Хорошей альтернативой традиционной бетонной брусчатке является полимерпесчаная плитка. Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам изделие с легкостью справляется с возложенными на него задачами. Готовые элементы отличаются небольшим весом, высокой прочностью и износостойкостью, большим выбором расцветок и форм. В связи с этим многие предприниматели решаются построить свой бизнес на изготовлении этого тротуарного покрытия. В статье будет описана полимерпесчаная плитка и ее производство. Также мы опишем изготовление полимерной плитки в домашних условиях.
Характеристики и преимущества полимерной плитки
Полимернопесчаные тротуарные изделия имеют следующий состав:
- основной объем (3/4) занимает кварцевый песок;
- четверть состава приходится на долю пластмассы высокого давления;
- пигменты.
Благодаря такому составу полимерное сырье устойчиво к внешним воздействиям и в то же время пластичное, что облегчает формовку будущего изделия. К преимуществам этого материала стоит отнести следующее:
- Такая плитка для тротуаров прослужит до тридцати лет.
- Особая технология производства позволяет изготовить продукт, устойчивый к температурным перепадам и ее предельным показателям (выдерживает до минус 70°С). Пластик в составе плитки повышает влагостойкость изделия. Благодаря песчаным компонентам тротуарное покрытие устойчиво к воздействию агрессивных жидкостей и масел. Плитка выдерживает значительные нагрузки.
- В процессе изготовления изделию придают нужный цвет и форму, что гарантирует широкий ассортимент продукции. Также есть выбор вариантов поверхности (матовая, структурированная, глянцевая).
- Вторичная переработка отходов ПВХ (пластиковых бутылок, ящиков, пакетов) решает проблему их утилизации.
- Небольшой вес, прочность и низкая истираемость.
- Под солнечными лучами изделие не выделяет токсичных испарений.
- Ремонтопригодность и простой монтаж.
- Покрытие не накапливает грязь и легко моется.
- Возможность изготовления в домашних условиях.
- Обширная сфера использования (в качестве покрытий тротуаров и площадок в частном домовладении и в общественных местах).
Используемый материал
Производство полимерной плитки требует наличия следующего сырья:
- в качестве связующего используются дробленые полимеры, они занимают четверть объема (обычно применяют полистирол, полипропилен и ПЭВД);
- в качестве основного наполнителя выступает песок (на его долю приходится 75 % от общего объема), выбирают хорошо просеянный песок средней крупности (его обязательно моют и нагревают до высоких температур;
- неорганические пигменты (для получения красной, оранжевой или коричневой плитки применяют оксид железа, для получения зеленого цвета покрытия используют оксид хрома, диоксид титана позволяет получить плитку белого цвета).
С целью снижения расходов на покупку сырья практикуют изготовление плитки из пластиковых бутылок и других изделий из ПВХ, например, ящиков или даже пленки (но в последнем случае не более половины объема всех полимеров). Поскольку полимер отличается нейтральным химическим составом, в качестве растворителя выступает азотная кислота. Для получения однородной смеси пластик плавят при температуре 180°С и высоком давлении. Процесс плавления носит название экструзии.
Производство светящейся тротуарной плитки
Необходимое оборудование
Изготовление тротуарной плитки из пластиковых бутылок невозможно без использования специального оборудования:
- станок для дробления пластика;
- весы;
- плавильный аппарат;
- пресс-формы;
- пресс;
- экструдер;
- перечисляя оборудование для производства полимерпесчаной плитки, стоит упомянуть приспособления для охлаждения изделий;
- для перемещения готовой продукции понадобятся погрузчики.
Для производства плитки из пластика в домашних условиях вполне достаточно пресса для формовки, плавильного аппарата и экструдера. Если производство будет налажено в промышленных масштабах, то не обойтись без формовочного узла, термошнекосмесильной машины и дробилки полимеров.
Важно! При изготовлении плитки для собственных нужд для смешивания компонентов применяют дрель с миксерной насадкой.
