Производство МАФ из бетона: Технология и особенности

Универсальность бетона связана с разнообразием его характеристик. Объекты, которые изготавливают из архитектурного бетона, можно объединить по принципу эстетических требований, которые к ним предъявляются. Некоторые из них имеют только декоративные функции (например, скульптуры), другие сочетают декоративные функции с конструктивными.

Основное отличие архитектурного бетона - его высокие художественные качества. Вторая отличительная особенность - относительная легкость по сравнению с другими строительными материалами, например, чугуном, сталью, натуральным камнем. При необходимости применяют армирование.

Виды архитектурного бетона

Существуют различные виды архитектурного бетона, которые можно классифицировать следующим образом:

• Бетоны с преобладанием конструктивных характеристик. Условно их называют геометрическими. Применяются для создания монолитных сооружений, таких как стены конструкций. Они могут иметь различные, иногда сложные формы.
• Бетоны с преобладанием декоративных характеристик. Их также называют декоративными.
• Скульптурные бетоны, сочетающие конструктивные и декоративные характеристики.

Архитектурный бетон может быть окрашен как в готовом изделии, так и в массе. Для этого применяют минеральные пигменты и анилиновые красители. Что касается цвета и текстуры поверхности изделий из бетона, они красивы сами по себе, но также могут быть изменены путем применения различных видов обработки - шлифования, полирования, пропиток, окрашивания, протравливания.

Технология производства

Технология производства бетонных изделий заключается в следующем: сначала в бетономешалке производится смесь из крупнозернистого и мелкозернистого бетона, затем она помещается в форму и высыхает. Далее изделие подвергается обработке и проходит контроль качества. Важно знать, как правильно применять технологии производства бетонных изделий и как правильно использовать оборудование.

Производство малогабаритных бетонных изделий представляет собой сложную технологию и занимает особое место среди производств бетонных изделий. Особенности производства малогабаритных бетонных изделий заключаются в том, что для их создания необходимо применять более сложные технологии, чем для производства более крупных изделий.

Этапы производства

1. Подготовка формы. Разобрать матрицу, покрыть внутреннюю часть специальной смазкой, собрать обратно.
2. Приготовление бетонной массы. Смешать песок, цемент в соотношении 1:2,5 (сухих смесей), добавить воды, в этом случаи, воспользоваться аэрозольным распылителем, чтобы смесь осталась сухой, но при сжатии в руке она сминалась. Просеять через сито с ячейками до 10 мм, чтобы убрать комки.
3. Установка заполненной формы на вибростол. Линию разреза плотно скрепить. Это нужно, чтобы раствор не вылился, уплотнился и заполнил все выемки матрицы.
4. Затвердевание фигуры. В сухое, хорошо проветренное месте переместить МАФ для полного затвердевания (от 1 до 3-х суток).
5. Извлечь изделие и очистить матрицу. Для удаления лишних кусков бетона используйте специальное средство «Барракуда» или слабый раствор соляной кислоты.

После твердения бетона опалубку снимают. В этом случае обрабатывается влажная поверхность свежеуложенного бетона. Таким образом можно получить поверхность, которая имитирует кирпичную или каменную кладку, барельеф или резной орнамент по камню, металлу, древесине.

Распространенный пример такого использования штампованного архитектурного бетона - имитация брусчатки на бетонных дорожках или площадках, которую можно устроить на приусадебном участке своими руками. Сначала создается железобетонный каркас необходимой формы. Его обтягивают сеткой, поверх которой наносят архитектурный бетон. В данном случае применяют бетоны на полимерной основе.

Состав бетонной смеси

Рецептуры архитектурного бетона у каждого мастера или организации свои. И они, как правило, содержатся в секрете. Но секретом не являются стандартные бетонные смеси и пропорции, необходимые для того, чтобы получить материал с заданными характеристиками. Основой рецептуры бетонной смеси могут выступать смеси для изготовления бетонных плит. Состав регламентируется ГОСТ 17608-91 «Плиты бетонные тротуарные. Технические условия».

