для выпуска прессованной плитки представляет собой мини-завод. Производительность увеличивается максимум в полтора раза, но комплектация позволяет полностью избавиться от ручного труда и исключить на 100% человеческий фактор.
В данной технологии матрица с бетонным раствором стоит на столе неподвижно. Давит вибропресс пуансоном сверху. Поэтому сильнее уплотняется лицевая часть элемента мощения, а ее тыльная поверхность получается менее прочной.
Комлектующие для вибропресса
Чтобы создать вибропресс, нужно представлять, как он работает (можно посмотреть работу заводского станка), принцип такой же.
Основные составляющие станка:
- Плита;
- Столешница;
- Пресс;
- Вибромеханизм.
Перед началом изготовления важно сделать чертежи деталей. В интернете можно найти несколько вариантов станка. Выбирать стоит по наличию комплектующих.
Есть варианты более простых вибропрессов, а есть посложнее и помощнее. Для расчета размеров станка нужно определиться с размером плитки и количеством матриц. Нет смысла создавать устройство для одной формы.
Технологии производства плитки
Прежде чем окончательно определиться с выбором станка для производства плитки, стоит четко понимать, какие технологии ее производства существуют в настоящее время. Их две:
- Вибропрессование. Бетонный раствор с низким содержанием влаги при постоянной вибрации помещается между пуансоном (элемент, оказывающий давление на рабочую смесь) и матрицей, которая определяет форму будущего изделия.
- Вибролитье. Здесь используется более жидкая бетонная смесь, которая заливается в специальные формы и подвергается вибрации вплоть до равномерного их заполнения.
В зависимости от методики, конструкция станков для производства тротуарной плитки может несколько отличаться.
Изготовление стола
Стол станка – это металлическая рама с приваренными ножками. Размеры подбираются в соответствии с предполагаемой мощностью конструкции.
Ориентировочные размеры:
- 50 на 70 сантиметров или 70 на 100 сантиметров.
- Высота ножек механизма должна соответствовать росту человека, который будет на нем работать.
- Для изготовления ножек можно использовать стальной уголок шириной 10 сантиметров, десятисантиметровую трубу или десятый швеллер.
- Нагрузка на ножки будет большой, поэтому их надо усилить косынками (стальные прямоугольники, привариваемые к ножке и станине).
Если станок не будет менять свое местоположение, то ножки рекомендуется залить бетоном.
Станок для вибропрессования
Простейший станок для производства тротуарной плитки методом вибропрессования представляет собой прочную металлическую раму, на которой закрепляются загрузочное устройство, стол для выгружной плиты, пуансон, матрица и небольшой электромотор, который отвечает за вибрацию.
Профессиональный станок для изготовления тротуарной плитки
Наиболее популярными промышленными моделями считаются Тандем, Тандем-2, РПБ 1500. Эти станки компактны, не имеют сложных механизмов, и могут обслуживаться работниками средней квалификации.
Как правило, станок имеет в комплекте несколько видов матриц, что позволяет выпускать широкий ассортимент тротуарной плитки.
Изготовление рамы
Подготовленные заготовки для рамы сваривают с помощью электросварки. Сварные швы зачищаются с помощью УШМ, затем вся заготовка окрашивается. Красить желательно в целях предотвращения появления ржавчины: цементно-песочная смесь разводится водой.
Рама должна быть без плоскостных смещений.
Изготовление столешницы
Этот элемент пресса нужно сделать с большой прочностью потому, что он будет испытывать большие нагрузки.
- Размеры стола должны совпадать со столешницей.
- Каркас выполняется из швеллера № 10 или уголка 7см на 7см.
- Заготовки нарезаются, торцуются и свариваются.
- Во время сваривания деталей необходимо следить за их ровностью – в процессе сваривания металлоконструкции могут изгибаться.
Затем вырезается прямоугольник из листа стали толщиной 10 мм, потом накладывается на приготовленную рамку и приваривается. Верхом столешницы служит лист.
Крепление столешницы на столе
Одним из способов крепления столешницы является установка ее на пружины. Достаточно установить шесть пружин длиной около 12 см и диаметром 6 см, имеющих большую жесткость.
Для пружин из трубы вырезают стаканы. Диаметры трубы и пружины должны совпадать. Пружина плотно должна сидеть в стакане на одну третью своей длины. Стаканы приваривают к столу и к столешнице, точно разметив точки их расположения.
Электродвигатель вибропресса
Для функционирования самодельного вибропресса необходим электромотор. Двигатель стоит подбирать мощнее. Рекомендуется использовать ВИ99/E. Можно использовать любой электродвигатель, соединив его посредством ремня с эксцентриком.
В зависимости от типа, двигатель крепят снизу на столешнице или на рабочем столе. Крепится электромотор с помощью болтов. Чтобы от вибрации гайки не раскручивались, используются граверные шайбы.
