Состав смеси для изготовления лего кирпича
Главная / Станок для кирпича / Лего кирпич / Состав смеси для изготовления лего кирпича
В этой статье мы разберем из чего делается лего кирпич, а также изучим оборудование на котором делают исследования сырья для гиперпрессованных изделий.
Кирпич с соединением шип-паз (напоминающий лего кирпич) представляет собой отличный строительный материал используемый в основном для облицовки строений и с целью строительства домов по технологии “дом-термос”. Основным материалом в составе смеси для изготовления лего кирпича являются отсевы дробления каменных пород, которые образовываются в больших количествах при разработке карьеров.
Технология полусухого прессования, являющаяся основой производства лего кирпича, экологически абсолютно безопасная, а современное оборудование входящее в состав производственных линий экономично и эффективно. Сырье для лего кирпича очень многообразно, широко доступно и можно сказать что это почти неисчерпаемый ресурс.
Где взять сырье для лего кирпича
Основной частью (85–92%) состава смеси для гиперпрессованного лего кирпича выступают отсевы (отходы) камнедробления, имеющиеся в основном на близлежащих карьерах. Дополнительно в качестве сырья можно использовать отходы промышленного производства. Ниже приведен неполный перечень материалов используемых для изготовлениая для лего кирпича:
- карбонатные породы;
- вулканические породы;
- котельные, мартеновские шлаки;
- зола уноса электростанций;
- отходы переработки с горно-обогатительных, металлургических предприятий;
- бой керамического кирпича.
Состав смеси для производства лего кирпича
Для изготовления лего кирпича состав смеси в первую очередь зависит от доступности наполнителя на местном уровне и может корректироваться в довольно широких границах. Такими наполнителями могут служить песок, глина, известь, отсев щебня и отходы от камнедробления которые составляют около 85% от общего объема готового изделия.
Помимо основного заполнителя, для производства облицовочного лего кирпича М150 и выше используется портландцемент М400 и М500 D0, реже применяется белый цемент М600. Связующее должно быть высокого качества, не рекомендуется брать старый цемент.
Пигмент для лего кирпича
Цветной кирпич получают путём введения в смесь 3–10% пигментов: охры, сурика, окиси хрома или ультрамарина. Замечено, что использование красящих пигментов несколько снижает марку лего кирпича, требуя некоторого увеличения доли цемента. Исключение составляет инертный к гидроокиси кальция оксид хрома
В нашей стране наиболее популярен натуральный цвет лего кирпича. Но тенденция в строительстве частных домов направлена на использование комбинированных цветов. Из-за этого спрос на цветной лего кирпич растет ежегодно. Смесь для изготовления лего кирпича окрашивается уже на этапе смешивания всех компонентов. Качественные пигменты проверенных производителей придают изделию стойкие, яркие цвета. При их неравномерном распределении по массе кирпича создается естественный окрас схожий с расцветкой натурального камня.
При отказе от красителей, состав смеси для производства лего кирпича можно окрашивать природными материалами, которые входят в состав изделия. К примеру, песок придает бежевые оттенки, доломит и известняк — светлые тона, глина — красный оттенок. Цвета, при использовании натуральных красителей получаются более бледные в сравнении с пигментами. Разнообразие цветовой палитры лего кирпича можно оценить на фото.
Исследования состава смеси лего кирпича
Непосредственному запуск производства предшествует этап разработки состава рабочей смеси с целью определить точные пропорции лего кирпича. Так как вариантов комбинаций используемых материалов для лего кирпича может быть 5, 10, 20 и более необходимо ответственно подходить к их утверждению.
Для лучшего понимания того, как происходят исследования каменных пород и других компонентов и как создаются “правильные” рецепты смеси лего кирпича, мы приведем обзор процесса и оборудования которое применяется в лабораториях.