Также для производства плитки из пластиковых бутылок понадобятся формы для заливки смеси. Их покупают в интернете. Есть формы из пластика, резины и стеклопластика. Резиновые формы самые долговечные (выдерживают до 500 циклов), но и дорогие. Стеклопластиковые изделия подходят для крупногабаритных плиток, но нуждаются в дополнительном смазывании. Чаще всего используют формы из АБС пластика.
Совет! Не забудьте купить формы для изготовления бордюрного камня.
Технология монтажа полимерпесчаных изделий
Что нужно для укладки?
Схемы устройства слоев для разных способов монтажа
Плитка может укалываться на песчаную подушку, на раствор или на цементнопесчаную смесь. Третий вариант мне кажется предпочтительным, потому в работе я обычно использую именно его.
Для укладки нужны такие приспособления:
- Шанцевый инструмент для земляных работ (лом, лопата, кирка).
- Правило для смеси.
- Мастерок.
- Резиновый молоток.
- Шнуры для отметки уровня укладки.
- Уровень.
Инструменты, которые пригодятся для работы с полимерпесчаными изделиями
Вопрос о том, чем резать такие изделия, часто становится поводом для дискуссий. Производители рекомендуют использовать «болгарку» с алмазным диском, но при масштабных работах можно взять и обычный станок для раскроя тротуарной плитки.
6 шагов по правильному мощению тротуаров
Технология укладки полимерпесчаной плитки предполагает большой объем подготовительных работ. Инструкция по устройству дорожки представлена в таблице ниже:
| Иллюстрация | Этап работы |
| Шаг 1. Формирование подушки. Основание размечаем, после чего снимаем плодородный слой грунта на глубину не менее 15–20 см. Поверхность участка засыпаем слоем песка около 10 см. Песок увлажняем и трамбуем. Поверх песка укладываем геотекстиль. | |
| Шаг 2. Трамбовка основания. Геотекстиль засыпаем слоем гравия, который обеспечит основанию необходимую стабильность Гравий трамбуем и выравниваем. Это можно делать вручную, а можно — с помощью трамбовочных машин. | |
| Шаг 3. Установка бордюров. В канавки по краям площадки или дорожки устанавливаем бордюрные камни. Закрепляем бордюры с использованием цементного раствора. | |
| Шаг 4. Распределение смеси. Цементно-песчаная смесь для укладки высыпается на слой гравия и тщательно разравнивается правилом. При необходимости в смесь устанавливаем маяковые рейки для контроля уровня. | |
| Шаг 5. Укладка плитки. Плитку кладем поверх смеси, тщательно выравниваем и осаживаем, используя резиновую киянку. Оптимальный зазор между плитками — около 4–5 мм. | |
| Шаг 6. Контроль уровня. Плоскость дорожки или площадки тщательно контролируем уровнем. При необходимости либо сильнее осаживаем плитки, либо добавляем небольшое количество укладочной смеси под основание. |
После завершения укладки швы можно заполнить цементно-песчаной смесью. Состав рассыпаем по поверхности и сметаем излишки щеткой или веником. После этого увлажняем поверхность плитки: вода проникнет в стыки и обеспечит гидратацию цемента.
Фото поверхности после заполнения швов: излишки состава нужно удалить
Технология изготовления плитки в домашних условиях
Производство полимерно-песчаной плитки осуществляется несколькими способами:
- Методика горячего прессования полимерной смеси.
- Вибролитье с использованием пластификаторов.
Вибролитье позволяет получать изделия с низкой пористостью. Методом горячего прессования изготавливают плитку с отличными техническими и эксплуатационными характеристиками. В заводских условиях для производства полимерпесчаного покрытия применяют технологию вибролитья и горячего прессования одновременно.
Производство тротуарной 3Д плитки и преимущества покрытия
Плитку для собственных нужд производят прямо на улице или в хорошо проветриваемых помещениях.
Последовательность изготовления следующая:
- Пластиковые бутылки укладывают в экструдер для измельчения сырья. Вместо бутылок иногда используют старые пластиковые ящики.
- Затем нагретую смесь выливают в плавильный аппарат. Также туда добавляют увлажненный песок и красители. В результате смешивания и одновременного нагрева получается смесь вязкой консистенции.
