История бетонного блока

Бетонный блок в основном используется в качестве строительного материала при возведении стен. Иногда его именуют бетонным строительным блоком (БСБ). Бетонный блок относится к нескольким видам бетонных изделий заводского изготовления, используемых при строительстве. Термин «заводского изготовления» означает, что блоки формуются и застывают до того, как завозятся на строительную площадку. Большинство строительных блоков содержат одну или несколько полостей, а стороны могут быть либо гладкие, либо иметь рисунок. При использовании бетонные блоки ставятся один на другой по одному и скрепляются цементным раствором для создания стен нужной высоты и длины.


История бетонного блока

История бетонного блока

(Из коллекции Музея Генри Форда и Деревни Гринфилда)


Бетонный раствор использовался римлянами еще в 200 году до н.э. для соединения между собой камней разной формы. Во времена правления римского императора Калигулы в период с 37 по 41 год н.э. бетонные блоки маленького размера использовались в качестве строительного материала в районе современного Неаполя в Италии. Большая часть бетонных технологий, созданных римлянами, была утрачена после падения Римской Империи в V веке. И только в 1824 году английский каменщик Джозеф Аспдин создал портландский цемент, ставший одним из ключевых компонентов современного бетона.

Первый полый бетонный блок был разработан в 1890-м году Гармоном С. Палмером в США. После 10-ти лет экспериментов, в 1900 году Палмер запатентовал свой дизайн. Блоки Палмера имели размеры 8×10×30 дюймов (20,3×24,4×76,2 см) и были настолько тяжелы, что их приходилось поднимать и ставить на место при помощи небольшого крана. К 1905 году около 1500 компаний в США занимались их выпуском. Данные блоки обычно формовались вручную, а средняя производительность составляла около 10 блоков в час. На сегодняшний день производство блоков – это автоматизированный процесс, с помощью которого можно производить до 2000 блоков в час.

Сырьё

Бетон, наиболее часто используемый для производства бетонных блоков, представляет собой смесь порошкового портландского цемента, воды и гравия. Данная смесь образует легкий серый блок с мелкой поверхностной текстурой и высокой силой компрессии. Обычный бетонный блок весит 38-43 фунта (17,2 — 19,5 кг). В целом, бетонная смесь, используемая для производства блоков, содержит более высокое в процентном отношении количество песка и более низкое количество гравия и воды, чем бетонные смеси, используемые для общих строительных целей. Таким образом, получается очень сухая и крепкая смесь, которая сохраняет форму при её извлечении из блочной формы.

Если вместо песка и гравия использовать гранулированный уголь или вулканический шлак, в результате получается блок, который называется шлакоблоком, имеющий темно-серый цвет, текстуру средней или большой грубости, высокую крепость, хорошие звукопоглощающие характеристики и более высокие, чем у бетонного блока теплоизоляционные свойства. Обычный шлакоблок весит 26-33 фунта (11,8 – 15 кг).


История бетонного блока

История бетонного блока


Легкие бетонные блоки создаются посредством замещения песка и гравия керамзитом, глинистым сланцем или тонкослоистым сланцем. Керамзит, глинистый и тонкослоистый сланцы перерабатываются посредством дробления сырья и нагревания примерно до температуры 2000°F (1093°C). При данной температуре материал вспучивается из-за быстрого образования газов в результате сгорания небольшого количества органического вещества, содержащегося внутри. Обычно легкий блок весит 22 – 28 фунтов (10,0 – 12,7 кг) и используется для возведения не несущих нагрузку стен и перегородок. Шлаковая пемза и естественные вулканические материалы, как пемза и вулканический пепел также используются для создания легковесных блоков.
 
Кроме основных компонентов, бетонная смесь, которая используется для производства блоков, может содержать различные химические элементы, примеси добавляемые для изменения времени отвердевания, увеличения сопротивления сжатию или улучшения эксплуатационных свойств. Смесь может содержать добавленные пигменты для придания блокам равномерного цвета, либо поверхность блоков может быть глазурованной для придания блокам декоративных свойств или обеспечения сопротивления химическому воздействию. Глазурь обычно наносится при помощи термоотверждающейся смолы, кремнистого песка и пигмента.