Вибролитье
Самым дешевым в является оборудование для тротуарной плитки по методу вибролитья. Технология состоит из последовательности операций:
- изготовление архитектурного бетона из каменной крошки, песка, цемента, воды и пластификатора в бетономешалке;
- наполнение пластиковых форм, разложенных на вибростоле, архитектурным бетоном;
- удаление воздушных пузырьков из бетона путем включения вибростола на 5 – 10 секунд в зависимости от толщины изделия;
- подрезка излишков смеси с пластиковой формочки;
- затирка тыльной поверхности ФЭМ гладилкой, малкой, полутерком;
- укладка форм штабелем с прокладками между рядами из листового пластика;
- укрывание поддонов с формами полиэтиленовой пленкой;
- распалубка через 48 часов путем нагрева форм в ванне с горячей водой в течение 2 минут;
- упаковка готовой продукции на полетах/поддонах лицевой частью друг к другу.
Как видно, технология на 70% состоит из ручного труда. На первом этапе используется универсальное строительное оборудование – бетономешалка.
Выбор по характеристикам:
- вес, габариты;
- мощность двигателя;
- объем барабана (общий и эффективный);
- скорость вращения барабана;
- конструкция (венцовая, редукторная).
Скорость вращения барабана ограничена 15 – 25 оборотами в минуту. Это максимальная частота, не приводящая к возникновению больших центробежных сил, удерживающих смесь на стенках барабана. Промышленные модели большого объема запитываются от сети 380 В. Бытовые подключаются к сети 220 В.
Кроме бетоносмесителя необходим вибростол, на котором происходит формование и уплотнение смеси. Основные параметры:
- размеры столешницы;
- вес, габариты;
- мощность потребляемая и активная;
- принуждающая сила;
- частота вращения и вибрации;
- напряжение сети.
И бетономешалку, и вибростол при необходимости можно изготовить в домашних условиях из 200 л бочки и листового и сортового металлопроката.
Оборудование для остальных технологий выпуска ФЭМ изготавливается исключительно промышленным способом.
Для расформовки используется расформовочный вибростол (см. видео ниже) или специальные нагревательные ванны.
Основным недостатком вибролитья является низкая производительность. Бетон набирает прочность двое суток. В течение этого времени формы заняты, их нельзя перемещать, требуется много дополнительного места для их временного хранения.
Изготовления пресса
Качество тротуарной плитки зависит не только от вибрации, но и от величины сжатия. Сконструировать гидропресс своими руками не получится (можно приспособить домкрат).
Проще использовать для сжатия раствора физическую силу человека. Деталь (пуансон) изготовить совсем несложно.
К столу (короткая сторона) достаточно приварить кронштейн с осью. Из профиля изготавливается рычаг, на одном конце которого находится втулка, на другом ручка. Рычаг не должен быть слишком длинным. Он крепится к пуансону. На рукоятке располагается пульт включения/выключения электродвигателя.
Принцип работы вибростола для плитки
Самый простой способ – это отливка плитки в готовые формы. Однако полученный материал получается рыхлым, и по прочности уступает даже обычному бетону. К тому же, из-за компактных размеров, сложно добиться равномерной усадки смеси.
В результате не образуются прочные связи между составными компонентами, а в теле плитки остаются воздушные пустоты. Кроме банальной потери прочности, в трещины и полости проникает вода. При минусовой температуре, образовавшийся лед разорвет уложенные блоки.
Для получения более плотного и качественного искусственного камня, оборудование для производства тротуарной плитки оснащается вибратором. Промышленные образцы работают именно по такому принципу.
Вибропресс для плитки производит прочный камень с гладкой лицевой поверхностью, которая не пропускает влагу.
В форму загружается смесь, затем она уплотняется давлением и виброустановкой, после чего камень сохнет в определенных условиях. Чем более мощное давление воздействует на материал, тем качественнее получается продукция на выходе.
Причем наилучшая плотность получается при использовании вибропрессования, то есть одновременного воздействия давления и вибрации.
Такой станок стоит немалых денег, для производства блоков в домашних условиях это непозволительная роскошь (если конечно вы не занимаетесь коммерцией). Поэтому для разовых работ, есть смысл изготовить вибропресс своими руками.
Существует две концепции, каждая из которых имеет преимущества и недостатки. При этом любой станок можно изготовить при минимальных затратах.
Обратите внимание
Самодельный вибропресс с матрицей на одну плитку – устройство неудобное и нерентабельное. Даже если вы создаете станок исключительно для личного пользования (не говоря о коммерческом использовании), добавление 2-3 ячеек не сильно усложнит проект, а скорость производства увеличится многократно.
Как работает вибропресс
Перед началом работы на самодельном вибропрессе, нужно правильно приготовить цементно-песочную смесь.
