Современное оборудование в современном строительстве: история развития и современное состояние.

Современное оборудование в современном строительстве: история развития и современное состояние.
От смеси, приготовленной на строительной площадке вручную, до сухих строительных смесей, предназначенных для работы с машинами.
На протяжении столетий штукатурные, клеевые и кладочные растворы, а также другие растворы, предназначенные для декоративной отделки внешних поверхностей фасадов, перемешивались на строительной площадке вручную, частично с применением простейших смесителей. Раствор получался плохого качества, а процесс его изготовления был достаточно трудоёмким и длительным.
В 1958 году разработана первая машина для нанесения штукатурного раствора, состоящая из смесителя, работающего по принципу свободного падения смеси, с подключённым поршневым насосом. Дозированые вручную, компоненты смеси: песок, цемент, известь и вода перемешивались этой машиной, подавались по шлангу и набрызгивались на стену.
В 1965 году на потребительском рынке появилась первая машина, предназначенная для переработки гипса машинным способом. Эта машина была в состоянии автоматически и непрерывно подавать воду к сухому материалу в точно заданном и необходимом для изготовления подходящего для переработки гипса количестве, мешать её до образования гомогенной массы, подавать полученную гипсовую кашицу при помощи шнекового насоса и, используя сжатый воздух, набрызгивать раствор на стену.
Параллельно с появлением на потребительском рынке гипса, пригодного для машинной переработки, также в 1965 году на потребительском рынке появились первые «сухие строительные смеси», соответствующие стандартам.
Требования к современной машине для нанесения штукатурного раствора
Годы, начиная с 1965 года и до сегодняшнего дня, были отмечены головокружительным развитием продуктов сухих строительных смесей и машин для их переработки. Машина, которая была разработана в 1965 году для переработки чистого гипса – продукта, не содержащего песка – была модифицирована для переработки сухих строительных смесей на основе цемента и содержащих песок. Во всех этих машинах было общим то, что подача воды, установленная для производства раствора нужной консистенции при последующем износе насоса увеличивалась и дозировала избыточно воду в машину.
Только с разработкой современных штукатурных станций, которые за счёт конструкции и принципа работы перемешивают всегда одинаковое количество сухих строительных смесей с одинаковым количеством воды, был ликвидирован этот существенный недостаток. Другим значительным преимуществом современных штукатурных станций является так называемый принцип “заболачивания”, при котором в смесительную камеру в воду подаётся сухая строительная смесь - а не вода в сухую строительную смесь – что особенно важно при работе с очень мелкодисперсным материалом, чтобы не допустить в процессе замеса образования комков.
Современная штукатурная станция – малогабаритное, мобильное строительное оборудование, предназначенное для автоматического приготовления раствора из сухих строительных смесей, для подачи раствора и его набрызга на поверхности.
В качестве материала для современной штукатурной станции используются сухие строительные смеси, которые могут быть: штукатурными на гипсовой основе, штукатурными на цементно-песчаной основе, декоративными, теплоизоляционными, огнезащитными, гидроизоляционными, ремонтными, клеевыми, для устройства стяжек, наливных полов и многое другое. Соответственно, широта применения штукатурной станции будет очень широкой.
Для того чтобы понять, чем современная станция отличается от предыдущих моделей, познакомимся с ее принципом работы.
Штукатурная станция состоит из приемного бункера для сухой смеси, смесительной камеры, героторного растворонасоса, водной и воздушной арматуры, панели управления с автоматикой управления, воздушного компрессора, водного насоса, растворного и воздушного рукава, специального сопла с дистанционным управлением.
В приемный бункер штукатурной станции засыпается сухая смесь, откуда она подается в камеру штукатурной станции, где смешивается с водой. Соотношение сухая смесь и вода предварительно настраивается и в процессе работы это соотношение остается постоянным.
Готовый раствор подается к специальному соплу штукатурной станции для набрызга с помощью шнекового (героторного) растворонасоса. Параллельно растворному рукаву к соплу поступает сжатый воздух от компрессора.
В сопле раствор сдувается сжатым воздухом на поверхности, производится так называемое мокрое торкретирование.
Штукатурная станция обеспечена датчиками давления воды и воздуха.
Датчик давления воды дает команду включение/отключение для силовой электрической части штукатурной станции, тем самым предохраняет от случайного запуска при отсутствии или малом давлении воды.
Датчик давления воздуха позволяет дистанционно управлять штукатурной станцией с помощью воздушного вентиля на сопле для набрызга.