Дизайн
 
Для обеспечения единства формы сооружений, были введены стандарты формы и размера для бетонных блоков. Самые распространенные в США блоки имеют черновой обмер 8×8×16 дюймов. Данный черновой обмер предусматривает пространство для шва или цементной смеси, в то время как сам блок имеет размеры 7,63 (19,4 см) на 7,63 (19,4 см) на 15,63 (38,8 см).
 
Многие прогрессивные производители блоков предлагают вариации стандартных блоков, благодаря чему может быть достигнут уникальный визуальный эффект или созданы структурные элементы, имеющие особые функциональные свойства. Например, один производитель предлагает блок, особо предназначенный для сопротивления протеканию воды через наружные стены. Блок содержит компоненты, отталкивающие воду, таким образом, снижая степень поглощения и пропуска воды бетоном, скошенный верхний край для отброса воды от горизонтального растворного шва и ряд внутренних канавок и прорезей для отвода воды, проникающей через трещины, от внутренней поверхности.

Также существуют бетонные стеновые блоки с фактурной лицевой гранью, которые состоят из грубой, подобной каменной поверхности, вмести гладкой. Таким образом, блок имеет архитектурный вид разрезанного и отесанного камня. План дома четырехугольного типа, который был опубликован в каталоге Бетонных Домов и Методов их Постройки за 1908 год, выпущенном Архитектурной Компанией Радфорда. Это был один из сотен планов домов из бетонных блоков, которые предлагались компанией Радфорда. Согласно приведенным вычислениям стоимости, постройка такого дома могла обойтись примерно в 2250 долларов, что гораздо дешевле традиционных каменных домов того времени.

Сначала бетонные блоки в США стали использовались в качестве замены камню или дереву при строительстве жилья. Самый ранний известный пример дома, построенного в этой стране полностью из бетонных блоков, относится к 1837 году, когда такой был построен на Стейтен Айленд, Нью-Йорк. Жилье, построенное из бетонных блоков, воплощало в себе творческое использование распространенных и недорогих материалов для придания более дорогого вида традиционных каменных домов с деревянным каркасом. Данный тип строительства получил наибольшее распространение в период с 1900 по 1920 годы. Стили домов, чаще всего упоминавшиеся в то время как «модерн», включали в себя Тюдор, Четырехугольный, Колониальное возрождение и Бунгало. В то время как многие дома были построены из бетонных блоков изнутри и снаружи, другие дома имели в качестве покрытия штукатурку или другой материал поверх блочных структур.

Сотни тысяч таких домов были построены в штатах среднего запада, возможно, по той причине, что сырье, требуемое для производства бетонных блоков, в изобилии имелось на песчаных берегах и гравийных карьерах по всему региону. Бетонным блокам придавалась каменная текстура: тесаный камень, тесаный гранит или рустованный камень. Сначала воспринимаемые в качестве экспериментальных, бетонные блоки рекламировались во многих каталогах производителей портландского цемента в качестве «огнеупорного, паразитостойкого и устойчивого к атмосферным влияниям» материала и недорогой замены всегда недостающей древесине. Большое количество сооружений другого типа, такие как гаражи, подвалы и почтовые отделения продолжают строиться при использовании данного метода благодаря упомянутым качествам.

Когда производители разрабатывают новый вид блока, они должны принимать во внимание не только требуемую форму, но и продумывать процесс достижения данной формы. Дизайн, требующий сложных пресс-форм или дополнительных стадий процесса производства, может замедлить процесс и стать причиной увеличения расходов. В некоторых случаях лишние расходы могут перекрыть все достоинства нового дизайна и сделать блок слишком дорогим.

Производство

Процесс

Производство бетонных блоков состоит из четырех основных процессов: смешивание, формование, затвердевание и брикетирование. Некоторые заводы производят только бетонные блоки, в то время как другие могут выпускать широкий ассортимент бетонных изделий, включая блоки, тротуарную плитку и такие декоративные элементы ландшафта, как бордюры для лужаек. Некоторые заводы способны производить по 2000 и более блоков в час.


История бетонного блока

История бетонного блока


В производстве бетонных блоков существуют следующие стандартные фазы.