Смесь состоит:
- Цемент марки М 500;
- Щебень (фракция 5-10);
- Песок (фракция 2,5);
- Добавки и красители;
- Вода.
Чтобы сделать плитку высокого качества, смесь должна быть жесткой. Плитка должна иметь пониженное впитывание влаги и повышенную морозостойкость.
Проверить приготовленную смесь можно с помощью усеченного конуса, опустив его в раствор. Смесь считается качественной, если стальной конус вошел в смесь на 50 мм.
- Перед заполнением цементно-песочной смесью матрицы должны смазываться маслом.
- Делается это, чтобы цемент не адгезировался на стенках матрицы.
- Затем цементную смесь распределяют по формам.
- Матрица должна совпадать с пуансоном. Нажимая на рычаг, ненадолго включают электромотор.
- После этого заготовка вынимается из матрицы и раскладывается на сушку.
При большом желании, минимальном наборе инструмента и материала, изготовить вибропресс самостоятельно – вполне выполнимая задача.
Технология производства тротуарной плитки вибропрессованием
Чтобы получить качественное изделие, применяют полусухой рабочий раствор. Для гарантии соблюдения рецептуры на производстве используют полную автоматизацию процесса, предусматривающую монтаж технологической линии. В быту необходимо использовать несколько рекомендаций, позволяющих добиться на выходе хоть и не стопроцентно идеальной, но приближенной к этому показателю плитки.
Приготовление бетона
Рисунок 2. Готовая плитка
Чтобы изготовить раствор, подходящий для заливки в матрицу вибропресса, делающего тротуарную плитку, необходимо дополнительное оборудование — бетоносмеситель. В матрицу, размещенную на столе, подают уже готовую смесь. После опускания пуансона она сжимается в форме, затем на бетон действует вибрация, создаваемая одновременно столом и пуансоном.
Состав смеси включает следующие ингредиенты:
- Вяжущий компонент: цемент. Лучше использовать М500, чтобы материал был более прочным и схватывался быстрее.
- Наполнители: щебень (фракция 5–10) и крупнозернистый песок (фракция не меньше 2,5).
- Добавки: пластификаторы, а также краситель раствора.
- Вода.
Требования к бетонному составу для изготовления брусчатки вибропрессованием
Используя вибропресс для производства тротуарной плитки, необходимо учитывать повышенные требования, касающиеся бетонного состава. Технология предполагает наличие только жестких смесей. Невысокое водоцементное соотношение применяют при выпуске изделий, отличающихся повышенной морозостойкостью, а также низким свойством поглощения влаги. Также такие материалы обеспечивают сохранение правильной формы и гарантируют точность геометрических параметров.
Жесткость примененного бетона определяют, контролируя осадку его конуса. Это наиболее действенный и простой метод, позволяющий получить достаточное представление, насколько подвижной получилась бетонная смесь. Проводят такое испытание, применяя усеченный металлический конус.
Емкость заполняют раствором за три приема, выполняя ее уплотнение металлическим стержнем. Затем оборудование переворачивают, фиксируют на выверено ровной плоскости и снимают конус. Когда прекращается усадка раствора, измеряют разницу его первоначальной и конечной высоты. Если она не превышает показателя в 50 мм — смесь малоподвижная.
Именно такой раствор подходит для изготовления качественной тротуарной плитки, поскольку процесс ее формования из малоподвижных смесей нуждается в воздействии вибрации и непосредственного давления, чтобы устранить гарантированно все пустоты. Их отсутствие обеспечивает монолитность, а значит, прочность готового изделия. Малейшее нарушение соотношения воды способно существенно снизить итоговую прочность плитки.
Формование
Рисунок 3. Формировка бетона
Процедура формования тротуарной плитки происходит так:
- сначала на станину вибропресса кладут деревянный поддон с помещенной на нем специальной металлической матрицей, задающей внешний вид, а также габариты будущего изделия;
- затем внутрь матрицы заливают готовую бетонную смесь;
- чтобы она целиком заполнила форму, на короткое время запускают вибрацию;
- изделие набирает форму и требуемые параметры при воздействии вибрации, а также давления пуансона, опускаемого в матрицу для создания необходимого давления;
- после завершения формования продукта матрица одновременно с пуансоном поднимается, оставляя на деревянном поддоне готовое изделие, которое вместе с ним перемещают на сушку в приспособленное место.
Сушка
Мероприятие, связанное с сушкой и завершающим затвердеванием плитки происходит в естественной среде либо внутри пропарочной камеры, где поддерживается заданный уровень влажности и температуры.
Сушка на воздухе — длительное мероприятие, требующее минимум двух суток. Период процесса зависит только от влажности атмосферы и температуры окружающей среды. Внутри пропарочной камеры процесс длится быстрее — 4–8 часов.
