CC BY
15УДК 666.982
М.Ю. ГРАНИК, канд. техн. наук, зав. лабораторией технологии декоративных и модифицированных бетонов, П.И. ГРИГОРЬЕВА, Н.В. ПЛАКСЕНКО, инженеры, ОАО «ЦНИИЭП жилища» (Москва)
Механизированное изготовление декоративных ковров для заводской отделки крупнопанельных зданий
В течение нескольких лет в ЦНИИЭП жилища совместно с рядом других организаций проводятся исследования по разработке и применению декоративных фасадных покрытий для отделки бетонных поверхностей, в том числе панелей наружных стен и панелей ограждения лоджий. Суть технологии, предлагаемой институтом, заключается в использовании предварительно изготовленных декоративных ковров, в которых фактурный слой нанесен на гибкую основу. Проведенные ранее исследования показали, что разработанные декоративные ковры имеют высокие архитектурные, конструктивные, технологические и эксплуатационные качества и могут эффективно применяться для отделки наружных ограждающих элементов заводского изготовления.
В настоящее время сформулированы основные принципы предлагаемой технологии, в которых учтены результаты экспериментальных исследований, отобраны перспективные материалы, определены конструктивные решения ковров, проверены технологические приемы изготовления изделий с декоративными коврами на различных этапах производства. Наиболее сложным этапом рассматриваемой технологии является непосредственное изготовление многослойных декоративных ковров. Ручной способ не производителен, не позволяет выпускать ковры со стабильными цветовыми характеристиками. Поэтому для массового применения этой технологии в заводском домостроении необходимо разработать оборудование для механизированного изготовления декоративных ковров и провести его производственную проверку. Соответственно требуют адаптации
и составы, которые применялись для выпуска ковров ручным способом, как по расходу компонентов, так и по пропорциям компонентов. При использовании декоративных штукатурок, выпускаемых специализированными зарубежными фирмами, необходимо существенно модифицировать их составы, что невозможно без согласования с изготовителем или правообладателем.
Изготовление декоративных ковров можно организовать на отдельном участке как на самом предприятии полносборного домостроения недалеко от формовочного поста, так и в любом другом месте, территориально отстоящем от основного производства. Участок необходимо размещать в отапливаемом помещении с температурой не ниже 18—20оС. Принципиальная схема участка по производству декоративных ковров представлена на рис. 1. На участке размещены следующие посты:
• промежуточного складирования основных и вспомогательных материалов;
• дозирования и перемешивания материалов;
• по нанесению различных видов смесей для декоративных ковров на специализированной установке;
• ускоренной сушки ковров в камере с принудительной вентиляцией;
• обрезки ковров и крепления защитного слоя;
• комплектации и хранения готовых декоративных ковров.
Участок занимает пролет 6x18 м. При необходимости участок может быть размещен на площади не прямоугольной формы, но равной 100—110 м2 и позволяющей установить требуемое оборудование. Производительность участка ориентировочно составляет 25—35 м2
к
6000
-к
6000
-к
6000
Рис. 1. Схема производственного участка для изготовления декоративных ковров: 1 - бункеры для хранения каменной крошки и песка; 2 - емкость для хранения полимера; 3 - смеситель для перемешивания компонентов (с дозатором); 4 - установка для нанесения декоративного покрытия; 5 - стенды для вспомогательных операций;6- камера сушки с принудительной вентиляцией; 7- место для хранения дополнительных материалов; 8 - стеллажи для хранения готовых декоративных ковров
научно-технический и производственный журнал ф/рЦУГ/^^Ц^^ 30 апрель 2012 Ы *
Рис. 2. Общий вид опытной формовочной установки
декоративных ковров в час и определяется в основном возможностями установки для нанесения декоративного покрытия. Помимо установки на производительность оказывают влияние режим сушки ковров и количество сменных поддонов. Ковры целесообразно изготавливать длиной, равной длине панели, поэтому габариты установки и размер поддонов должны быть соответствующими. На рис. 1 представлен участок по выпуску ковров размером до 6 м.