Смешивание

  1. Песок и гравий складируются под открытым небом в кучах и по мере необходимости подаются в хранилище цеха конвейером. Портландский цемент складируется снаружи в больших вертикальных бункерах для защиты его от попадания влаги.
  2. В начале производственного цикла требуемое количество песка, гравия и цемента самотеком или механически поступает в весовой дозатор, который отмеряет нужное количество каждого материала.
  3. Затем сухой материал поступает в стационарный смеситель, где в течение нескольких минут происходит его перемешивание. Существует два самых распространенных вида смесителя. Один из них, планетарный или барабанный, напоминает видом неглубокую сковороду с крышкой. Лопатки смесителя приделаны к вертикальному валу внутри миксера. Другой тип называется горизонтальный смесительный барабан. Внешним видом он напоминает банку кофе, положенную набок, а его смесительные лопатки прикреплены к горизонтальному вращающемуся валу, расположенному внутри смесителя.
  4. После перемешивания сухого материала в смеситель добавляется небольшое количество воды. Если завод находится в широтах с экстремальными перепадами температуры, вода может сначала проходить через нагреватель или охладитель для доведения ее до нужной температуры. На этой же стадии возможно добавление химических реагентов и пигментов, после чего бетон перемешивается в течение 6 – 7 минут.

Формование

  1. После тщательного перемешивания бетон выгружается в наклонный ковшовый конвейер и подается в поставленный на возвышении опрокидывающийся дозатор. Затем начинается смешивание новой порции.
  2. С установленной скоростью бетон передается конвейером от опрокидывающегося дозатора к другому дозатору, расположенному в верхней части блочного агрегата. В блочном агрегате бетон усиленно подается вниз в формы. Формы состоят из внешнего формовочного ящика, состоящего из нескольких формовочных вкладышей. Вкладыши определяют внешнюю форму блока и внутреннюю форму полостей блока. Одновременно могут быть сформованы 15 блоков.
  3. Когда формы наполняются, бетон спрессовывается весом верхней формовочной головки, опускающейся в формовочные полости. Такое прессование может быть заменено цилиндрами воздушного или гидравлического давления, действующего на формовочной головке. Большая часть блочных агрегатов также имеет функцию кратковременной механической вибрации для еще лучшей утряски.
  4. Спрессованные блоки выталкиваются вниз и в сторону от форм на плоские стальные паллеты. Паллета и блоки выталкиваются из машины на цепной конвейер. В некоторых операциях блоки проходят под вращающимися щетками, которые снимают лишний материал с верхних краев блоков.

Затвердевание

  1. Паллеты блоков подаются конвейером к автоматическому укладчику или погрузчику, который укладывает их в стеллаж для выдерживания сборных бетонных изделий. Каждый стеллаж вмещает несколько сотен блоков. После заполнения стеллажа он откатывается по рельсам в печь для затвердевания.
  2. Печь представляет собой закрытое помещение, вмещающее несколько стеллажей одновременно. Существует 2 основных типа печей для затвердевания. Самый распространенный тип – это паровая печь низкого давления. В печи данного типа блоки содержатся на протяжении 1 – 3 часов при комнатной температуре до достижения ими легкого затвердевания. Затем температура медленно поднимается посредством подаваемого пара при скорости нагревания 16°C в час. Блоки стандартного веса обычно выдерживаются при температуре 66-74°C, в то время как легкие — 77-85°C. При достижении температуры, требуемой для затвердевания, пар отключается, а блоки продолжают находиться в горячем и влажном воздухе на протяжении 12-18 часов. После паровой пропитки блоки высушиваются посредством выпуска влажного воздуха и последующего нагревания воздуха в печи. Полный цикл затвердевания занимает около 24 часов.

Еще одним типом печи является паровая печь высокого давления, иногда называемая автоклавом. В печи такого типа температура поднимается до 149-191°C, а давление поднимается до 5,5-12,8 бар. Блоки пропитываются на протяжении 5-10 часов. После чего давление быстро стравливается, и блоки быстро выпускают заключенную в них влагу. Процесс затвердевания в автоклаве требует больше энергии и более дорогой печи, но позволяет производить блоки за меньший промежуток времени.

