XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Тротуарная плитка относится к классу строительных материалов и применяется для мощения тротуаров, дорожек, площадок и парковок.

Имеет следующие достоинства:

- Высокая износостойкость и морозостойкость (тротуарная плитка может прослужить, в качестве напольного покрытия, более 30 лет, в условиях, как теплого, так и холодного климата)

- Экологичность (покрытие не выделяет вредных веществ, а процесс получения данного покрытия представляет собой утилизацию отходов листового зеркального стекла)

- Привлекательный внешний вид (разнообразие форм и расцветок тротуарной плитки позволяют с легкостью реализовать любое дизайнерское решение по благоустройству или ландшафту территории).

- Относительно невысокая стоимость

- Возможность демонтажа плитки и ее повторная укладка.

- Особая форма покрытия (увеличивает сцепление с поверхностью соприкасающихся с плиткой тел, что позволяет одинаково эффективно эксплуатировать плитку, как зимой, так и летом).

К недостаткам можно отнести:

- необходимость выполнения укладки материала в ручную, что ведет к большей, по сравнению с асфальтом, стоимости работ;

- возможность провалов и проседания покрытия при некачественной подготовке основания.

Вследствие быстрого развития химической промышленности разнообразие видов плиток вышло за пределы ГОСТ 17608 – 2017 [1], который определял технические требования тротуарных плит (только бетонных). Вследствие чего, предприятия, использующие иные материалы, отличные от ГОСТа, разработали собственные технические условия, и расширили рынок тротуарной плитки.

Исходным сырьем для получения тротуарной плитки являются:

- Связующие в качестве, которого выступает поливинилхлорид и полистирол, являются термопластами.

- Наполнитель в качестве которого выступает стеклобой зеркального стекла.

- Пластификатор бутилбензилфталат (ББФ)

На представленной ниже таблицы (таблица 1) представлены свойства различных видов тротуарных плиток.

Таблица 1. – Характеристика различных видов тротуарной плитки.

Как видно из таблицы, Полимербетонная плитка на основе ПВХ по своим характеристикам превосходит плитки из бетона по водопоглощению и морозостойкости. Так же к свойствам ПВХ можно отнести масло и бензостойкость, негорючесть, сравнительно высокую адгезию. Использование в композиции полистирола в определенном количестве уменьшает водопоглощение плитки, а так же увеличивает ее прочность [2].

Введение в композицию стеклобоя листового (зеркального) стекла увеличивает прочность композиции и химическую стойкость. Выбор данного наполнителя повысит физико – химические показатели, а так же позволит утилизировать бракованные зеркала.

Выбор пластификатора сделан исходя из хорошей диффузии пластификатора к связующему. ББФ хорошо взаимодействует как с поливинилхлоридом, так и с другими компонентами.

Выбор пигмента, производится исходя из требования потребителя [3].

Технологический процесс получения тротуарных плиток состоит из следующих стадий:

- прием, транспортирование и хранение сырья;

- взвешивание материала;

- смешение веществ;

- таблетирование;

- горячее прессование – формование изделия;

- механическая обработка и контроль изделий;

- дробление отходов;

Прием, транспортирование и хранение сырья

Технологический процесс получения тротуарной плитки начинается с привоза сырья грузовым транспортом и смоловозом. Смоловоз оснащен шлангом, подсоединяемым к трубопроводу. Под действием воздушных потоков создаваемым циклонами Ц1, Ц2, Ц3, материал попадает в бункер Б1, Б2, Б3. Во избежание попадания материала в иной бункер, перекрывают вентили всех бункеров, кроме того в который идет загрузка материала. Данный тип транспортировки распространяется на поливинилхлорид, полистирол, стеклобой листового стекла. Бутилбензилфталат и пигмент привозятся на склад сырья СС. Со склада сырья СС бутилбензилфталат отвозят погрузчиком к позиции Е, где с помощью насоса закачивают жидкость в емкость.

