Ответы на вопросы по архитектуре и строительству (Вариант 5)

Задание № 50 для письменного опроса по темам раздела «Инновационные материалы различного назначения из разных видов сырья» по дисциплине «Инновационные материалы в строительстве» по направлению 08.04.01 «Строительство», магистерская программа «Промышленное и гражданское строительство» 1.Фасадная система для здания с несущими или самонесущими стенами с облицовкой сайдингом (область применения, описания, особенности, достоинства и недостатки системы, применяемые материалы). 2.Трёхслойные фасадные конструкции (СИП-панели) ( конструктивное решение, назначение и область применения, используемые материалы, технология и оборудование для производства). 3.Материалы изделия на основе стекла, комбинированные с другими видами сырья — стеклокремнезит, стеклокерамит, порокремнезит, пенодекор, пеностекло и др. 4.Оборудование, применяемое для производства керамических изделий. Лектор, В.А. Рязанова доцент (подпись, дата) (инициалы и фамилия) 1.Фасадная система для здания с несущими или самонесущими стенами с облицовкой сайдингом (область применения, описания, особенности, достоинства и недостатки системы, применяемые материалы). Сайдинг (по-английски siding — наружная облицовка) — это обшивка стен здания, которая выполняет две задачи: — защита от атмосферных осадков, ветра и солнца. — декорирование фасада (эстетическая функция). Облицовка дома сайдингом – это один из наиболее бюджетных и одновременно удачных вариантов для фасада зданий. Он бывает цокольным, керамическим, цементным, деревянным, акриловым, пластиковым и металлическим. Цокольный сайдинг – это хорошая защита вашего дома от механических воздействий и скачков температур. Он производится из поливинилхлорида и выглядит как разнообразные панели, имеющие крепёжную кромку и замок-защёлку. По длине панели могут быть различными, так как этот фактор напрямую зависит от производителя. Стандартная ширина панели – около 20 сантиметров, тогда как стандартная длина составляет от трёх до четырёх метров. Цокольный сайдинг прост в установке, и отделать им дом позволяется в любое время года. Преимущества цокольного сайдинга: лёгкость; морозостойкость; атмосферостойкость; не деформируется; не требует покрытия краской; большой ассортимент. Сайдинг из акрила — современный облицовочный материал, который изготавливается из акрил-стирола. Бывает как вертикальным, так и горизонтальным. Акриловый сайдинг вертикального производства более прост в установке, чем горизонтальный. Плюсы и минусы акрилового сайдинга: морозоустойчивость; лёгкость монтажа; экологичность; легко моется и не портится от моющих средств; высокая цена; некачественный акриловый сайдинг быстро портится. Виниловый (пластиковый) сайдинг – это листы из поливинилхлорида, производимые толщиной около сантиметра, шириной от десяти до тридцати сантиметров, и длинной от двух до шести метров. Если вы осуществите обшивку наружных стен дома данным материалом, то вы получите «дышащую», экологически чистую обшивку за счёт наличия в материале специальных каналов, отводящих конденсат и осуществляющих своего рода вентиляцию. При должном уходе и правильной эксплуатации, виниловый сайдинг прослужит вам не менее сорока лет. Преимущества и недостатки винилового сайдинга: материал прост в эксплуатации; не подвергается коррозии; пожаробезопасен; нетоксичен; не требует обработки; оптимален для нашего климата; к нему не пристаёт грязь; его легко мыть; имеет небольшой вес; широкий спектр цветовых решений; гибкость и пластичность; стоит относительно недорого. Материал не устойчив к температурам; повреждённые панели не подлежат восстановлению и заменить их достаточно сложно; под действием порывов ветра панели могут расшатываться; при постоянном воздействии УФ- лучей, цвет начинает выгорать. Металлический сайдинг – самый востребованный материал для отделки наружных стен современных домов. Он представляет собой профилированый лист из стали, который покрыт полимером и цинком. Максимальной стандартной длинной является шесть метров, стандартная ширина составляет от 120 до 300 миллиметров. Поверхность может иметь теснение или быть гладкой. До недавнего времени он использовался исключительно в производственной и торговой сфере, однако сегодня он приобрёл более эстетичный вид и широко используется в качестве наружной отделки жилых домов. Преимущества и недостатки металлического сайдинга: материал стойкий к перепадам температур и высокой влажности; не гниёт; требует минимального ухода; срок службы – от 50 лет; пожаробезопасен; способен вынести как сильную жару, так и сильный холод; широкий спектр цветовых решений; высокая прочность; ударостойкость. сложность в монтаже из-за непластичности материала; подвержен коррозии; шумит во время дождя; большой вес; не позволяет произвести полноценную теплоизоляцию; высокая цена. Цементный вариант сайдинга производится с добавлением волокон целлюлозы, и считается весьма инновационным и востребованным материалом. Выпускается