Подобными средствами механизации в Европе стали пользоваться 20-30 лет назад, у нас такая технология находится на стадии развития. Чем же выгодно и удобно применение современных штукатурных станций?
Первое преимущество, которое является наиболее весомым – это то, что, применяя подобную штукатурную станцию можно добиться максимально возможной производительности труда. Средняя производительность труда 100-150 кв.м. высококачественной поверхности за смену (8-ми часовой рабочий день) для 5-х отделочников. Максимальная производительность может достичь 200 кв. м.
Легко догадаться, что из-за высокой производительности труда, проявляется важный экономический фактор.
Во-первых, Вам удается за определенные промежутки времени выполнять большие объемы, чем с применением традиционных методов отделки.
Во-вторых, Вы хозяин штукатурной станции, с помощью которой был облегчен труд рабочего. Рабочий получил возможность выполнять объемы, превышающие 3-5 раз, по сравнению с ранними.
В-третьих, при нанесении раствора с помощью воздуха максимально сокращаются потери раствора, следовательно, Вы не платите деньги за потери.
Применение современной штукатурной станции позволит Вам стать независимым от поставщиков раствора. Исчезнет такая проблема, как и каким образом утилизировать оставшийся или устаревший раствор.
Легко просчитать что дешевле - Ручной метод или механизированный:
Способ выполнения Стоимость штукатурки, в руб Стоимость шпатлевки, в руб Итого, в руб
Ручным способом 300 180 480 (минимум)
Механизированным способом 270-290 50-100 (если потребуется под покраску) и 0 - под остальную отделку 270-390
*Данные компании «Алирон» (Россия)
Так как штукатурная станция легко транспортируется, Вы не будете задумываться о том, как перевезти или переместить штукатурную станцию с этажа на этаж. Тем более, что высота подачи раствора от 20 до 30 м, а расстояние по горизонтали от 40 до 60 м.
Большинство работ связанных с отделкой, кирпичной кладкой, укладкой плитки, устройства полов требуют высококачественного раствора. Многие участки из этих работ находятся в труднодоступных местах, а другие участки достаточно маленькие для установки и перемещения традиционных растворосмесителей.
Сейчас производители строительного оборудования предлагают широкий спектр оборудования для приготовления растворов и бетонов: от раствороузлов размерами с завода до управляемых вручную растворосмесителей, производительность которых 22-25 л/мин.
Например, многие изготовители предлагают непрерывные растворосмесители и растворосмесительные насосы различной производительности. C помощью растворосмесителя можно готовить раствор не только удобно и быстро, но также получать раствор высокого качества. Вы всегда будете получать постоянную консистенцию без контроля времени перемешивания и количества воды. Расход воды настраивается один раз перед запуском растворосмесителя. Растворы будут приготовлены в том количестве, в котором вы нуждаетесь и для этого Вам будет необходимо только нажать на кнопку. Это особенность растворосмесителя поможет Вам сэкономить время и даст необходимое количество свежего раствора.
Маленькие растворосмесители могут наполняться как материалом из мешков, так и посредством пневмотранспортных систем из силосов. Выгода непрерывных, проточных растворосмесителей состоит в том, что по сравнению с растворосмесителями циклического типа, они гарантируют постоянную консистенцию раствора и постоянное соотношение сухой смеси с водой в течение всего рабочего дня. Оператор не беспокоится о времени смешивания и о дозировании воды.
Стоит добавить, растворосмесители непрерывного типа могут готовить раствор для последующей подачи растворонасосами, а датчик уровня раствора позволит автоматически управлять работой растворосмесителя. Для приготовления раствора с помощью растворосмесителя Вам потребуется обычный песок (или другой наполнитель) и цемент (или другое вяжущее вещество).
Мы обратим Ваше внимание на шнековые растворонасосы, которые чаще называют героторные растворонасосы или винтовые растворонасосы.
Применение такого типа растворонасосов дает несколько преимуществ:
• большой диапазон перекачки и давления;
• отсутствие возврата продукта;
• стабильно высокий КПД;
• стабильные производительность и давление;
• высокая всасывающая способность;
• слабая пульсация;
• высокая экономичность;
• незначительные пусковые и рабочие моменты;
• форма герметичных полостей исключает задержание продукта внутри насоса;
• установка в любом положении;
• стабильное качество материалов;
• незначительные расходы на жизненный цикл;
• надежность в обеспечении
• простота обслуживания.