• Крупный заполнитель - щебень из гравия, естественного камня либо шлака. Наибольший размер зерен выбирается в зависимости от размеров конструкции (в данном случае - от толщины плит) и поставленных задач. В архитектурных бетонах часто в качестве крупных заполнителей применяют материалы, которые добавляют текстуру, в том числе, полимерные заполнители или дробленый натуральный камень - гранит, мрамор, кварцит, слюду.
• Мелкий заполнитель - пески природные, обогащенные и фракционированные, дробленые обогащенные пески. Для архитектурного бетона также применяют кварцевый песок.
• Вода по ГОСТ 23732.

Рецептура может применяться как основа для создания авторских архитектурных бетонов. При этом применяются методы подбора состава бетона, изложенные в ГОСТ 27006-2019 «Бетоны.

Архитектурный бетон должен, прежде всего, иметь высокую подвижность и не расслаиваться. Механизм образования твердой кристаллической структуры бетона связан с реакциями гидратации, которые запускаются после смешивания цемента с водой. Для протекания этих реакций требуется строго определенное количество воды, а именно 0,3 от массы цемента.

Подвижные смеси подразделяются на марки по подвижности от П1 до П5, где П1 - марка низкой подвижности, а П5 - высокоподвижные, «литьевые» смеси. Очевидно, что жесткость смеси снижается, а подвижность - повышается при увеличении количества воды в замесе. Из-за оставшейся в непрореагировавшем состоянии избыточной воды, прочность бетона в готовом виде снижается. Так происходит из-за того, что эта вода занимает определенный объем в изделии, а потом просто высыхает, оставляя капилляры и поры в бетоне. Поэтому в архитектурном бетоне обязательно применяются модифицирующие добавки. Их применение регламентируется ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов.

При этом отсутствует расслаивание смеси, повышается ее «живучесть», ранняя прочность повышается на 10-25 %, а марочная - на 10-20 %. Исключается образование усадочных трещин, долговечность изделия возрастает в 2-3 раза.

Примеры составов бетонных смесей для МАФ

Примеры составов бетонных смесей для производства малых архитектурных форм:

Компонент	Количество	Примечания
Цемент	1 часть	Белый или серый портландцемент
Песок	2.5 части	Мелкозернистый, просеянный
Вода	До необходимой консистенции	Используется аэрозольный распылитель
Модифицирующие добавки	Согласно инструкции	Пластификаторы, гидрофобизаторы

Модифицирующие добавки и пропитки

Многие объекты, изготовленные из архитектурного бетона, эксплуатируются в условиях высокой влажности. Это конструкции под открытым небом или декор для бассейнов и фонтанов. Для бетона вода при постоянном воздействии является агрессивной средой и может вызывать его коррозию. Это связано с пористой структурой бетона, которая может впитывать влагу.

Например, комплексное влагоотталкивающее средство CemAquaStop производства компании CEMMIX образует тонкую водоотталкивающую полимерную пленку, устраняя водопоглощение и намокание, исключая рост грибка и плесени, предотвращая появление высолов. Поверхности изделий могут быть отшлифованы и дополнительно отполированы, чтобы получить гладкую глянцевую текстуру, например, для имитации гранита. Пескоструйная обработка, наоборот, позволяет получить неровную естественную поверхность.

Гидрофобизатор CemAqua защищает все виды бетона от намокания и влагонасыщения, сохраняя воздухопроницаемость. Обеспечивает водо- и грязеотталкивающий эффект, предотвращает появление высолов на поверхности изделия.

Комплексный ускоритель твердения CemFix имеет также свойства пластификатора. Повышая подвижность растворов и позволяя экономить до 10 % цемента в смеси, добавка существенно сокращает сроки твердения бетона; увеличивает раннюю прочность на 20-40 %, а марочную - на 10-20 %. Эти свойства добавки CemFix позволяют повысить оборот опалубки и увеличить темпы строительных работ.

Для бетона, при всей его высокой прочности, характерна определенная хрупкость при воздействии ударных и раскалывающих нагрузок.