такой материал, как правило, плоскими полосками длинной около трёх метров, шириной около двадцати сантиметров и толщиной в один сантиметр. Материал не имеет замковых соединений, и монтируется «внахлёст», с применением специальных кондукторов. Крепится на саморезы. При облицовке жилых домов цементный сайдинг применяется довольно редко. Преимущества и недостатки цементного сайдинга: минимальная деформация из-за перепада температур; высокопрочность; экологичность; пожаробезопасность; не гниёт; отлично выполняет шумоизоляционную функцию. требует наличия влагозащитной плёнки, поскольку пропускает влагу; высокая цена; большой вес, требующий установку массивного каркаса; при неправильном монтаже, приводит к снижению качественных характеристик облицовки. Выбирая облицовку для дома из дерева, стоит обратить внимание на виниловый сайдинг. Наибольшей популярностью пользуется такой сайдинг из винила, который имитирует натуральное дерево. Такой материал будет весьма устойчив к влаге, он предотвратит появление бактерий, и при всём этом будет весьма экологичен. Сайдинг по типу установки и креплению рядовых панелей, делится на два вида: вертикальный и горизонтальный. Вертикальный имеет следующие особенности: симметричный форм-фактор панелей, вертикальная установка панелей. В России подобный тип панелей распространен мало и используется в основном для отделки нежилых помещений (кафе, автомойки, торговые павильоны). Горизонтальный сайдинг: панели, имитируют два основных вида деревянной обшивки: «корабельная доска» и «елочка». Еще одна форма панелей — «под бревно», так называемый «блок-хауз». Распространена она крайне мало из-за высокой дороговизны самих панелей. В этом случае применяется другая технология изготовления внешнего слоя: как правило, ламинирующая пленка с рисунком-имитацией натурального некрашеного дерева. Длительного опыта использования подобных панелей нет. 2.Трёхслойные фасадные конструкции (СИП-панели) (конструктивное решение, назначение и область применения, используемые материалы, технология и оборудование для производства). СИП панели являются достаточно простыми изделиями, изготовленными из пенополистирола и ориентировано-стружечных плит. Благодаря тому, что 90% толщины панели составляет пенопласт, изделие получается с очень высокими теплоизоляционными свойствами. Стандартные плиты имеют толщину около 17 см, что дает возможность строить очень тонкие стены и перегородки, создавая просторные помещения. Конструктивно СИП-панель представляет собой трехслойную плиту – утеплитель посередине и по краям два листа ОСП, склеенных между собой специальным клеем под высоким давлением. В качестве утеплителя чаще всего используется вспененный пенополистирол. Проще говоря, СИП — это структурная изоляционная панель, еще проще: строительный элемент возведения стеновых перегородок и каркасов домов. Представляет собой сочетание пары плит ОСП обволакивающих экструдированный пенополистирол. Слои “пирога” промазываются полиуретановым клеем и под прессом с усилием 18 тонн надежно приклеиваются друг к другу. Постройка, возведенная из СИП-панелей, имеет свои достоинства и недостатки. Каркасный метод домостроения с использованием многослойных панелей стал одним из наиболее востребованных в нашей стране, так как он позволяет возводить легкие и при этом прочные, долговечные дома с отличными теплотехническими характеристиками. Достоинства. 1. Простота и высокая скорость строительства. Крупные габариты и незначительный вес панелей позволяют быстро возводить любые постройки без особых навыков и при наличии минимального набора инструментов. 2. Небольшая масса материала (около 20 кг на квадратный метр панели) значительно облегчает общий вес строительной конструкции, к тому же не требуется возведения сложного массивного фундамента (как для кирпичной кладки). Начать строительство дома станет возможным уже после монтажа простого ленточного фундамента. Применение SIP панели, освобождает фундамент от сильных нагрузок, масса СИП панели редко превышает 60 кг. 3. Высокие показатели теплоизоляции. SIP-панели обладают очень малое значение теплопроводности. Потребуется стена толщиной более двух метров, чтобы заменить по этому показателю одну СИП-панель. Высокие показатели теплоизоляции помещений позволяют сэкономить значительные средства на отоплении. 4. Прекрасная шумоизоляция. Пенополистирол значительно препятствует проникновению звуков. Даже не большая толщина пенополистирола блокирует распространение звуковых волн. Спокойный сон гарантируется, уличный шум останется за окном. 5. СИП-панели не подвержены воздействию грибка, что весьма важно для влажного климата. 6. Долговечность панелей составляет более 60 лет. 7. Всесезонность постройки. Монтаж строений из описываемого материала может производиться круглый год и в любую погоду. Сжатое время на строительство особенно привлекает заказчиков садового домика. Небольшая дача из СИП панелей будет построена за майские праздники. Для дома посерьезнее, времени уйдет не намного больше, так двухэтажное строение, площадью в 150 м2 будет сдано «под ключ» за 3 -4 недели. 