Изготовление декоративных ковров предъявляет повышенные требования к качеству применяемых материалов, поэтому все получаемые сырьевые компоненты должны проходить дополнительную подготовку — фракционирование и очистку от примесей и инородных
включений. Эти операции могут выполняться или на самом участке, или в местах хранения всей партии материала. Полимерные композиции также требуют предварительной подготовки, связанной с удалением сгустков и пленок. В холодное время года заполнители и полимер необходимо подогревать до температуры не менее 15оС. Перемещение материалов, бункеров, поддонов, готовых ковров может осуществляться как вручную, так и при помощи тельфера небольшой грузоподъемности.
Изготовление декоративных ковров на представленном участке выполняют в следующей последовательности. На рабочем поддоне производят укладку геотекстиля и устройство анкеров, при этом поддон устанавливают на одном из стендов для вспомогательных операций 5. Одновременно осуществляют дозирование и приготовление смеси для уплотняющего слоя. Затем поддон перемещают на раму формовочной установки 4, подготовленную смесь загружают в съемный бункер и укладывают уплотняющий слой. После этого поддон со свежеотформованным слоем снимают с установки и помещают в сушильную камеру 6 на 1—1,5 ч. По окончании сушки поддон с заготовкой ковра извлекают из камеры и вновь устанавливают на раму формовочной установки. В то же время выполняют операции по дозированию, приготовлению смеси для декоративного слоя и загрузки ее в съемный бункер. Производят укладку декоративного слоя, поддон с ковром снимают с установки и опять помещают в сушильную камеру 6 на 1—1,5 ч. Далее поддон с ковром возвращают из сушильной камеры и устанавливают на одном из стендов для вспомогательных операций 5, где снимают ковер с поддона, переворачивают его фасадной поверхностью вниз и обрезают под требуемый размер. Затем устраивают за-
1-^— 5—1
/ \ о о 1--
1180 1180 1180
750 3600 750
/ 5100 /
Рис. 3. Формовочная установка: 1 - несущая рама формовочной установки; 2 - направляющие каретки; 3 - рабочий поддон; 4 - передвижная каретка с установленным оборудованием; 5 - привод передвижения каретки с регулировкой скорости перемещения; 6 - съемный бункер для смеси; 7 - вибропривод бункера; 8 - заглаживающее устройство; 9 - вибропривод заглаживающего устройства
5
2
3
Г; научно-технический и производственный журнал
ЙДОМРОДШ) ® апрель 2012 31
Рис. 4. Пример контрастного чередования слоев
щитный полиэтиленовый слой, закрепляя его к краям ковра посредством термофиксации. На полиэтилен приклеивают элементы из двустороннего скотча для крепления ковра к форме. При необходимости обрабатывают прилегающие к бетону части ковра составом, повышающим адгезию. Следующий ковер формуют с временным сдвигом, соответствующим технологическому циклу формовочной установки. Готовые ковры комплектуют индивидуально для каждой марки панели и укладывают на стеллажи 8.
Центральное место в предлагаемой технологии занимает опытная формовочная установка (рис. 2) для механизированного изготовления декоративных ковров, разработанная в ЦНИИЭП жилища в 2010 г. и модернизированная в дальнейшем. Установка (рис. 3) состоит из неподвижного основания 1 со съемным рабочим поддоном 3 и подвижной части — каретки 4, на которой установлен бункер 6 и заглаживающее устройство 8. Длина рабочего поддона составляет 3,6 м. Каретка передвигается по специальным направляющим 2, установленным независимо от рабочей поверхности поддона. Скорость передвижения каретки можно изменять в диапазоне от 0,01 до 0,17 м/с. Бункер и заглаживающее устройство снабжены регулируемыми виброприводами 7 и 9 для упрощения выгрузки и разравнивания смеси. Кроме того, бункер, так же как и поддон, выполнен съемным, чтобы его можно было заменять без промежуточной очистки при укладке слоев различных цветовых оттенков или с разной крупностью зерен наполнителя. Дополнительно каретка имеет специальное механическое следящее устройство, позволяющее сохранять по-
Рис. 5. Варианты отформованных декоративных ковров
стоянной величину зазора между бункером и рабочим поддоном, так как в процессе изготовления ковров могут использоваться разные поддоны.
