Полимерно песчаная смесь своими руками

Производство полимерпесчаных изделий: оборудование, технологии и перспективы

Изделия из полимерпесчаных композитов производятся в России около 10 лет.

Большинство из них – это штучные строительные материалы сравнительно небольших размеров: плитка, черепица, бордюрный камень.

Однако прочность материала позволяет изготавливать и более массивные конструкции, такие как элементы декоративных ограждений, кольца для колодцев и септиков.

Технология производства полимерпесчаных изделий привлекательна еще и возможностью применения вторичного полимерного материала, который не требует глубокой очистки.

Дешевое сырье, востребованная продукция, налоговые льготы дают возможность открыть высокорентабельное предприятие, получать коммерческую выгоду и снизить нагрузку на окружающую среду.

Компоненты полимерпесчаной смеси

Одно из преимуществ полимерно-песчаных смесей – простота состава. Стандартной рецептуры не существует, каждый производитель разрабатывает ее на заводе самостоятельно, исходя из доступности компонентов.

Полимерпесчаный композит состоит из:

1. Наполнителя. Чистый просеянный песок с крупностью фракции до 3 мм считается одним из лучших материалов. Он не должен содержать глины и пылевидных включений, которые снижают прочностные свойства готовых изделий. Негативным фактором, влияющим на качество смеси, считается повышенная влажность наполнителя: испарение во время подготовки смеси и формования готовых изделий приводят к образованию пустот. Возможно использование других минеральных наполнителей: гранитного отсева, кварцита, базальта, стекла, фарфора, боя керамического кирпича.
2. Пигмента. Технология производства полимерпесчаных изделий предполагает сквозное окрашивание, поэтому пигменты вводят в смесь. Возможно использование любых минеральных и органических красителей. Наиболее популярные: окись хрома, двуокись титана, железный сурик, кобальт синий. Основные критерии выбора: доступность, цена и устойчивость к ультрафиолету.
3. Связующего. Большинство мягких и жестких термопластичных полимеров подходят для производства полимерно-песчаных композиций. Чаще всего применяют полиэтилен высокого и низкого давления, полипропилен, ПЭТ, АБС-пластик. В качестве связующего может использоваться смесь нескольких пластиков. При этом необходимо следить, чтобы они имели приблизительно одинаковые температуры размягчения. Исходя из этого требования, необходимо избегать попадания в сырьевую смесь поликарбонатов, тетрафторэтилена (тефлона), других тугоплавких полимеров. Источниками полимерного связующего чаще всего выступают отходы производства (брак, обрезки, литники) и потребления (ТБО, использованная упаковка). В зависимости от комплектации, технологической линии могут использоваться неподготовленные, дробленые пластики или гранула. Большинство производителей отдают предпочтение вторичному грануляту, поскольку он дешевле.
4. Пластификаторов. Для увеличения подвижности смеси и облегчения процесса формования в смесь вводят дибутилфталат, трикрезилфосфат и им подобные вещества.
5. Армирования. Синтетические, органические и минеральные волокнистые материалы могут быть добавлены для увеличения прочности на растяжение и изгиб. Для армирования чаще всего используют асбест, хлопковые очесы, стеклянное и ацетатное волокно.

Среди нежелательных веществ, которые могут попасть в смесь, опытные производители отмечают машинные масла и алюминиевую фольгу.

Соотношение компонентов определяется путем изготовления и тестирования опытных образцов.

В состав смеси входят:

• 23 – 38% полимерного материала;
• 60 – 75 % наполнителя;
• до 2 % пигментов и прочих добавок.

Технология подготовки композита и производства изделий

Производство полимерпесчаной продукции включает в себя такие стадии:

1. Дробление и агломерация пластика. Этот этап можно пропустить, если использовать готовый вторичный гранулят.
2. Смешивание. Все сырьевые компоненты загружают в миксер и перемешивают.
3. Нагрев. Смесь песка и пластика нагревают до температуры 90-500 °C до получения пастообразной массы с однородной структурой.
4. Экструзия. Готовая к применению смесь выдавливается через отверстие в пресс-форму. Ее количество контролируется весами.
5. Прессование. Гидравлический пресс с настраиваемым усилием сжимает порцию композита и формирует готовое изделие.
6. Застывание в форме. Охлаждение бывает естественным или принудительным (водяным), в зависимости от конструкции пресс-форм.