8. При монтаже СИП-панелей не образуется отходов. 9. Легкая транспортировка СИП-панелей. Незначительная масса одной СИП панели позволяет организовать разгрузочные работы малыми силами. Испытания и тесты SIP панели. Заводские испытания проводятся постоянно, продукцию тестируют по многочисленным показателям. При исследованиях, СИП панели подвергают продольной и поперечной многократной нагрузке, проверяя устойчивость к разрушению механическими методами воздействия. Так было выявлено, что СИП панель способна выдержать продольную нагрузку в 10 тонн. Сломать поперек СИП панель можно только нагрузив перекрытие только массой в 2 тонны на м2. Недостатки СИП панели. Есть и некоторые недостатки у данного вида строительного материала: 1. Горючесть. За счет обработки специальным составом горючесть СИП-панелей ниже в несколько раз, если сравнивать с аналогичным показателем обычной древесины. Пенополистирол не горит, а тлеет с процессом самозатухания. Главную озабоченность у потенциальных покупателей, вызывают проблемы связанные с огнестойкостью СИП-панелей. Резонно озаботится о пожарной безопасности, так как листы ОСП, это в первую очередь, древесная стружка на 90%. Но при детальном рассмотрении оказывается, что оснований для беспокойства нет. Во-первых, каждая панель обрабатывается специфическим раствором антипирена — средство противостоящие процессам горения. Антипирен повышает огнестойкость листов ОСП в 7 раз, если сравнивать с обыкновенной древесиной. Во вторых, свойства экструдированного пенополистирола, не предполагают горение вовсе, материал лишь плавится и без стороннего прямого воздействия пламени просто самозатухает. 2. С точки зрения экологичности и безопасности воздействия на организм человека доказано, что количество выделяемых вредных летучих веществ не представляет какой-либо угрозы. Материал не является опасным для здоровья. Клеевые составы и смолы конечно содержат минимальное количество формальдегида в СИП панелях, но не более чем шкаф-купе в вашей прихожей. 3. При сборке конструкции образуются небольшие зазоры и щели, что приводит к возникновению сквозняков. Это требует проведения дополнительных мероприятий по герметизации. 4. В местах соединения плит и каркаса строения может скапливаться конденсат. Самый распространенный центральный слой СИП панели изготавливается из экструдированного пенополистирола. Ячеистое строение вмещает много воздуха, при этом полимерная составляющая добавляет изделию ряд уникальных преимуществ: — полное отсутствие водяного поглощения. Многократные испытания показали, отсутствие впитывания влаги, даже после 10 суточного погружения материала в воду. Максимальное впитывание составило 0,4% жидкости к тестируемому объему; — паропроницаемость в пределах 0,05 Мг/м*чПа, что соответствует значениям сосновых или дубовых древесным породам; — низкая паропроницаемость препятствует образованию благоприятной среду для размножения микроорганизмов и болезнетворных грибков. Технология отделки домов из СИП панелей этим интересным отделочным материалом выглядит так: — весь дом «оборачивается» ветрогидрозащитной мембраной; — делается обвязка из деревянного бруса и доски; — монтируется сайдинг; — закрываются углы, оконные проемы и откосы. Каждый из этапов имеет свои нюансы. В комплект оборудования входит. 1.Входной сборочный стол (сборка, перемещение панелей). 2.Выходной разгрузочный стол (перемещение панелей). 3.Установка для ручного нанесения клея. 4.Пневматический пресс (опрессовка панелей) Лист облицовки ОСП(OSB) укладывается на входной сборочный стол. Затем укладывается лист пенополистерола, на который при помощи установки для ручного нанесения клея наносится клей. Далее лист пенополистерола переворачивается и клей наносится на обратную сторону. Сверху укладывается второй лист облицовки ОСП(OSB) и сборка первой панели на этом заканчивается. Цикл сборки панелей повторяется. Штабель собранных панелей перемещают в пневматический пресс на период полной полимеризации клея (время полимеризации зависит от характеристики клея). Пока партия панелей находится в прессе, собирается следующая партия панелей. Штабель готовых панелей перемещают на выходной разгрузочный стол. 3.