Лабораторное оборудование для изучения состава смеси
Перемешивание сырьевых смесей, применяемых при изготовлении гиперпрессованного лего кирпича производится на лабораторном вибрационном смесителе. Материалы подаются в смесительную камеру через загрузочный люк. Исследуемый состав приготавливается в смесителе по принципу виброперемешивания, при котором вращению лопастей, закрепленных на горизонтально расположенном валу сопутствует параллельная вибрация приготавливаемой смеси за счет вибрации резинового днища смесительной камеры.
Измельчение цементного клинкера входящего в состав смеси для изготовления лего кирпича производится в лабораторной двухкамерной шаровой мельнице, с объемом загрузки каждой камеры в 5 кг сырьевого материала. Для соблюдения чистоты исследования пробы цементного клинкера массой 5 кг перемалываются всегда в одной и той же камере мельницы, с использованием одного и того же набора стальных мелющих шаров, подобранных в соответствии с рекомендациями, содержащимися в специализированной технической литературе и представленного в таблице 1.
Табл. 1. Набор стальных мелющих шаров, применяемый для помола цементного клинкера
Перед применением в составах лего кирпича, полученный в результате помола цемент, просеивается через сито № 0,2. Для сушки исходных материалов и получаемых образцов материала используется лабораторный сушильный шкаф, оборудованный терморегулятором и вентиляционной установкой.
Гранулометрический состав природного кварцевого песка и отсевов дробления карбонатных пород, применяемых при изготовлении смесей для кирпича, определяется при помощи стандартного набора сит с размером отверстий от 70 до 5 мм и от 5 до 0,05 мм.
Удельная поверхность цемента определяется с помощью прибора Т-3, который также может применяться для измерения удельной поверхности ряда других порошкообразных материалов (гипса, угольной пыли).
Для изготовления и испытания образцов кирпича на основе отсевов дробления карбонатных пород используется оборудование, предназначенное для испытания бетонов в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.
Рентгенографический количественный фазовый анализ сырья для лего кирпича производится на дифрактометре D8 Advance фирмы Bruker. С целью определения количественного химического состава отсевов дробления карбонатных пород применяется многоканальный спектрометр СРМ 25М.
Тепловлажностная обработка образцов гиперпрессованного кирпича осуществляется в лабораторной пропарочной камере, оснащенной терморегулятором.
Испытания лего кирпича из различных составов смеси, изготовленного по технологии гиперпрессования, на прочность при сжатии проводятся на гидравлическом прессе П-125. Аналогичные испытания искусственного каменного материала, изготавливаемого методом прессования, осуществляются на гидравлическом прессе ИПэ-100.
Испытания, направленные на определение предела прочности при изгибе искусственного каменного материала, изготовленного методом прессования, осуществляются на образцах-балках сечением 20×20 мм длиной 60 мм по схеме представленной на рисунке 1.
Определение коэффициента теплопроводности лего кирпича, осуществляется при помощи прибора ИТС-1.
Рис. 1. Схема испытания гиперпрессованного кирпича на изгиб
Влияние введения укрупняющих добавок в смесь для кирпича типа лего
Роль укрупняющих добавок, вводимых в смесь кирпича типа лего, заключается в том, что вяжущее затрачивается только на покрытие их поверхности (которая очень мала по отношению к объему крупных зерен). Одновременно при одинаковом расходе вяжущего увеличивается его удельное содержание по отношению к рядовому фракции, количество которой уменьшают на количество укрупняющей добавки, что равнозначно по уплотняющему действию увеличению количества дисперсной муки в обычной смеси без укрупняющего заполнителя. Размер зерен укрупняющих добавок должен быть в пределах 3-5 мм.
В качестве укрупняющих добавок можно применять высевки при дроблении и сортировке гранита, известняка и других горных пород, являющиеся отходами дробильно-сортировочных фабрик, а также специально раздробленные для этой цели часто встречающиеся в песчаных карьерах булыжник, кремень и подобные каменные включения.