После затвердевания изделия извлекают из форм и укладывают на горизонтальную поверхность, где они лежат до 24 часов, после чего отправляют на склад готовой продукции.

Варианты комплектации оборудования

Два наиболее известных завода-производителя оборудования для полимерно-песчаной продукции — это ООО «Ассоциация предприятий БМП» (г. Вологда) и ПК «Полимерстрой18» (г. Ижевск).

Оба предприятия занимаются проектированием и поставками укомплектованных технологических линий в широком диапазоне производительности.

В базовый комплект оборудования входят:

1. Смеситель. Перемешивание компонентов сопровождается невысокими энергозатратами, однако от однородности смеси зависит качество готовой продукции. Многие предприниматели используют более дешевые миксеры общестроительного назначения. Однако такое решение может стать «узким местом», ограничивающим производительность. Специализированные модели снабжаются бункерами и ленточными конвейерами, способными обеспечить непрерывную подачу сырья на следующий этап производства. При использовании строительного миксера его приходится останавливать, а перегрузку выполнять вручную.
2. АПН (агрегат плавильно-нагревательный). Смесь сырья загружается в приемный бункер устройства и подается в рабочую камеру при помощи шнека. При этом происходит дополнительное перемешивание песка с полимерной крошкой. Рабочая камера условно разделена на зоны:
   • предварительного нагрева и удаления влаги;
   • расплавления;
   • дегазации.
3. Вертикальный пресс. Для формовки изделий различной толщины и объема используются агрегаты с диапазоном усилий от 63 до 400 т. При выборе пресса стоит обратить внимание на размеры стола, величину и скорость хода поршня.

ПК «Полимерстрой18» предлагает 5 вариантов комплектации оборудования.

В состав технологической линии, предполагающей минимальное вложение средств, входят АПН мощностью 15 кВт и пресс с усилием 63 т.

Такая линия предполагает использование гранулы или дробленой пленки, позволяет выпускать небольшие по размерам изделия.

Увеличить номенклатуру и объемы производства можно за счет использования более мощных установок АПН (до 64 кВт), а также нескольких прессов.

Производитель предлагает ряд опций для снижения энергозатрат и повышения качества продукции: частотно регулируемый привод, ленточные и индукционные нагреватели.

Ассоциация предприятий БМП поставляет линии, в состав которых входят дробилка и агломератор, позволяющие готовить связующее самостоятельно из отходов, а также весы общего назначения.

Ассортимент продукции

Ассортимент продукции зависит от производительности технологической линии, усилия прессования и конфигурации пресс-форм:

1. Плитка. Прочностные характеристики полимерпесчаного композита позволяют производить изделия для мощения тротуаров, а также дорог с низкой транспортной нагрузкой. Наиболее популярные размеры плитки: 330 × 330, 500 × 500. Толщина в зависимости от расчетной нагрузки варьируется от 17 до 50 мм. Обычно производители полимерпесчаной плитки делают бордюры, ливневые желоба и другие элементы для мощения.
2. Черепица. Внешне материал практически не отличается от керамического аналога, но имеет значительно меньший вес. Масса одного элемента обычно составляет 2 — 2,5 кг, а нагрузка на стропильную систему в перерасчете на 1 м 2 составляет 18 — 23 кг. Помимо рядовой, коньковой и ветровой черепицы, в ассортименте обычно имеются элементы для устройства отвода дождевой воды и задержания снега.
3. Канализационные колодцы. Заглубленные смотровые устройства для кабельной канализации и инженерных сетей, а также септики изготавливаются в виде сборных конструкций. Они состоят из дна, нескольких колец и люка. Пазогребневые соединения, при помощи которых элементы колодцев соединяются между собой, обеспечивают соосность установки, достаточную прочность для сопротивления давлению грунта и защиту от проникновения грунтовых вод. Кроме того, колодцы из полимерно-песчаного композита значительно легче бетонных аналогов, а потому проще в монтаже.
4. Элементы ограждений. Благодаря высокой подвижности полимерпесчаной смеси при всестороннем сжатии (во время прессования), из нее изготавливают детали для заборов, отличающиеся сложностью форм и высокими декоративными свойствами. В ассортименте большинства производителей есть садовые ограждения высотой 25 — 50 см, колпаки и парапеты для защиты кирпичной кладки, элементы заполнения, в том числе ажурные.