Материалы изделия на основе стекла, комбинированные с другими видами сырья – стеклокремнезит, стеклокерамит, порокремнезит, пенодекор, пеностекло и др. Для облицовки зданий используют интенсивно окрашенное листовое стекло. Оно хорошо сочетается с остеклением слабо окрашенных стекол того же цвета. Размер листов до 1500×3000 мм. Декоративный эффект достигается благодаря окраске поверхности листов электрохимическим способом. Чаще всего готовят листы бронзового цвета со светопропусканием в видимой области спектра 15-20 %. Для внутренней облицовки и устройства перегородок применяют декоративный триплекс. Это листы стекла с запрессованной цветной или декоративной пленкой или тонкой тканью. Работы с триплексом и его эксплуатация безопасны, так как при разрушении он не распадается на осколки. Максимальные размеры листов 1150×2500 мм при толщине 6 мм. Стеклокремнезит получают спеканием гранул с добавками. Его используют в основном для производства монументально-художественных панно. Кроме стеклобоя в состав формовочной массы вводят наполнители (песок, молотую глину, шамот). После завершения спекания отформованные плиты подвергают обжигу. Из стеклокремнезита чаще всего готовят стекломозаичную плитку с прочностью на сжатие до 70-80 МПа и на изгиб до 14-16 МПа. Стеклокерамит выпускается в виде декоративно-мозаичных плит. Это керамический материал, лицевая поверхность которого декорирована цветным стеклогранулятом. Он имеет высокую прочность на сжатие 130-150 МПа, на изгиб 25-30 МПа, водопоглощение 1,5-2,5 %, морозостойкость не менее 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Порокремнезит — декоративно-облицовочный материал на основе стеклобоя и кварцевого песка. Обладает высокими декоративными и физико-механическими свойствами, но в связи с пониженной плотностью его использование для наружной облицовки зданий ограничено. Плиты порокремнезита получают спеканием смеси из стеклобоя и кварцевого песка. Дно формы сначала посыпают песком, затем засыпают смесь стеклобоя с песком слоем 15-20 мм. Для верхнего декоративного слоя толщиной 3-5 мм используется цветной стеклобой или стеклобой, смешанный с красителями. Тепловая обработка производится в туннельных печах с газовым обогревом в следующей последовательности: нагрев, плавление и вскипание, кристаллизация, отжиг. Для снижения плотности в основной слой плиток вводят газообразующие вещества (уголь, карбонаты, различные отходы). В результате тепловой обработки вспененные плиты порокремнезита приобретают текстуру пенобетона. Порокремнезит выпускается в виде плит толщиной 15-20 мм, размеры 150×200; 200×300 и 300×400 мм с прочностью при сжатии до 13 МПа, при изгибе до 3 МПа, водопоглощением не более 5 %, коэффициентом теплопроводности 0,35-0,5 Вт/м°С и плотностью 1000-1700 кг/м3. Пенодекор — новый облицовочный материал, предназначенный для наружной и внутренней облицовки жилых и промышленных зданий, а также для декоративной отделки помещений и сооружений общественного назначения. Изделия представляют собой плиты размером 450×450 мм, толщиной до 40 мм, лицевая поверхность которых покрыта стекловидной пленкой широкой гаммы цветов. Тыльная поверхность плит имеет развитую шероховатую поверхность, что обеспечивает качественное сцепление плит с раствором при монтаже. Паропроницаемость облицовки обеспечивается за счет швов между плитками пенодекора. Декоративный эффект достигается за счет поверхностного слоя или окрашивания всей массы. В качестве красителей используют керамические краски, оксиды металлов и цветной стеклобой. Пенодекор из стеклобоя имеет плотность 800-1200 кг/м3, прочность на изгиб 0,6-0,8 МПа, морозостойкость не менее 25 циклов. Пеностекло — это материал, химический состав которого аналогичен обычному стеклу. Производится путем вспенивания стеклянной массы с образованием тысяч ячеек. Его используют для утепления и звукоизоляции жилых и промышленных зданий. Характеристики 1.Теплопроводность пеностекла. Этот показатель у материла составляет 0,04 Вт/м*с. Если сравнивать пеностекло с древесиной, то последняя в два раза хуже защищает от холода. А минеральная вата проигрывает в этом отношении на 20-30%. Такой уровень теплопроводности объясняется тем, что структура утеплителя представляет собой огромное количество замкнутых ячеек, которые разделены тоненькими перегородками. 2.Прочность пеностекла. Один метр квадратный пеностекла выдерживает давление в 40-100 тонн. Иными словами, этот показатель составляет 0,5-1,2 МПа. Это очень прочный материал на сжатие, причем, это качество не ухудшается со временем и в процессе эксплуатации. Что касается прочности ударной, то этот показатель у пеностекла намного ниже. Его можно разбить, применив сильное механическое воздействие, что накладывает определенные ограничения в его использовании. 3.Устойчивость перед низкими и высокими температурами. Стандартный блок утеплителя способен выдерживать +300 градусов по Цельсию, не разрушаясь и не оплавляясь. Если в материал в процессе производства добавлялись специальные добавки, то термостойкость возрастает до 1000 градусов выше нуля. Также не страшны пеностеклу экстремально низкие температуры. Контакт с жидким азотом до -200 градусов не вредит теплоизолятору. 4.Звукоизоляция. Пеностекло способно гасить звуковые волны не хуже минеральной ваты. В цифрах этот показатель составляет 45-56 децибел. 5.Плотность пеностекла. Изначально этот материал пытались использовать в качестве плавающего вещества. Это объясняется его низкой плотностью — всего 100-250 килограммов на кубометр. Если сравнить с плотностью сухого дерева, то у последнего данный показатель равен 550-750 кг/м3. 6.