Принцип работы формовочной установки заключается в следующем. Каретку перемещают в исходное положение. Закрывают затвор бункера и загружают его смесью. На несущую раму установки помещают рабочий поддон с прикрепленной к нему основой из геотекстиля или уже отформованного и затвердевшего уплотняющего слоя. В зависимости от подвижности и вида укладываемой смеси (для уплотняющего или декоративного слоя) устанавливают рабочие параметры установки: величину зазора между бункером и поддоном, усилие прижима заглаживающего устройства, скорость перемещения каретки и амплитуду вибрации для бункера и заглаживающего устройства. После этого бункер заполняют смесью с таким расчетом, чтобы ее хватило с небольшим запасом на укладку слоя по всей длине ковра. Открывают затвор бункера, включают вибропривод заглаживающего устройства, потом вибропривод бункера и затем привод перемещения каретки. Смесь из бункера под действием силы тяжести при помощи вибрации вытекает через открытый затвор в пространство под бункером, где самим бункером производится ее предварительное распределение и калибровка толщины слоя. Далее смесь попадает под заглаживающее устройство, которое ее окончательно разравнивает. Направление вибрационных колебаний бункера горизонтальное, параллельно ходу движения каретки с небольшой вертикальной составляющей. Заглаживающее устройство также имеет горизонтально направленные колебания, но перпендикулярные ходу движения каретки. Перемещение каретки происходит до конца поддона по направляющим, снабженным ограничителями и концевыми выключателями. По достижении бункером края поддона затвор закрывают, отключают вибропривод бункера и выполняют обработку заглаживающим устройством концевой части ковра. Укладка смеси производится только в одном направлении, после чего бункер и заглаживающее устройство переводятся в транспортное положение и каретку перемещают в исходную позицию.
Основным критерием оценки качества декоративного ковра является отсутствие дефектов, таких как непро-формовка, нарушение сплошности, истончение слоя, разрушения коврового покрытия и т. п. Разное функциональное назначение слоев предъявляет различные требования к качеству каждого из них. Для уплотняющего слоя основным критерием качества является достаточная плотность и отсутствие отверстий, через которые цементное молоко могло бы проникать на лице-
32
научно-технический и производственный журнал
апрель 2012
вую поверхность декоративного ковра. Для декоративного слоя таким критерием плотная компоновка зерен без пропусков и визуального проявления уплотняющего слоя. С целью упрощения выявления дефектов ковров использовали черный материал основы, уплотняющий слой выполняли светлым, а декоративный слой — темным, то есть таким образом, чтобы каждый вновь укладываемый слой контрастировал с предыдущим (рис. 4). В случае изготовления ковров для серийно выпускаемых изделий цвет (или тон) уплотняющего слоя подбирается под цвет материала декоративного слоя с таким расчетом, чтобы замаскировать возможные дефекты этого слоя. То есть если отсутствие одного или нескольких зерен декоративного слоя при применении контрастных материалов заметно, то при использовании одноцветных слоев практически визуально неразличимо. На рис. 5 представлены варианты декоративных ковров, изготовленных на формовочной установке. Наибольшее количество дефектов наблюдается по краям ковров, что связано с особенностями приведенного способа формования слоев. При этом уменьшения краевых дефектов трудно добиться без увеличения расхода материалов. Для выпуска ковров с заданными геометрическими размерами необходимо учитывать наличие краевых дефектов и дополнительно увеличивать допуски при изготовлении ковров на предполагаемые размеры этих дефектов, которые затем попадают под обрезку. Обрезаемая часть не превышает 5—6% от всей площади ковра. Качество ковров (отсутствие дефектов) на всей поверхности определяется совместным влиянием таких технологических факторов, как подвижность смеси, размер зерен заполнителя, параметры вибрации, величина зазора между затвором бункера и поверхностью поддона, скорость укладки смеси. Подбор количественных значений этих параметров индивидуален для каждой
разновидности смеси (слоя), но позволяет добиться стабильных качественных показателей. Незначительные мелкие дефекты возможно исправлять вручную.
