Материал: Технология производства и потребительские свойства кровельных материалов

Рис. 2.1. Виды черепицы:

а - пазовая; б - коньковая; в-фронтонная; г - проходная; д - вентиляционная; е - подножечная; ж - снегозадерживающая; з - половинчатая; и - колоколообразная

Цементно-песчаная черепица может быть практически любого цвета. Наиболее распространенные по цвету - кирпично-красная, черная, зеленая, коричневая черепица.

Черепицу другого цвета изготавливают на заказ.

По соотношению «цена / качество» кровельные материалы можно разделить на несколько групп:

Первая группа - материалы низкого качества по низкой цене - рулонный материал и традиционный шифер. Кровля из этих материалов вполне подходит для садового домика или хозяйственной постройки, например, сарая или гаража, но никак не для капитального дома.

Особенность второй группы (ондулин, оцинкованный лист) - среднее качество и значительный разброс в ценах. В данном случае выбор должен сделать сам покупатель.

Третья группа, куда попадает гибкая металлическая и цементно-песчаная черепица, характеризуется высоким качеством и средними ценами, мало отличающимися от цен предыдущей группы. Эти два кровельных материала можно считать оптимальными по соотношению «цена / качество».

И, наконец, четвертая группа - самые качественные и дорогостоящие материалы - это медь, гибкая и керамическая черепица. Данные материалы нужны тем, кто мечтает о долговечной кровле, жить под которой будут их внуки.

Кодирование товарной продукции в соответствии с ТН ВЭД:

Раздел ХIII - Изделия из камня, гипса, цемента, асбеста, слюды и из подобных материалов; керамические изделия, стекло и изделия из него;

Группа 68 - Изделия из камня, гипса, цемента, асбеста, слюды и из подобных материалов;

Позиция 6810 - Изделия из цемента, бетона или искусственного камня, неармированные и армированные;

Субпозиция 681019 - - - прочие;

Подсубпозиция 6810191000 - - - - черепица.

Кодирование товарной продукции в соответствии с ОКП РБ:

Секция D - Продукция перерабатывающей промышленности;

Подсекция DI - Прочие неметаллические минеральные изделия;

Раздел 26 - Прочие неметаллические минеральные изделия;

Группа 26.4 - Кирпичи, плитки и прочие строительные материалы и изделия из обожженной глины;

Класс 26.40 - Кирпичи, плитки и прочие строительные материалы и изделия из обожженной глины;

Категория 26.40.1 - Кирпичи, плитки и прочие строительные материалы и изделия из обожженной глины;

Подкатегория 26.40.12 - Кровельная черепица, дефлекторы, облицовка дымоходов и вытяжных труб, архитектурные украшения и прочие керамические строительные материалы;

Вид 26.40.12.500 - Керамическая кровельная черепица.

3. Потребительские свойства цементно-песчаной черепицы

Основным сырьем для приготовления цементно-песчаной черепицы является природный кварцевый песок, цемент, вода и пигмент - окись железа (для придания черепице окраски)

Цементно-песчаная черепица не подвергается высокотемпературному обжигу. Качество такой черепицы в большой степени зависит от качества применяемого сырья и соблюдения технологии производства.

Цементно-песчаная черепица обладает следующими потребительскими свойствами:

Морозостойкость - способность материалов, насыщенных водой, выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности. Морозостойкость материала характеризуется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания. Материалы испытываются на морозостойкость в специальных холодильных камерах. Цементно-песчаная черепица обладает высокой морозостойкостью.

Черепица является водонепроницаемой. Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Это качество имеет существенное значение при подборе материала для кровли. Водонепроницаемость зависит от плотности и строения материалов.

Водопоглощаемость - способность материала насыщаться водой и удерживать ее в своих порах. При насыщении материала его качества ухудшаются: увеличивается объемный вес, снижается прочность и увеличивается теплопроводность.

Прочность - способность материала сопротивляться разрешению под действием на него нагрузок. На конструкции действуют силы тяжести тех элементов, которые они несут. На них воздействуют температурные деформации деталей, давление ветра, воды и др. В зависимости от характера нагрузки в материале возникают деформации растяжения, сжатия, изгиба, сдвига. При определении прочности черепицы на излом в воздушно-сухом состоянии величина разрушающего груза должна быть не менее 45 кг.

Важной характеристикой данного кровельного покрытия является долговечность. В наших климатических условиях срок службы любого строительного материала в значительной степени зависит от его стойкости к перепадам температур. В этом смысле цементно-песчаная черепица является идеальным кровельным покрытием. Крыша, покрытая такой черепицей, практически без видимых внешних изменений простоит не менее 100 лет.