Влагостойкость. Пеностеклянные блоки поглощают до двух процентов воды от собственного объема. Это значит, что они почти не впитывают влагу. Вещество не вступает в контакт с водой и никак не изменяет своих свойств под ее воздействием. 7.Паропроницаемость. Этот жесткий теплоизолятор может вполне выступать и в роли пароизолятора, поскольку паропроницаемость пеностекла близка к нулевой. Всего 0,005 мг/(м*ч*Па). 8.Устойчивость к химическому воздействию. Пеностекло — это практически химически инертный материал. Щелочь, кислота, агрессивный газ, нефтепродукты по отдельности или в сочетании не способны нанести вред этому утеплителю. Также не вступает данный теплоизолятор в реакцию с большинством строительных смесей. Единственной угрозой для пеностекла является плавиковая кислота. 9.Биологическая устойчивость. У пеностекла несравнимо лучшая стойкость перед микроорганизмами, грызунами и насекомыми, чем у большинства органических теплоизоляторов. Поскольку утеплитель не впитывает воду, в нем не смогут завестись грибки и плесень. А грызунам этот материал просто не по зубам из-за своей твердости и прочности. 10.Экологичность. Пеностекло химически инертно, что гарантирует его высокий уровень экологичной чистоты. В отличие от полимерных составов, этот утеплитель не горит, не выделяет токсических газов и соединений, отравляющих окружающую среду. Со временем пеностекло не разрушается, а значит, так же не продуцирует продуктов распада. Основными плюсами этого утеплителя являются: Отличные показатели теплоизоляции. Этот практически универсальный материал хорошо утепляет стены, фундамент, кровлю и трубы. Его активно используют для изоляции объектов с повышенной пожароопасностью и там, где имеют место высокие температуры. Долговечность. Большинство производителей этого материала указывает не менее ста лет эксплуатации без потери изоляционных качеств. Перепады температур не вызовут разрушения пеностекла. Его рабочие диапазоны составляют от +650 до -250 градусов. Также утеплитель не подвержен деформациям, усадке и прочим изменениям габаритов в процессе эксплуатации. Хорошая звукоизоляция. Блок или слой гранул пеностекла толщиной 100 миллиметров способен заглушить рокот трактора под домом. С такой изоляцией вы можете не бояться проникновения посторонних звуков извне. Негорючесть. Этот материал практически не способен гореть. При высокой температуре пеностекло будет лишь плавиться, не выделяя при этом никаких вредных соединений и дыма. Легкость монтажа. Установка блоков или плит пеностекла подобна укладке пенобетона. Режется этот материал посредством обычной ножовки. Также с ним легко работать благодаря небольшому весу. Кубометр утеплителя весит примерно 160 килограммов. Санитарная безопасность. Пеностекло не станет местом сосредоточения вредителей, а также не продуцирует никаких вредных летучих соединений. Его можно использовать в помещениях общественного типа, детских учреждениях и больницах. Недостатков у этого утеплителя немного. Но их, безусловно, необходимо учитывать, выбирая материал в качестве теплоизолятора: 1.Большая стоимость. Пеностекло является на сегодняшний день самым дорогостоящим утеплителем среди всех существующих. Объясняется высокая цена пеностекла тем, что его производство связано с большими энергозатратами. Отжиг материала — технологически сложный процесс, который требует много энергии и наличия современного дорогостоящего оборудования. 2.Низкая ударная прочность. Несмотря на свою жесткость и хорошую прочность на сжатие, пеностекло является хрупким материалом и может легко трескаться при сильных ударах. Кроме того, треснутые блоки непригодны в качестве утеплителя, поскольку их теплоизоляционные качества ухудшаются. 3.Низкая паропроводимость. В определенных условиях практически нулевая паропроницаемость утеплителя может быть недостатком. Если само пеностекло не подвержено воздействию плесени и грибков, то стена, которую оно покрывает, может подвергаться заражению. 4.Оборудование, применяемое для производства керамических изделий. Совершенствование оборудования для производства керамических изделий в России и за рубежом в последние десятилетия идет в основном за счет автоматизации и механизации производственных процессов, машин и оборудования, а также применения новых конструкционных материалов. При подготовке глиномассы в технологических процессах получения керамических изделий в последнее время применяются глинорастиратели и вальцы тонкого помола. Глинорастиратель (рис. 1) представляет собой чашу 1, внутри которой вращается крыльчатка 2 с лопастями 3. Под чашей расположена тарель 4, которая приводится во вращение приводом 5. Этот же привод приводит во вращение крыльчатку 2. Рисунок 1 – Глинорастиратель Глиномасса загружается через приемный бункер 6 и попадает в чашу 1, боковая поверхность которой перфорирована. Посредством лопастей 3 глиномасса продавливается через отверстия чаши и попадает на тарель, откуда скребками 7 снимается с тарели и направляется на дальнейшую переработку. Производители кирпича, черепицы и других керамических изделий все чаще сталкиваются с