Брикетирование

  1. Стеллажи с отвердевшими блоками выкатываются из печи, а паллеты с блоками разбираются и помещаются на цепной конвейер. Блоки сталкиваются со стальных паллет, а пустые паллеты отправляются назад в блочный агрегат для получения нового набора формованных блоков.
  2. Если блокам требуется придать вид тесаного камня, сначала формируются два совмещенных блока. Как только двойные блоки затвердели, их подают под рассекатель, который разрубает их тяжелым лезвием вдоль сегмента между двумя блоками. Таким образом, двойной блок раскалывается и приобретает грубую, каменную текстуру с одной из сторон каждой части.
  3. Блоки пропускаются через брикетировщик, который выравнивает каждый блок и складывает вместе по 6 блоков в длину, ширину и до 4-х блоков в высоту. Образованные кубы вывозятся вилочным погрузчиком и складируются.

Контроль качества

Производство бетонных блоков требует постоянного контроля для производства блоков, которые имели бы требуемые качества. Сырье взвешивается посредством электронных весов до того, как помещается в смеситель. Вода, содержащаяся в песке и гравии, измеряется ультразвуковыми сенсорами, а количество воды, которое требуется добавить к смеси, регулируется автоматически. В регионах с крайними температурными перепадами вода перед использованием проходит через охладитель или нагреватель. Когда блоки выходят из блочного агрегата, их высота проверяется лазерным лучевым сенсором. В печи для затвердевания температура, давление и время цикла все находятся под контролем и автоматически фиксируются для обеспечения надлежащего затвердевания и требующейся крепости.

Перспективы

По мере разработки архитекторами и производителями блоков новых форм и размеров, простой бетонный блок продолжит развиваться. Новые блоки помогут сделать сооружение зданий более скорым и менее затратным, и станут материалом для строительства более крепких домов, имеющих более высокую энергетическую эффективность. В будущем могут появиться двухосные блоки, которые имеют внутренние полости, проходящие горизонтально и вертикально и позволяют прокладывать в них сантехнические и электрические провода; обшивочный блок, состоящий из трех секций, составляющих внутренние и внешние стены; термовыдержанный блок, который накапливает тепло для охлаждения интерьера летом и их подогрева зимой. Данный дизайн был воплощен в прототипе дома, который был назван Стиль жизни 2000 (Lifestyle 2000), ставший результатом совместных усилий между Национальной Ассоциацией Строителей и Национальной Ассоциацией Бетонных Укладчиков.

Крис Кавет

Источник: diynetwork.com
Перевод: Ktovdome.ru

До и после: ремонт дома без особых затрат

«Будучи относительно нерешительным человеком, ремонт всего дома всегда приводил меня в ужас. Выбором простой подушки для декора или торшера занимает у меня уйму времени. Я сомневаюсь, что я смогла бы подобрать все так же удачно, как это сделал дизайнер и проектировщик ремонта для этого дома – Джейм Гуокас. Он ободрал стены вдоль и поперек и…

До и после: преобразование серо-зеленой ванной комнаты

«Одним из самых лучших воспоминаний об отдыхе является то время, когда я со своей семьей останавливалась в прекрасном санатории городка Сан-Луис-Обиспо. Любой, кто когда-либо со мной разговаривал, знает о том, что я очень сильно люблю паровые душевые кабинки. Это то, о чем я могу навязчиво болтать часами. В нашей гостинице была просто чудесная ванная комната,…

До и после: ремонт всего дома

«Я мечтаю о ремонте всего дома в течение уже долгого времени и надеюсь, что когда мне выдастся шанс это сделать, то мне в голову придут такие же умные решения, какие проектировщица Бет Шаплеу сделала здесь. Чтобы не выходить за рамки бюджета, Бет решила перекрасить некоторые предметы мебели в доме и стены просто в другой цвет:…

Ремонт мансардного этажа

«Сегодня у нас день укромных уголков! Ранее мы опубликовали статью об уютном и укромном оконном уголке от дизайнера Лоры и теперь завершаем этот день великолепным дизайном для спальни от Анжелы Робинсон. У Анжелы была прекрасная идея избавиться от углов в комнате при помощи обоев, наклеенных от стены до потолка включительно, создавая тем самым подводный эффект,…

Как положить ламинат?

Легко стыкующийся между собой ламинат придаст комнате свежий и прекрасный вид. Шаг 1: Распакуйте ламинат пред установкой Температура и влажность в помещении могут повлиять на структуру ламинатных досок, поэтому Вам стоит оставить ламинат на 48 часов для того, чтобы он акклиматизировался и, так сказать, адоптировался к среде Вашего дома. Уберите защитную пленку и оставьте пространство…