- Этот состав переливают в пресс-формы и прессуют на специальном оборудовании.
- Готовые изделия охлаждают.
Технология производства полимер-песчаных изделий
Полимерпесчаная черепица и плитка тротуарная – технология производства Подготовка сырья (отходов полимеров и песка) Вся невероятность и уникальность этой технологии в том, что сырьё, используемое при производстве полимерпесчаной черепицы бесплатное, валяется под ногами. Это полимерные отходы в различных видах: упаковка, пластиковая тара, пришедшие в негодность изделия быта. Недостатка в сырье не предвидится, а наоборот, объёмы полимерных отходов будут только расти, а потребность в строительных материалах только увеличится. Конечно, существуют эффективные технологии их переработки, позволяющие использовать полимеры повторно. Как правило, требуется тщательная сортировка отходов пластмасс, их отмывка, сушка. Это дорогие и трудоёмкие процессы. Да и качество переработанного сырья низкое, и не позволяет использовать его на 100% взамен исходного.
Предлагаемая технология производства полимерно песчаной черепицы из полимерных отходов не предполагает очистку и глубокую сортировку сырья. Предлагается лишь придерживаться соотношения 40-50/60-50 так называемых мягких (полиэтилены) и жёстких (полипропилены, полистиролы, АБС пластики, ПЭТ и пр.) полимеров. В таком примерно соотношении отходы и находятся на свалках. НЕ подходят тугоплавкие полимеры (поликарбонаты, фторопласты) и резины. Легкоплавкие, типа ПВХ, могут частично выгорать, но на качество полимерпесчаной черепицы это не влияет. Также выгорают примеси (бумага, пищевые отходы), испаряется влага.
Кроме отходов полимеров в производстве черепицы требуется песок. Он используется как наполнитель и должен быть сухим, просеянным без глинистых и пылевидных включений. Не имеет значения, какого цвета песок и происхождения. Допустимая фракция песка до 3х мм. Может и использоваться другой наполнитель, более доступный в выбранной местности. Таким образом, эта невероятная новая технология получения стройматериалов из бесплатного сырья.
Предварительная переработка сырья. На первом этапе отобранные и отсортированные пластики измельчаются на дробильной машине. Желательно иметь соотношение 50/50 твёрдых и мягких полимеров. Например: полиэтилены лучше ведут себя при отрицательных температурах и глянец на изделии получить проще, зато «твёрдые» полимеры добавят жёсткости и прочности при нагреве на солнце. Работать с гранулятом или полимером одной марки лучше, удобнее. Получается геометрически ровная и правильная черепица. Полимерпесчаная черепица получается тем качественнее, чем равномернее смешаны полимеры и песок. Не нужно предварительно очищать отходы пластиков. Единственным вредителем может быть машинное масло, попадаемое с канистрами. Но его количество, как правило, незначительное, не влияет на качество плитки, а если и проявится пятном на плитке, при повторной переработке пропадает. Остальные примеси выгорают. В дальнейшем стройматериалы из полимерпесчаной смеси устойчивы к маслам и другим хим. продуктам.
Подготовка полимерпесчаной массы После первого измельчения отходы пластиков попадают в экструзионную машину, где под нагревом перемешиваются. Любой химик скажет, что это невозможно и ненаучно — перемешать разнородные полимеры; всё равно, что смешивать керосин с водой. Но такая задача и не ставиться – перемешивать полимеры на молекулярном уровне, достаточно перемешать отходы пластиков, используя свойства вязкости расплавленных полимеров. В структуре полимерных отходов большое место занимают плёнки полиэтилена и полипропилена. Они без измельчения добавляются в экструзионную машину. Полученную полимерпесчанную массу с консистенцией дрожжевого теста оператор рукавицей снимает на выходе из экструзионного узла линии, и, сваляв руками шар (агломерат до 100 мм.), бросает в воду для охлаждения. Вынутый из воды, не совсем остывший, но уже затвердевший агломерат быстро сохнет, остывая. Случается, что происходит перегрев полимерной массы, и она вытекает из экструзионки на пол, пока оператор не выключит нагрев. Остывшая такая масса, затем пригодна для использования. Весь остывший агломерат подвергается повторному измельчению в щепу с размером фракции до 1-10 мм. Таким образом, получается готовое сырьё для полимерно-песчаной смеси.