повышенными требованиями к качеству продукции, которая при использовании сегодня большего объема низкосортного сырья требует более тщательной переработки. Основными механизмами в технологических линиях по подготовке сырья для строительной керамики служат вальцы. Представляет интерес конструкция вальцов сверхтонкого помола (рис. 2) французской фирмы СЕРИК. Рисунок 2 – Вальцы сверхтонкого измельчения: а — система скребков; б — трапециевидный клин; 1 — гидравлическая защита; 2 — выстав зазора; 3 — система точения; 4 — автоматический привод выбора скорости точения валков; 5 — система очистки валков; 6 — боковое уплотнение Общую жесткость конструкции обеспечивает высокоребристая сварная стальная станина. Большеразмерные валы вращаются на самоустанавливающихся двухрядных роликовых подшипниках, вставленных в подвижные корпуса. Валки оснащены бандажами из отбеленного легированного чугуна (Ni, Сг, Мо) твердостью 500—550 НВ, которые насажены на разрезные стяжные кольца, что позволяет при замене не демонтировать опорные подшипники и ступицы. Управление всеми операциями наладки и подналадки осуществляется программируемым автоматом, который обеспечивает автоматическое поддержание зазора 0,8 мм. Быстрое и точное точение валками при их износе выполняется встроенным токарным устройством. Модернизация и разработка нового прессового оборудования имеют некоторые общие тенденции. Одной из них является увеличение производительности прессов, что приводит, однако, к увеличению удельной металлоемкости и энергоемкости. Так, например, для пресса 90 AD фирмы Stell (США) производительностью 18 тыс. шт/ч мощность электродвигателя составляет 405 кВт, а для пресса С МК-376 Могилевского завода «Строммашина» производительностью 25,8 тыс. шт./ч мощность электродвигателя составляет 467 кВт. Некоторые фирмы производят прессы с различной частотой вращения шнекового вала, что позволяет найти оптимальную зависимость между производительностью и потребляемой мощностью пресса при различных реологических свойствах формуемых глин. Большое значение сегодня имеет применение для формования в шнековых машинах сырья пониженной влажности (около 14%). В этом случае отформованный сырец подается непосредственно на вагонетки и направляется в обжиговую печь, минуя стадию сушки. Многолетний опыт эксплуатации шнековых прессов показал, что они не всегда обеспечивают высокое качество изделий и дальнейшее повышение производительности. Несмотря на значительное усовершенствование конструкций этих прессов за последние годы в России и за рубежом, они сохранили основные недостатки, к которым в первую очередь относятся: свилеобразование, повышенные затраты энергии на формование, большой износ рабочих органов, нагрев массы от трения внутри цилиндра, различные скорости слоев в поперечном сечении глиняного бруса, низкий коэффициент полезного действия. В связи с этим насущной необходимостью стало решение вопросов, связанных с созданием таких конструкций формующих машин, которые наряду с высокой производительностью выпускали бы изделия высокого качества. Стремление избежать недостатков, присущих формованию, на шнековых прессах реализовалось в разработке бесшнековых конструкций формовочных машин. Известные конструкции бесшнековых прессов для пластического формования глиномасс можно условно разделить на роторные и прессы с бесконечными лентами. В 1972 г. западно-германская фирма Rieterwerke изготовила Европресс; в нем шнек заменен ротором с кольцеобразными желобами, из которых глиномасса извлекается гребенкой и направляется в формующую головку, а материал практически без перемещения в пазах транспортируется до уплотняющей зоны пресса. Уплотнение массы начинается непосредственно перед срезывающими ножами. На рис. 3 представлена конструкция роторного пресса. Рисунок 3 – Схема роторного пресса (А А — разрез ротора): 1 — ротор; 2 — корпус пресса; 3 — питающий валок; 4 — съемный нож; 5 — переходной элемент; 6 — головка; 7 — мундштук Европресс имеет к.п.д. подачи 70—80%. Это достигается за счет того, что у Европресса практически отсутствуют обратные потоки в каналах ротора. Основной недостаток роторных прессов — сравнительно низкое удельное давление прессования в камере сжатия, обусловленное недостаточной силой сцепления стенок камеры ротора с формуемой массой, так как транспортирующая способность и давление создаются силами трения о стенки кольцевых проточек ротора, имеющих по всей длине постоянное сечение. При этом одна из поверхностей имеет неподвижную стенку, которая оказывает значительное сопротивление перемещению массы вдоль камеры. Следовательно, роторные прессы предпочтительнее для формования масс, у которых высокая влажность (18—25%), что является их существенным недостатком. В роторных, как и в шнековых прессах, функции транспортирования глиномассы и ее формования разделены; для формования также используется мундштук, поэтому полностью избавиться от свилеобразования в изделиях при использовании этих машин, вероятно, невозможно. В то же время