Производство кирпича «Лего» для себя и в качестве бизнеса: все нюансы
В настоящее время объемы строительства стремительно возрастают во всех секторах экономики. Вследствие этого спрос на строительные материалы остается высоким. В настоящее время набирает популярность кирпич «Лего».
Как показывает практика, он в последнее время начал пользоваться большим спросом у покупателей. Пока данная ниша не имеет много производителей, возможно открыть свое предприятие по его производству. Это направление очень перспективно. Грамотно спланировав свою будущую деятельность, вы без проблем сможете занять свою нишу на строительном рынке.
Регистрация
Во-первых, нужно узаконить свою деятельность или, другими словами, зарегистрировать бизнес.
Любой тип деятельности, даже бизнес на дому, обязательно должен быть документально зарегистрированным.
Изготовленную продукцию вы сможете продавать как частным лицам, так и юридическим. В последнем случае без оформления никак нельзя.
Для небольших объемов производства подойдет форма регистрации ИП или ООО. ИП является более простой формой. Узнайте, какие разрешения нужны для производства и сертификаты качества.
Помещение
Вторым шагом будет поиск помещения для будущего цеха. Если у вас нет собственных площадей, можно его арендовать.
Если не планируется большое производство, то вполне хватит одного станка, который занимает площадь около 1м2. Поэтому будет достаточно небольшого помещения. Подойдет даже гараж.
Важным фактором выбора помещения является наличие электричества и водоснабжения.
Кроме помещения для производства, необходимо место, которое будет складом вашей продукции.
Оборудование
Далее следует этап реализации бизнес-проекта, на котором нужно образовать материальную базу, которая представлена одним станком и матрицами.
Подходите к выбору станка тщательно, можно приобрести как электрический, так и ручной станок.
Все необходимое оборудование без проблем можно найти в Интернете, где есть довольно большой выбор, поэтому каждый может выбрать подходящий станок для его объемов деятельности.
Оборудование бывает отечественного и зарубежного производства, и различается по качеству, функционалу и стоимости.
Для разнообразия ассортимента следует приобрести дополнительные матрицы.
Виды лего-кирпича и то, на что стоит обратить внимание при производстве, было нами рассмотрено в другой статье.
Сырье
Так же при производстве нельзя обойтись без сырья.
Вполне подойдут:
- различные отходы от дробления известняковых пород,
- песок или даже вулканическая пыль,
- цемент.
Приобретите окрашивающий пигмент.
Лучшего качества можно добиться, используя сырье мелких фракций. Лучше заранее найти надежных поставщиков сырья и обговорить выгодные условия сотрудничества. В зависимости от пропорций и сочетания ингредиентов можно получить разные типы кирпича.
Примерные пропорции, а также много другой полезной информации по кирпичу «Лего» вы можете прочитать в этой статье.
Рабочая сила
Количество нанятых людей зависит от масштабов вашего бизнеса.
Для бесперебойной работы нужны несколько рабочих, производящих кирпичи. Зарегистрированный бизнес требует бухгалтера. И, конечно, не лишним будет человек, который сможет управлять вашим штатом и контролировать качество выпускаемой продукции.
Определяем внешний вид кирпича и покупаем матрицу
Выбирать матрицу следует по параметру формы строительного материала, который вы желаете получить.
Следует оценить рыночную нишу и выявить самые востребованные типы кирпичей.
Самыми популярными являются кирпичи со стандартными размерами. Поэтому выгодно, чтобы в вашем производстве преобладали именно они.
Кирпич «Лего» применяют в основном для кладки облицовки или возведения стен.
Существуют специализированные матрицы, которые дают возможность получить половину стандартного кирпича, что актуально для формирования углов строящегося объекта.
Производство
Производство кирпича «Лего» включает в себя следующие этапы:
- Загрузка необходимого количество сырья;
- Измельчение сырья до мелких фракций, его перемешивание;
- Формирование лего-кирпича с помощью специальных матриц;
- Пропаривание.
Процесс производства показан на следующем рисунке.
Чтобы более детально представлять этот процесс, посмотрите следующее видео.