Так как основная расходная часть героторных растворонасосов или шнековых растворонасосов – это шнековая пара или героторная пара, состоящая из стального ротора (винта) и статора (обоймы), изготовленного из специальной резины, то следует соблюдать несколько правил для максимального срока службы:
• никогда не запускайте растворонасос без материала, так как материал выполняет функции смазывания ротора и статора. Если Вы запустите растворонасос без материала, то после этого потребуется заменить пару, так как она не прослужит и несколько минут;
• вода не является такой хорошей смазкой, как раствор, таким образом, очистка шнековой пары или героторной пары должна проводиться с отсоединенными растворными рукавами. Промывайте растворные рукава, применяя воду под давлением и специальные шарики из губчатой резины;
• применяйте длину растворных рукавов такую, которая необходима, и не больше. Распрямляйте растворные рукава для того, чтобы уменьшить давление и нагрузку на шнековую пару или героторную пару.
На сегодняшний день существуют четыре основных типа машин для перекачивания строительных смесей.
1 тип: это относительно недорогие растворонасосы, простые в обслуживании, небольшие габариты, позволяющие легко размещать их на строительной площадке, не требуют дополнительного оборудования и имеют очень большой ресурс работы.
Нагнетание раствора происходит посредством возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре, заполненном водой и воздействием на резиновую диафрагму. Обратным ходом поршень засасывает раствор из входного патрубка в насосную камеру, а прямым ходом нагнетает раствор из насосной камеры в выходной патрубок.
Насосы такого типа прекрасно справляются со штукатурными известковыми смесями (гарцовка, гипс). Высота подачи у насоса может достигать 60 м, производительность до 6 м3/час. Насосы идеально подходят для нанесения раствора на вертикальные поверхности стен (соплование). В общем, идеальные машины для гарцовочной смеси.
Однако цементно-песчаные смеси, и тем более бетоны перекачивать такими насосами в ряде случаев просто не представляется возможным. Причины следующие:
1. Максимальная фракция заполнителя не должна превышать 5 мм, что неприемлемо для бетонов.
2. Раствор должен обладать значительной подвижностью (осадка по стандартному конусу – не менее 7 см), на практике это консистенция "жидкой сметаны".
3. Для нагнетания смеси насос создает давление до 15 атм., и при этом давлении происходит выдавливание воды из смеси (т.н. расслоение) раствора. Как результат раствор теряет пластичность и "встает" в растворном рукаве с образованием растворных "пробок".
2 тип: Предназначеные для подачи растворов приготовленных из сухих смесей для машинного нанесения (штукатурные станции или растворосмесительные насосы) и растворов высокой подвижности (шнековые растворонасосы). Могут применяться для устройства самонивелирующихся полов, выравнивающих и декоративных штукатурных растворов на полимерсодержащей основе, огнезащитных, ремонтных, гидроизоляционных, клеевых растворов, нагнетания инъекционных растворов, широко применяются для подачи пенополистиролбетонов.
Насос имеет в своей конструкции шнековую пару, состоящую из стального винта (ротора), вращающегося в резиновой обойме (статоре). Шаг ротора два раза меньше шага статора, и при его вращении порция раствора перемещается в образовавшейся полости вдоль оси шнека как по конвейеру. Преимущество насосов в том, что насос не воздействуют на структуру смеси, что важно для пенобетонов, имеют небольшие размеры и вес, безопасны, так как насос не создаст давления выше расчетного даже в случае пробок в растворном рукаве, простая и легко ремонтируемая конструкция. Насосы этого типа активно применяются в техника европейского производства, так как на их основе можно создавать высокопроизводительные машины, имеющие предельно простую безопасную конструкцию в малых габаритах. Штукатурная станция производительностью 0.5- 3,0 м3/час в разобранном виде можно перевезти на легковом автомобиле, поднять вручную и смонтировать на любом этаже. В общем, прекрасная машина для нанесения полимерсодержащих штукатурок, пенобетона, а для инъекционных работ по заполнению швов – вне конкуренции.
Ограничения:
1. Насосы способны работать с растворами, фракция заполнителя которых не превышает 5 или 10 мм.
2. Растворы должны иметь значительную подвижность, т.к. жесткие не будут захватываться шнековой парой.
3. Смесь должна содержать полимерные составляющие для смазки резиновой винтовая обоймы (статора) насоса и растворного рукава. Именно эти составляющие имеют сухие смеси для машинного нанесения.
4. Непредназначеные для перекачки бетонов, цементно-песчаных растворов, гарцовки.