противотечение глиномассы в желобах роторных прессов минимально или отсутствует совсем, что, несомненно, уменьшает энергозатраты на транспортирование глиномассы и позволяет при необходимости значительно увеличить производительность машины без большого увеличения мощности привода. Весьма перспективными являются прессы с бесконечными лентами. Первый пресс такой конструкции (рис. 4), разработанный в России и эксплуатирующийся многие годы на Котельском кирпичном заводе, включает 4 формующих ленточных транспортера — 2 горизонтальных и 2 боковых, образующих в сечении прямоугольник со сторонами, равными на выходе размерам кирпича. Этот пресс имеет производительность более 4 тыс. шт./ч кирпича при удельном расходе энергии 1,8—2,5 кВт на 1 тыс. шт. кирпича. У шнекового пресса этот показатель равен 17—20 кВт на 1 тыс. шт. кирпича. Рисунок 4 – Схема бесшнекового пресс Известен проект пресса с бесконечными лентами западно-германской фирмы Riterwerke (рис. 5). Рисунок 5 – Пресс фирмы Ftiterwerke Отличительная особенность прессов с бесконечными лентами — совмещение процессов транспортирования и формования в одном рабочем канале переменного сечения, образованном бесконечно движущимися поверхностями. В нашей стране ведутся широкомасштабные работы по разработке и испытанию бесшнековых прессов. Разработано несколько вариантов конструкций бесшнековых прессов с бесконечными лентами, которые образуют камеру переменного сечения с движущимися стенками и исключают необходимость установки головки и мундштука для получения бруса заданного сечения. На рис. 6 приведена схема бесшнекового пресса. Рисунок 6 – Схема бесшнекового пресса Пресс состоит из приводного формующего валка с кольцевой канавкой, ширина которой соответствует ширине формуемого бруса, барабана 6 и роликов 10, которые охватываются прижимными лентами 8; их ширина соответствует ширине кольцевых канавок валка 1, так же как и ширина роликов 10. Ролики 10 и лента 8 введены в кольцевые канавки валка 1 и образуют камеры уплотнения переменного сечения, размеры которых на входе больше, чем на выходе. Размер на выходе соответствует ширине формуемого бруса. Лента 8 имеет поддерживающее устройство, ролики 7 и ролик 9 регулирования натяжения ленты. Пресс снабжен питающим устройством 5 и подающим валком 3, съемными ножами — верхними 12 и нижними 77 и заключен в корпус 2, верхняя часть которого образует вакуум-камеру и имеет патрубок 4 для соединения с вакуум-насосом. Ленточный пресс работает следующим образом: пластичная масса питающим устройством 5 и подающим валком 3направляется в пространство, образованное кольцевыми канавками формующего валка 7 и прижимной лентой 8, увлекается в камеры уплотнения в виде готовых брусков заданного сечения и направляется съемными ножами 77 и 12 на отводящий транспортер. Скорость движения ленты 8 принимается равной окружной скорости внутреннего диаметра кольцевой выточки валка 7. Таким образом, в бесшнековом прессе при движении массы в пространстве между вращающимся валком и движущейся лентой происходят ее уплотнение и прокат с получением необходимых размеров бруса. Качество уплотнения бруса обеспечивается выбором длины камеры уплотнения: диаметром валка 7 и размерами входного и выходного сечения. Основные преимущества предлагаемого бесшнекового ленточного пресса — это существенное увеличение производительности и снижение энергоемкости процессов формования при значительном улучшении формуемых изделий. Однако рассматриваемая схема имеет и недостатки, основные из них: — сложность создания конструкции, обеспечивающей необходимое уплотнение зазоров между гибкой лентой и стенками кольцевой проточки барабана; — наличие съемных неподвижных ножей, которое ведет к увеличению энергозатрат и быстрому абразивному износу ножей; — относительно малая длина камеры прессования, образованная дугой, соответствующей углу 90°, что, по-видимому, не позволит создать удельное давление, необходимое для прессования жестких масс, без предварительного уплотнения материала (подпрессовки). Примером может служить комплекс СМК-540 мощностью 30 млн шт. кирпича в год (рис. 7). Современная технологическая линия для производства стеновой керамики предусматривает глубокую и тщательную переработку сырья с вылеживанием в шихтозапаснике, сушку в крупно-негабаритных туннельных сушилках, обжиг в туннельной печи, а также полную автоматизацию всех технологических процессов от приема сырья до выдачи готовой продукции. Рисунок 7 – Технологический комплекс СМК 540 для производства керамического кирпича: 1— приемное отделение; 2 — отделение первичной переработки; 3 — шихтозапасник; 4 — отделение вторичной переработки; 5 — участок формовки, резки, укладки; 6 — участок садки; 7 — туннельные сушилки; 8 — печное отделение; 9 — участок пакетирования Линия предназначена для производства керамического кирпича по ГОСТ 530-95 методом пластического формования (формовочная влажность 18—20%). Сушка производится на большегрузных каркасных сушильных вагонетках с использованием