Из полимерпесчаной смеси также делают фасадные и цокольные панели, сайдинг и другие изделия.

Рентабельность

Для определения рентабельности необходимо рассчитать затраты на производство готовой продукции и приобретение оборудования, учесть спрос в своем регионе.

Стоимость технологической линии ООО «Ассоциация предприятий БМП» начинается от 2 млн. руб.

Однако можно найти и более дешевое оборудование на вторичном рынке.

При расчете себестоимости тротуарной плитки (как наиболее простого в производстве изделия) суммируют:

• затраты на сырье;
• тарифы на электроэнергию;
• зарплату мастеру и рабочим;
• плату за аренду производственных и складских площадей;
• налоги;
• транспортные расходы.

Расчеты специалистов показывают, что реальные затраты на производство 1 м 2 тротуарной полимерпесчаной плитки составляют около 250 — 270 рублей, а среднерыночная цена составляет 500 — 550 рублей.

Таким образом, рентабельность может превышать 100 % порог. Окупаемость производства при односменной работе составляет до полугода. При двухсменном графике она сокращается вдвое.

Видео по теме

В данном видео ролике представлена информация о технологии изготовления полимерпесчаных изделий, их составе и оборудовании для производства:

Заключение

Прочитав статью, вы узнали больше о составе полимерно-песчаного композита, технологии его производства и оборудовании для этих целей. Также мы ознакомили вас с принципами ведения бизнеса на производстве изделий из этого материала.

Приведенные данные производства полимерпесчаных изделий являются усредненными по России и носят информационный характер. Для получения конкретных цифр для своего региона нужно учитывать его особенности.

Конечно же, капитальные затраты при открытии производства достаточно высоки для индивидуального предпринимателя, но даже при стечении самых неблагоприятных факторов они довольно быстро окупятся.

Источник

Полимерно песчаная смесь своими руками

3D привет всем!
Сегодня я буду изготавливать и тестировать свойства такого материала как песчано полимер, полимером будет служить пластик, измельченные пэт бутылки, так как этого добра хватает по горло, они везде и в городе и на природе, и в море, наверно, скоро свалки пластика можно будет увидеть на луне и марсе, возле орбитальных станций.
Так вот, меня заинтересовала возможность изготовления различные нужных изделий для дома, допустим, лавочки, минифонтана, тротуарной плитки, столбиков для забора, блинов для штанги. В интернете поискал рекомендации по пропорции — соотношению песка и пластика, там советовали 5:1 и 4:1 по обьему.
Пластиковые бутылки я измельчал с помощью ручных ножниц, резал на квадраты размером 8х8мм, занятие это нудное и малопривлекательное.
Пробовал перемешивать песок с пластиком и ставить в духовку. В принципе результат был, но контролировать процесс неудобно, пластик при перегреве портится и теряет нужные нам свойства. Так что в итоге я пришел к нагреву смеси песка и полимера над пламенем газовой духовки с постоянным перемешиванием для равномерности прогрева.
Для справки: чтобы получить поллитра пластиковой стружки нужно пустить в расход десяток 2х литровых бутылок.

В первый раз я замешал песчано полимерную смесь в пропорции 1:4 (по обьему), она дала после остывания отдельные камушки, размером чуть больше размера стружки, тоесть 8-10 мм. Что меня не устроило.

Затем я попробовал взять пропорцию 2:1 (песок:пластик), разогрел, перемешал и спрессовал, получилось тоже самое но камушки уже стали большего размера, но все равно не получалась монолитная структура.
Затем я взял пропорцию 1:1. И тут уже мои старания были вознаграждены. Я получил то, что хотел, вся смесь склеилась и после остывания дала цельный, крепкий кусок. Тут есть один ньюанс — смесь обязательно нужно спрессовать, я это делал руками в рукавицах.

Потом я решил испытать песчано полимер на прочность. И попытался разбить острым краем молотка (весом 0,6 кг).
Один средний удар кусок выдержал без последствий, трещин не появилось. Во второй раз я ударил уже сильнее, и кусок развалился на 3 части.

В принципе, твердость песчано полимера удовлетворительна, остатки застывшей смеси в эмалированной миске у меня получалось отодрать только вместе с эмалью, что говорит о хорошей адгезии, таким составом можно покрывать металлы для придания им особых свойств. Чисто практически, твердость песчано полимера получилась на уровне качественного бетона марки 500.

Источник