Получение полимерпесчаной массы и формовка черепицы Этот этап производства плитки завершающий. Некоторые отделяют его от заготовительного участка, располагают в отдельном помещении. Кроме эстетических соображений (заготовка полимерной усреднённой смеси сопровождается выделением газов, и требует обеспечения вытяжки), имеются ещё и практические выгоды: проще осуществлять контроль и учёт. А в случаях работы в исправительных учреждениях, просто необходим из-за режимности предприятия. Смешивание песка, полимеров и красителей происходит в термосмесительном агрегате (Агрегат Плавильно-Нагревательный). Важно поддерживать массу смеси в АПН постоянной, добавляя по мере расхода готовой массы новые порции. Измельчённая полимерпесчаная масса смешивается с песком и красителями в разных пропорциях в зависимости от выпускаемой продукции. Для, например, черепицы это соотношение: 24/75/1, а для тротуарной плитки может быть 5/94/1. Соотношение песка и полимеров влияет и на производительность – та масса, которая имеет в составе больше песка и нагреваться будет дольше. Это свойство следует учитывать при расчёте себестоимости и учёте продукции.
Важно получить качественную смесь – частицы песка должны полностью обволакиваться полимерами, без пробелов. Это достигается уникальной конструкцией вала, рассчитанной опытным путем. Точнее не рассчитанной, а вымученной опытными конструкциями и научными исследованиями. В результате лопасти на валу расположены так, что при вращении вала скорость продвижения массы разная в 3х зонах нагрева, что обеспечивает полный расплав полимера и качественное смешивание с наполнителем. Кстати, в этом узле мы видим некоторые недостатки конструкции, изменение которых ведёт к повышению производительности всей линии.
Таким образом, полученная полимерно-песчанная масса с температурой на выходе около 170-190 градусов и консистенцией тугого пельменного теста выдавливается из машины после открытия заслонки. Оператор отрезает ножом необходимое количество, взвешивает на весах, и получив нужное (около 2-х кг.), обычным совком укладывает в форму. Форма, установленная на прессе с подвижной нижней плитой, охлаждается по-разному. Верхняя часть имеет температуру около 80 градусов, а нижняя 45, или охлаждается как можно сильнее, для быстрейшего формования черепицы (30-50 сек). Это сделано для создания глянца на наружной стороне полимерно песчаной черепицы, полимер как бы выдавливается вверх, заполняя поры между наполнителем. В этом ещё один секрет технологии. Хотя такое неравномерное охлаждение может привести к изгибу черепицы, для чего она укладывается на стол охлаждения и прижимается грузом до окончательной формовки. Для получения матовой поверхности полимерно-песчаной черепицы достаточно охладить верхнюю форму также сильно, как и нижнюю. Это применяется для производства полимерно-песчаной брусчатки. Краситель может и не добавляться, и изделие получается серым по цвету, как бетон.
Ассортимент выпускаемой продукции Зависит напрямую от наличия дополнительных форм. Конечно, делает бизнес конкурентным. Рынок строительных материалов не насыщен, и пока некоторые производители в сезон продажу только черепицы расписывают на месяцы вперёд. А выпускать можно большой ассортимент товаров для строительства : плитку, лотки, кирпич, элементы несъёмной опалубки, выпускают крышки люков колодцев. Уложенная, например, на полу подвала химически стойкая полимерпесчаная плитка будет нести ещё и функцию гидроизоляции.
Проблемы, возникающие в связи с производством стройматериалов из полимерпесчаной смеси По помещению Производители оборудования рекомендуют использовать помещения 150-300 м2. Габариты оборудования для производства черепицы небольшие, и позволят разместить его и на более меньших площадях – около 50 м2, но ещё необходимо иметь место для складирования сырья и готовой полимерной черепицы. Рекомендуемая высота потолка 4 метра. Пресс имеет высоту 1780 мм.