Черепица относится к группе негорючих материалов. Огнестойкость - свойство материала оказывать сопротивление огню до потери материалом несущей способности. Несгораемые материалы в открытом пламени или при высокой температуре не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются

Черепица является ремонтопригодным материалом. Она легко монтируется, при необходимости с этим справится даже начинающий строитель, не нуждается в покраске и ее легко реконструировать.

Черепица - это широко применяемый штучный малоразмерный кровельный материал с малым коэффициентом линейного температурного расширения и с двумя вертикальными замками, поэтому появление трещин практически исключено. Поскольку черепицу крепят к обрешетке только одним краем, кровля обладает способностью свободного перемещения отдельных частей. Это позволяет такой кровле воспринимать деформации, вызванные осадкой сооружения, ветровым давлением и т.д.

Стойкость к агрессивной среде. Современная цементно-песчаная черепица содержит определенные добавки, которые исключают разрушительную жизнедеятельность растительных и животных организмов; обладает высокой стойкостью к биологическому воздействию, солнечной радиации, воздействию химически агрессивных веществ и ветра, в отличие от асбестшифера, не содержит токсичных веществ. По сравнению с металлической кровлей меньше вероятность попадания молнии в крышу, кровля не накапливает статическое электричество, опасное для человека и способное вызвать пожар.

Черепица обладает хорошей шумоизоляцией. Шумоизоляция - это способность материала задерживать шум.

Недостаток у черепичной кровли один - она чрезвычайно тяжелая: квадратный метр покрытия может весить от 40 до 50 килограммов. Но благодаря тому, что плитки при небольших размерах обладают большой массой, кровле из натуральной черепицы не страшны даже ураганы. Можно привести пример: во время печально известного урагана 1988 года в Москве сорвало триста стальных кровель - одну из них в Кремле ветер скатал в трехтонный рулон, пронес по воздуху и, обламывая зубцы кремлевской стены, швырнул на землю аккурат возле Мавзолея. Но ни одна черепичная крыша тогда не пострадала! Так как цементно-песчаная черепица достаточно массивна, важное значение имеет надежность стропильной системы.

Черепица - это надежное, долговечное, огнестойкое, шумопоглащающее, прочное, экологически чистое, не подвергающееся коррозии покрытие. Расходы на содержание крыши - минимальные. Иногда хорошо установленная черепичная кровля служит столько же, сколько и сам дом. Поэтому черепичная кровля - это хорошее вложение капитала. Благодаря своим отличным эстетическим свойствам, надёжности и долговечности в эксплуатации черепицу можно по праву назвать одним из лучших кровельных материалов на сегодняшний день.

4. Технология производства цементно-песчаной черепицы и ее технико-экономическая оценка

Характеристика исходных материалов, используемых для производства цементно-песчаной черепицы

Материалы, применяемые для изготовления черепицы, должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов и быть из числа разрешенных к применению Министерством здравоохранения Республики Беларусь.

Сырьем для черепицы служит смесь цемента марки 300-400 с натуральным кварцевым песком, вода. Раствор готовится состава 1:2 или 1:3. Может быть добавлен краситель в количестве 2 - 3% от общей массы для получения цветной черепицы.

Цемент - порошкообразный строительный вяжущий материал, который обладает гидравлическими свойствами, состоит из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных и добавок. Основные требования к цементу отражены в ГОСТ 30515-97 (Цементы. Общие технические условия.)

Натуральный кварцевый песок - неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования или с использованием специального обогатительного оборудования. Основные требования отражены в ГОСТ 8736-93 (Песок для строительных работ. Технические условия).

Песок должен обладать стойкостью к химическому воздействию щелочей цемента.

Стойкость песка определяют по минералого-петрографическому составу и содержанию вредных компонентов и примесей.

При обработке раствором гидроксида натрия (колориметрическая проба на органические примеси по ГОСТ 8735) природный песок не должен придавать раствору окраску, соответствующую или темнее цвета эталона.

Песок не должен содержать посторонних засоряющих примесей.

Характеристика основных стадий производства цементно-песчаной черепицы, их технико-экономическая оценка

Цементно-песчаную черепицу выпускают многие производители. За столетие технология производства цементно-песчаной черепицы шагнула далеко вперед, и сегодня она дает возможность получать качественный и долговечный штучный кровельный материал, отличающийся высокой размерной точностью и при этом более дешевый по сравнению с керамической. Себестоимость данной черепицы относительно низка, поэтому выпускать ее более выгодно. Качество цементно-песчаной черепицы в большой степени зависит от качества применяемого сырья и соблюдения технологии производства.