Дозирование материала

Со склада сырья СС пигмент перемещают к позиции В1, где происходит взвешивание. Полистирол, поливинилхлорид и стеклобой листового стекла из бункеров Б1, Б2, Б3 взвешиваются, при помощи дозатора и попадают в шнековый конвейер, где происходит предварительное смешения материала и перемещение его к позиции ДС. Бутилбензилфталат под действием насоса по трубопроводу переносится на смешение ДС.

Смешивание сырья

Смешение производится дезинтегратором смешения, устройство которого представляет собой перемещение двух роторов с установленными на них пальцами навстречу друг другу. Материал, подлежащий измельчению и смешиванию, через патрубок загрузки поступает в центральную часть одного из роторов-корзин (закрытую корзину). Частицы материала, коснувшись пальцев первого от центра ротора ряда, получают соответствующую этому ряду скорость и под действием центробежной силы выбрасываются с траектории первого ряда пальцев. Имея одно направление с вектором скорости пальца, от которого частицы получили удар, они пересекают траекторию второго ряда пальцев, движущегося в противоположном направлении. Получив удар от пальцев второго ряда, частицы отскакивают от них, меняют вектор скорости и выбрасываются с траектории второго ряда пальцев дальше, пересекая траекторию третьего ряда. Такое переменно-противоположное движение частиц материала и, соответственно, их смешивание продолжается до тех пор, пока продукт не будет вынесен из камеры помола дезинтегратора воздушным потоком.

Таблетирование

Таблетирование осуществляется при комнатной температуре помещения в съемных или стационарных одноместных пресс-формах при давлении на материал 10 МПа, контроль которого осуществляется с помощью манометра пресса.

Смешанное сырье, при помощи скребкового конвейера СК, переносится к холодному гидравлическому прессу, с установленным на нем дозатором. Из дозатора материал попадает на матрицу пресс – формы. Ходом траверсы вниз к пресс-порошку прикладывается давление в 10 МПа с выдержкой 10-35 с. По окончании выдержки размыкают и ходом выталкивателя вверх таблетка извлекается из пресс-формы.

Горячее прессование

Из гидравлического пресса ТП аппаратчиком таблетки отправляются на прессование к гидравлическому прессу ГП. Таблетку помещают в матрицы пресс - формы. При прессовании материал нагревают до температуры в 165 и прикладывают давление до 150 тонн. Данные давления и температуры поддерживаются в пресс – форме до окончания процесса прессования (30 мин.), после процесса прессования изделие охлаждается в пресс форме до комнатной температуры, после чего изделие извлекается из пресс-формы.

Механическая обработка и контроль.

В результате процесса прессования образуются облои. Отпрессованные изделия проходят стадию контроля механической обработки МО и ОТК, где происходит удаление облоя, а так же проходит испытание отобранных образцов.

Облой, получившийся в результате процесса прессования и плитки не прошедшие контроль отправляются на дробление к позиции Д, где после дробления материал засыпают в мешки, взвешивают на весах В2 и отправляют на склад сырья СС.

Готовую тротуарную плитку погрузчиком доставляют на склад готовой продукции СГП. Хранение тротуарной плитки происходит на поддонах.

Рисунок 1. – Технологическая схема изготовления тротуарной плитки на основе поливинилхлорида и полистирола

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ГОСТ 17608-2017 Плиты бетонные тротуарные. Технические условия (с Поправкой) [Текст]. – Введ. 2018-03-01. - М.: Стандартинформ, 2017. – 20 стр.

Горячева В.А. Высоконаполненные композиции на основе поливинилхлорида [Текст]/ В.А. Горячева, И.А. Христофорова, А.И. Христофоров // XI Всероссийская школа - конференция молодых ученых (Крестовские чтения). – г. Иваново.- 30 октября - 4 ноября 2017 г.- С. 164.

Горячева В.А. Полимербетоны на основе поливинилхлорида, модифицированного силановыми добавками [Текст]/ В.А. Горячева, И.А. Христофорова, А.И. Христофоров // Строительство и реконструкция №5(73).- г. Орел.- 2017.- С. 102- 107.