Применение модифицирующих добавок позволяет вывести искусство применения арт-бетона на новый уровень, повышая удобство работы, а также прочность и долговечность изделий.

Технология производства малых архитектурных форм из бетона

Формы для бетонных изделий

Формы для бетонных изделий - одно из ключевых моментов в бизнесе по производству МАФ. Создание этой формы и наличие самой этой формы и создают нужный ассортимент. Соответственно, нужен довольно большой парк этих форм, чтобы был большой ассортимент. У нас очень большой парк форм, что позволяет выпускать много изделий одновременно разного вида.

Формы мы изготавливаем сами. Она может изготавливаться из строительной фанеры, стеклопластика, металла. Чтобы создать форму, необходим прототип, с которого снимается копия. Форма облепливается вокруг оригинала, затем обрабатывается. Затем в эту форму уже заливаешь бетон. Потом происходит распалубка после заливки и получается готовое изделие.

Для небольших индивидуальных заказов рентабельнее изготавливать формы из фанеры, они значительнее дешевле стеклопластиковых. У нас есть конструкторы и станки, которые раскраивают их по принципу корпусной мебели. Сотрудники производства ее проектируют, раскраивают, собирают. Затем мы отливаем, допустим, 5 изделий и форму после этого не обязательно хранить.

А если изделие серийное и у него есть потенциал, оно перспективно, то тогда лучше произвести постоянную форму из стеклопластика. Но есть еще нюансы, что существуют стеклопластиковые формы с силиконом внутри. Эти силиконовые резиновые вставки нужны для производства изделий с мелкими деталями, допустим, для скульптур. Резина, как штамп, хорошо передает даже мелкие детали.

Оборудование для производства

У нас была бетономешалка, был вибростол, на котором изделия вибрируются, чтобы вышел воздух, и чтобы изделие стало более плотным. Решили создать свою линию и начали искать на рынке соответствующее оборудование. Нам было нужно, чтобы замешивалось 300 килограмм с точностью до килограмма. Но таких линий не существовало, чтобы на таком маленьком объеме добивались такой точности смешивания. Есть аналоги - бетонные заводы, которые делают бетонные смеси, но там погрешность от 10 до 50 килограмм, для них это норма.

Вместе с командой инженеров мы сами придумали эту линию и сами ее создали с нуля. Отдельно были закуплены узлы, агрегаты, электроника, сами все сварили и собрали щиты управления. Заказали разработку программы управления этой линии, нам написали ее с нуля. И мы начали на свой страх и риск собирать эту линию. Самым интересным было то, что у нас не было абсолютно никакой уверенности, что все будет работать так, как задумывались.

Погрузчики в биг-бегах привозят сырье и засыпают в каждый бункер свой вид сырья. Наверху находится оператор с компьютером, он выбирает нужную программу с рецептурой и автоматические линия начинает дозировать сырье каждого вида. На линии установлены датчики, которые взвешивают каждую порцию в отдельности. Они дают сигнал, что все было дозировано согласно норме. Если нет, то линия блокируется. Соответственно, если оператор видит ошибку дозирования, может подойти и вручную отобрать килограмм сырья, к примеру, чтобы не создать ошибку.

Программа автоматически дозирует количество цемента, песка, щебня, воды, других ингредиентов и загружает их в определенное время в нужных пропорциях. Мы делаем в день около 20-25 тонн бетонной смеси, сделать это вручную очень тяжело.

Производственная линия полностью изменила нашу работу. Она способна автоматически в день изготавливать 40-50 тонн раствора. Мы думаем, что путь, который мы проделали, уникальный, таких решений на рынке не встречалось до этого.

Заключение

Архитектурный бетон меняет привычный облик городской инфраструктуры и добавляет декоративности законченным архитектурным объектам. Каменная основа готовых малых архитектурных форм позволяет превосходить требования ГОСТ-1760891 по показателям прочности и морозостойкости, истираемости и водопоглощения, то есть обеспечивает более долгий срок службы и эксплуатации на открытом воздухе в условиях агрессивной городской среды.