Основу производства цементно-песчаной черепицы составляют следующие стадии: подготовка сырьевых материалов и приготовление полусухой смеси, формование черепка и сушка отформованного изделия.

Основным материалом для производства черепицы является цемент, натуральный кварцевый песок, вода и пигменты на основе оксида железа. Из них сначала формируется полусухая смесь. Приготовление смеси (рис. 4.2.1) осуществляется в специальных агрегатах - бетоносмесителях. При перемешивании мелкие компоненты смеси входят в межзерновые пустоты более крупных (песок в пустоты между зерен крупного заполнителя, цемент - в пустоты песка). Этому способствует введение в смеситель воды. Бетоносмесители представляют собой стальные чаши, в которых смешивание производится вращающимися лопатками, насаженными на вертикальные валы, которые также вращаются в этой чаше.

Рис. 4.2.1. Приготовление полусухой смеси

Затем ленточным способом производится черепица-сырец, края которой скругляются штамповкой. Так происходит формование черепка (рис. 4.2.2). Рекомендуется формовка на стальных штампованных поддонах. После формовки на поверхность черепицы наносят краску для придания товарного вида. Краска имеет такой же цвет, как и пигмент. Цвет цементно-песчаной черепицы определяется специальными красителями, которые добавляются в бетонную массу перед формованием. Эти красители не влияют на прочность черепицы и устойчивы к солнечному излучению. Так как черепица окрашивается в массе, то даже если случайно образуются сколы, на внешнем виде покрытия это практически не сказывается. Благодаря объемной прокраске цвет черепицы сохраняется неизменным в процессе эксплуатации.

Рис. 4.2.2. Формование черепка

Затем в течение суток материал сушится при температуре 60°С, после чего еще 28 дней выдерживается на складе. За это время цементно-песчаная черепица набирает 70% прочности, а недостающие проценты «добирает» уже после монтажа, под воздействием воды. Такая черепица не подвергается обжигу, а получает прочность в результате твердения цемента. Процесс сушки представляет собой комплекс явлений, связанный с испарением влаги с поверхности изделия, перемешиванием влаги из его внутренней части к поверхности и теплообменом между материалом и окружающей средой. Длительность сушки во многом зависит от скорости перемещения влаги в изделиях от внутренних к наружным слоям, а последнее определяется размерами капилляров и вязкостью воды. Сушка черепицы производится на поддонах (рис. 4.2.3). Возможен вариант естественного твердения.

Рис. 4.2.3. Сушка черепицы на поддонах

Для увеличения срока службы черепица покрывается полимерной водоотталкивающей эмульсией со специальными добавками, предохраняющими черепицу от коррозии, от выцветания, от лишайников, плесени, гниения.

Черепица должна иметь толщину 10 +2 мм, правильную форму с гладкими поверхностями и ровными краями, без коробления и трещин. Допуски на длину черепицы и ее кроющую часть должны быть в пределах +5 мм. На все остальные размеры допуск +3 мм.

Глубина пазов черепицы должна быть не менее 5 мм, высота шипов - не менее 15 мм. Высота поперечного гребня должна соответствовать высоте шипов, а форма их - форме поперечного профиля черепицы.

При легком ударе стальным молотком черепица должна издавать чистый, не дребезжащий звук.

Стандартная черепица выпускается профильной, размером 420*330 мм и толщиной 12 мм. Вес одной штуки стандартной черепицы - 4,8 кг.

Для изготовления цементно-песчаной черепицы используется пресс-прокатная технология. Суть этой технологии следующая: черепица формуется на фигурных поддонах, обеспечивающих форму нижней поверхности изделия, верхняя поверхность профилируется и уплотняется фигурным валом, под которым «протаскивается» поддон с дозированной порцией смеси.

Технология производства цементно-песчаной черепицы заключается в перемешивании цемента и наполнителя (песка) определенного состава и формовании из указанной смеси черепицы прокатным методом на специальных поддонах при заданных параметрах с последующим твердением готовой продукции в пропарочных камерах.

Это оборудование отличается малым энергопотреблением (не более 5 кВт) и малым количеством обслуживающего персонала (3-4 человека). Вес комплекта оборудования 1,5 т (оборудование не более 600 кг и комплект поддонов 900 кг). Используя оборудование, не нужно предъявлять к помещению никаких особых требований (расположение за городом, вентиляция и т.д.), что в свою очередь не создает проблем с санэпидемстанцией и экологами.