5. Срок службы шнековой пары имеет ограничения в зависимости от условий эксплуатации, после чего она подлежит замене.
3 тип: Гидравлические бетононасосы.
Предназначеные для перекачивания растворных и бетонных смесей с фракцией заполнителя до 40 мм. Имеют производительность до 60 м3/час. Подача бетона по высоте может достигать 100 м. Выпускаются в стационарном исполнении с электрическим и дизельным приводом, а также в исполнении на автомобильном шасси.
Нагнетание происходит за счет двух поршней совершающих возвратно-поступательное движение. Поршни попеременно нагнетают бетонную смесь в бетоновод. Привод поршевой группы осуществляется от гидравлической станции.
Насосы создают огромное давление в 60-80 атм. и способны перекачивать тяжелые бетоны на значительные расстояния и применяются при строительстве тоннелей монолитных зданий мостов и гидросооружений.
Применяются там, где нет технической возможности или экономически неоправданно использование башенного крана. Гидравлический бетононасос - единственный способ подать тяжелый бетон без башенного крана. Очень надежные, практически "вечные" машины, на стройках можно встретить машины 70-х годов выпуска.
Ограничения. Имеют большие размеры и вес, сложная, дорогостоящая эксплуатация, требуют подключения больших мощностей (электропривод до 40 кВт), очень дорогостоящие машины (новый импортный бетононасос может стоить более 100 тыс. Евро).
4 тип: Пневмонагнетатели.
Предназначены для перекачивания цементно-песчанных растворов и бетонов с фракцией заполнителя до 16 мм на расстояния до 200м и высоту до 80м.
Принцип подачи состоит в том, что раствор помещается в герметичный резервуар и под действием сжатого воздуха порционно подается и транспортируется по бетоноводу. Пневмонагнетатель, по сути, является универсальной машиной, и к тому же, абсолютно идеальная машина для устройства бетонных стяжек в реконструируемых и вновь возводимых зданиях.
Преимущества:
1. В резервуаре смонтирована лопастная мешалка, которая позволяет приготавливать раствор из составляющих непосредственно перед перекачиванием, не применяя для этого отдельно бетоносмеситель.
2. Для пневмонагнетателя не принципиален состав смеси (цементно-песчаный, мелкофракционный бетон, пенобетон, известковый штукатурный раствор, специальные гидроизоляционные растворы).
3. Пневмонагнетатель способен перекачивать растворы с осадкой конуса 3-8 см, т.е. растворы с малым содержанием воды.
4. Пневмонагнетатель не требует подключения большой электрической мощности.
5. Сравнительно небольшие размеры и вес, а так же наличие пневмошасси, позволяют легко перемещать аппарат по строительной площадке.
6. Простая надежная конструкция, и высокая ремонтопригодность.
7. Аппарат практически не содержит быстроизнашивающихся деталей, что обуславливает длительный срок эксплуатации.
8. Цена пневмонагнетателя несравнимо ниже ближайшего (по применению) гидравлического бетононасоса.
Ограничения:
1. Насосы способны работать со смесями, фракция заполнителя которых не превышает 16 мм.
2. Для работы пневмонагнетателя требуется воздушный компрессор с производительностью не менее 3.5 м3/мин.
Эффективность использования сухих строительных смесей в сочетании с современными системами транспортировки и применения
Выполнение работ вручную включает транспортировку песка и вяжущих веществ на место строительства, перемешивание на месте строительства и выполнение строительных работ без применения машин. Дневная производительность одного рабочего составляла 10 м², которую примем за 100 %.
Следующий шаг, который был сделан, это транспортировка приготовленной на заводе смеси в мешках к месту строительства, перемешивание смеси с водой вручную и нанесение раствора нужной консистенции вручную. Этот шаг увеличил производительность до 200 %, другими словами, дневная производительность стала составлять 20 м² на одного рабочего.
Следующий шаг на пути повышения производительности был сделан после изобретения штукатурной станции, материал транспортировался на место строительства в мешках, автоматически перемешивался с водой и наносился на стену при помощи разбрызгивателя. Это увеличило производительность до 400%, что соответствовало производительности 40 м² на одного рабочего.
И, наконец, последний шаг это транспортировка сухих строительных смесей в силосах, что позволяет избежать складирования бумажных мешков и затрат на их наполнение. Этот шаг позволил полностью рационализировать работу, производительность была поднята до 600%, что означает увеличение производительности до 60 м² на одного рабочего.