перемещающихся внутри туннельных сушилок вентиляторов большого диаметра, обжиг — в туннельной печи шириной канала 4,7 м с верхним расположением горелок. Сырье автотранспортом подается в два пластинчатых питателя СМК-351 с увеличенным бункером. Над питателями установлены двухвальные глинорыхлители СМК-497. Далее в технологической последовательности установлены камневыделительные вальцы СМК-342, бегуны мокрого помола СМК-326, вальцы СМК-516 в режиме грубого помола, смеситель СМК-472 с фильтрующей решеткой. В смесителе при необходимости производится доувлажнение сырья. Оборудование связано между собой системой ленточных конвейеров и автоматическим управлением, обеспечивающим требуемый алгоритм работы и необходимые блокировки. В зависимости от свойств сырья набор оборудования может существенным образом меняться. После первичной переработки сырье поступает в шихтозапасник, вместимость которого рассчитана на 10—12 суток работы цеха. В состав оборудования входят два загрузочных моста СМК-538, разгрузочный мост СМК-539 с многоковшовым экскаватором, а также комплект специальных ленточных конвейеров (в том числе передвижных и реверсивных) СМК-401, СМК-404, СМК-407, СМК-408, СМК-409. Загрузочный мост перемещается вдоль ших- тозапасника и загружает его горизонтальными слоями поперечным движением реверсивного конвейера. Разгрузочный мост движется также вдоль шихтозапасника, а установленный на нем многоковшовый экскаватор — поперек. Благодаря загрузке шихтозапасника горизонтальными слоями и вертикальной разгрузке его многоковшовым экскаватором обеспечивается тщательное перемешивание шихты. Гомогенизация сырья при хранении в шихтозапаснике повышает качество конечной продукции. Из шихтозапасника шихту ленточным питателем МА4-003 подают в смеситель СДК-400, где при необходимости доувлажняют, и далее — в вальцы тонкого помола СМ К-33 9. После полной подготовки сырье поступает в смеситель шнекового вакуумного пресса. Отформованный прессом ПВШ-560 брус режется на мерные брусья однострунным резчиком, разрезается на изделия многострунным резательным автоматом и передается на систему обрезиненных цепных, ременных, роликовых и ленточных конвейеров, где осуществляются образование требуемых для сушки зазоров, формирование и накопление слоев изделий и подача их к укладчику СМК-542. Здесь же удаляются облой и брак формовки, которые возвращают в стоящий после шихтозапасника питатель. Укладчик принимает сформированный слой изделий на выдвижной конвейер, ролики которого поднимаются между профилями, образующими полку вагонетки. После опускания роликов и возвращения в исходное положение 6 рядов изделий остаются на полке вагонетки по 20 изделий в ряду. Шаговый подъемник сушильных вагонеток перемещает вагонетку на следующую позицию по вертикали, и цикл укладки повторяется. Вместимость вагонетки СМК-469-1 с 13 полками составляет 1560 шт. кирпича и незначительно меняется в зависимости от типа изделий. Туннельные сушилки. Особенностью сушилок является наличие только двух дверей — входной и выходной. Адресное распределение вагонеток по каналам производится внутри сушилок, что позволяет существенно сократить потери тепла при сушке и оптимизировать сушильные режимы. Перед сушилками расположен накопительный туннель для вагонеток вместимостью на одну смену, где поддерживаются необходимые тепловлажностные режимы. Аналогичный туннель имеется и для высушенных изделий. В выходной день режимы сушки меняются и движения вагонеток внутри сушилок не происходит. Этим обеспечивается трехсменная сушка изделий при двухсменной работе формовочного и садочного оборудования с одним выходным днем в неделю. Внутри сушилок расположено 6 рабочих путей для вагонеток и 3 — для проезда вентиляторных тележек. Распределение вагонеток по каналам, перемещение вентиляторных тележек и реверсирование вентиляторов большого диаметра происходят в автоматическом режиме. Разгрузка сушильной вагонетки осуществляется в порядке, обратном укладке, разгрузчиком СМК-542, конструкция которого аналогична конструкции укладчика. Высушенные слои изделий поступают на систему роликовых и цепных конвейеров, где комплектуются карты садки из четырех групп изделий, которые четырехзахватным манипулятором С МК-526 переносятся на печную вагонетку. На печной вагонетке формируются 8 пакетов. Перевязка изделий производится за счет поворота захватов манипулятора. Вместимость вагонетки СМК-477 составляет 4224 шт. кирпича одинарного формата и может незначительно варьироваться в зависимости от типа изделий. После сушки и садки загруженные печные вагонетки накапливаются в закрытом туннеле с тем, чтобы перед обжигом изделия не набирали атмосферную влагу. После обжига вагонетки подаются к пакетировщику СМК-432. Пакетировка производится без переборки и выбраковки изделий. Затем пакеты изделий, уложенные на поддон, автоматически оборачиваются термоусадочной пленкой и подаются в электрическую термокамеру СМК-434, после чего пакеты по цепным конвейерам передаются на склад готовой продукции.