Другим важным показателем является расход смеси и соответственно стоимость покрытия. Экспериментально установлено, что расход смеси при механизированной укладке выше, чем при ручной, приблизительно на 30—60%. Это связано в первую очередь с тем, что для бездефектной укладки необходим избыток смеси. Кроме того, из-за варьирования величины зазора между затвором бункера и поддоном при перемещении бункера толщина слоя в разных точках поддона меняется, приводя к перерасходу смеси. Следящее устройство только частично позволяет компенсировать повышенный расход смеси. Наиболее эффективным способом снижения перерасхода смеси является правильный подбор технологических параметров формования слоев. Однако и он не может полностью устранить проблему, что требует поиска иных путей снижения стоимости декоративного покрытия.
На установке отработан целый ряд технологических параметров, что дает возможность изготавливать опытно-промышленные партии декоративного покрытия и начать работу по созданию промышленных образцов оборудования для данной технологии. В целом представленная технология механизированного изготовления декоративных ковров для заводской отделки крупнопанельных зданий позволяет упростить укладку фактурного слоя на формовочных постах и повысить качество продукции, выпускаемой предприятиями полносборного домостроения.
Ключевые слова: производство стеновых панелей, декоративные ковры, формовочная установка, организация производства
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ..ЦЕНТР ПРОЕКТНОЙ ПРОДУКЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ*
{ОАО ЦПП)
ОСУЩЕСТВЛЯЕТ
ФСдйратНЙ и (|шмд;1 ИОДМПМНйй, истидическй*, типииай ПрОвГГНОй дикумСитиции и црупля иудений длч строительства, архите«турь и эихплуспацил зданий и сооружу ни й
ИЗДАЕТ Щ РА СПРОС ТРА НЯЕ Т
и федеральное локументы ¡Сн^-П.
ГСН. ГЭСН, ФЕР ПОС", ГОСТ Р. СП, СК РДС. ИПБ, СмПиН; ГН| йфициЗДЬЬМ ЩШДОМ и метаджескиа документы и другу Б .цэвнпя го сЦЮтйлчЬву (ретсмэнЕ^н инструкции,
□ гн1н>-1у10пр№шу0/ю^уиемтоиио |Тпд;. лип:..« ь1 ейщеегтэеьным зданий. пр=длридтий. зданий и сиирулоений щиимыштенностн-, кльскиги ш-учйс-СПУ. упйк.грв;>1с;р|1итики. ГрИОгИрТЛ, Сич
ЭИ, и КЙУНЙС иа И 1ЙКНИКИ
ОЛО ЦПП пгсущЕсгэлпет сертификацию прпЕггиол донуирм'чации и гтрсигелыье нонструи^аи И 0<ТЬеМНП-ПЛЯ|-гПрП&.-Лни1!? V конструкт/анир Ш11№ШН Е^ЯНИЙ И Ца-лгр яккрад^тюяян
г кзнвггае Органа го сартификаини б- Сиптемг ГОСТ Р (ОС ЦПП" — ап-нСтыг ВжкрЗщДОцИн Нг РОСС Ри.й0С1.11СР4В).
ТЕЛЕФОНЫ ДЛЯ СПРАВОК
СпрЭвСинО-имфС|5г^аци(Лнуе Н^ЮНИ!* о Юр-ми™0144 ыстццт-ч;с;коЙ И тцпииой ПрОЁКТМРН дак>т^ентацци ^Инбор^ационни белгатень ПерЕЧ-1и ЬМБ и ТПД и дп.1
И^церокийщ^й ПТрПиТ^ЛьНыЙ кЯТЛЛПГ (ТЙиЯ-
1ичнк№ иаталбСи, перечни, указа I сии |
прокигы ИВтвджйц, сздииии дйице. баьъ, яиа-ПРиТрЦЕч. тегпиц
0 \ои :!«м;]1нч ОДЫ ИЩИ «мяю-«« птда «до .цйгиЧЕИТЛ*^'
ПРОбКЛ-ЬЙ «ЕИ-1ЕТ :и;1 л игшямич.п-'и
Наш лдр^с-: 1 ?7?33, Москпя. .Дмт-рпясмгпе н-юсге, к^рп. ?
Г; научно-технический и производственный журнал
апрель 2012 33