По сырью Если использовать сырой песок, то в процессе нагрева будет происходить выделение газов, приводящее к порообразованию в изделии, что крайне нежелательно. Крупные включения могут также привести к потере качества черепицы, износу формующего инструмента. Необходимо избегать попадание машинного масла в полимерпесчаную смесь, металлических включений.
Прочее Вообще производимая черепица не подлежит обязательной сертификации, как и оборудование, так как оно нестандартное. Но вот требования по помещению, охране труда и окружающей среды могут быть предъявлены. Необходимо наладить контроль за качеством и учётом продукции. Существует опасность выхода из строя оборудования при запуске двигателя. Шнек не может вращаться в непрогретом до температуры пластикации полимере или полимерно песчаной смеси.
Оборудование для производства полимерпесчаной черепицы Производительность предлагаемых линий позволяет выпускать около 40 м2 полимерно-песчаной черепицы в смену. Обслуживают всё оборудование 7 человек. В одном квадратном метре 9 плиток с учётом нахлёста, вес 1 м2 – 20 кг. Потребляемая электроэнергия 26-28 Квт/час, установочная мощность 42 Квт, питание трёхфазное.
Дробилка отходов Используемая в линии дробилка может быть заменена на любую другую, использоваемую в производстве полимеров и изделий из них. Дробит отходы на фракцию до 30 мм. и агломерат до 10 мм. Установлен двигакВт, 3000 об/мин. Производительность высокая, достаточная для обеспечения полимерным сырьём 3х линий. Габаритные размеры: 1000х1100х1200 (ШхДхВ) Вес 420 кг.
Экструзионная установка Отличается от традиционных тем, что объём зоны нагрева и пластикации полимеров меняется изменением наружного диаметра рабочего цилиндра. Обосновано простотой изготовления, да и задачей, которая ставится – перемешать пластики нагревом. Недостатком конструкции является частые заторы массы в месте изменения диаметра рабочего цилиндра, что приводит к перегреву массы, задержке в загрузке полимеров. В качестве нагревательных элементов использованы ТЭНы, которые легко меняются при выходе из строя. Вал центруется полимерной массой на выходе, имеет низкую частоту вращения. Конструктивным недостатком является не установленный упорный подшипник, ведь на вал действует и линейная нагрузка тоже. Производительность достаточна для обеспечения работы 2х прессов и термосмесительных установок. Габаритные размеры: 520х3300х1230 (ШхДхВ) Вес 580 кг.
Термосмесительная установка (АПН – агрегат плавильно-нагревательный) Уникальный узел во всей линии. Для достижения качественной смеси полимера и песка, загруженная масса проходит с разной скоростью и разными режимами нагрева по трубе. Установлен вал с лопастями, расположенными особым способом, причём часто менялось их расположение для достижения качественного смешивания полимерпесчаной смеси. На вал приходится большая нагрузка, в том числе и линейная, а упорный подшипник не установлен. Быстро изнашиваются лопасти шнека. Установлены два прибора контроля температуры в двух зонах контроля нагрева массы. Работает непрерывно, обеспечивает работу одного пресса. Габаритные размеры: 520х3200х1230 (ШхДхВ) Вес 800 кг.
Пресс Небольшой гидравлический пресс с подвижной нижней плитой. 4 гидроцилинра диам. 125 мм., ход 300 мм. Рабочее давление 10 Мпа. На нижней плите установлена матрица с охлаждением и выталкивателями. Причём температуры матрицы и пуансона различны, что достигается двумя разными контурами охлаждения. Пресс комплектуется гидростанцией, баками для охлаждения охлаждающей жидкости. Производительность линии зависит в том числе и от производительности пресса, скорости охлаждения и формования изделия. Комплектующие, используемые при изготовлении пресса, доступны, при необходимости их замены. Габаритные размеры: 2600х1500х1780 (ШхДхВ) Вес 1300 кг.
Дополнительные формы для изготовления тротуарной плитки, черепицы, брусчатки и многого другого Предлагается большой выбор форм, позволяющие выпускать расширенный ассортимент продукции, тем самым, делая бизнес конкурентоспособным. По крайней мере, тротуарная плитка необходима в комплекте.