Продажа и сбыт
Такой тип кирпичей достаточно востребован в частном и государственном секторе. Если вы намерены создать бизнес на производстве лего-кирпичей, то очень тщательно проработайте каналы сбыта, проанализируйте цены конкурентов и составьте свой бизнес-план.
Каналы сбыта:
- Продавать произведенный товар возможно посредством Интернета, а также создав собственный магазин.
- Попробуйте продвинуть свой товар в магазине, который специализируется на продаже строительных материалов.
Только заранее подготовьте презентацию, которая убедит руководство магазина в том, что продавать ваш лего-кирпич им будет выгодно.
- Также можно напрямую продавать кирпич строительным фирмам.
- Самое сложное – это создание своей торговой точки. Но в этом случае не лишним будет создание целого демонстрационного зала.
- Отличным вариантом может стать работа под заказ.
Развивая свой бизнес, вы сможете расширить его производство: наращивая базу клиентов, докупая оборудование и увеличивая выпуск товара.
Кирпич «Лего» — товар достаточно новый на рынке строительных материалов, поэтому было бы хорошо продемонстрировать кирпич «Лего» в деле. Для этого покажите покупателям примеры работ. Для этого можно создать целый демонстрационный зал.
Невероятный производственный процесс, благодаря которому мы получили Lego
Фабрика в Биллунде, Дания, использует автономных роботов и прецизионные станки для производства 36 000 деталей Lego в минуту или 2,16 миллиона деталей каждый час. На самом деле, по данным Gizmodo, недавние общие показатели фабрики достигают 1140 единиц в секунду, или 36 миллиардов в год.
В этом видеоролике Bloomberg Business показаны некоторые функции автоматизированного производства:
Формование смеси
Процесс начинается на полукилометровом складе, где в силосах хранится сырой пластиковый гранулят. Силосы перерабатывают 60 тонн материала каждые 24 часа и подключены к формовочным машинам, которые используют серию труб для выталкивания смеси гранулята – побочного продукта дизельного топлива – в непрерывный грохот с жестяным тоном.
Все основные элементы Lego изначально представляют собой пластиковые гранулы, состоящие в основном из акрилонитрила, бутадиена и стирола — материала, который Lego пытается оторвать от . Высокоавтоматизированный процесс литья под давлением превращает эти гранулы в узнаваемые кирпичи. Изготовление кубика Lego требует очень высоких температур и огромного количества оборудования, поэтому машины, а не люди, занимаются большей частью их создания.
Когда гранулы АБС прибывают на фабрики Lego, их вакуумируют в нескольких хранилищах. Средний завод Lego имеет около 14 бункеров, каждый из которых может вместить 33 тонны гранул АБС. Когда начинается производство, гранулы проходят по трубам к машинам для литья под давлением. В машинах используются очень точные пресс-формы с допуском точности всего 0,002 миллиметра.
Источник: Bloomberg/YoutubeМашины плавят гранулы при температуре до 450 градусов по Фаренгейту, впрыскивают расплавленный АБС в формы и применяют давление от 25 до 150 тонн. Примерно через семь секунд новые детали Lego остывают и падают на конвейер. В конце конвейера они попадают в бункер.
Когда бункер наполняется, формовочная машина дает сигнал роботу поднять его и отнести в сборочный цех. На фабрике в Биллунде восемь роботов перемещают 600 контейнеров с элементами в час. В сборочном цеху машины штампуют рисунки на кирпичах и собирают компоненты, для которых требуется несколько деталей. Машины собирают компоненты, применяя точное давление к определенным частям.
Мобильные роботы
Формовочные машины производят более 2 миллионов изделий в час, создавая коробки с цветовым кодом и штрих-кодом, которые проходят ряд проверок качества.
Транспортные роботы бродят вокруг, отвечая на вызовы центральных мэйнфреймов — мозга тела Лего — которые постоянно контролируют каждый аспект процесса. Если мэйнфреймы останавливают производство машины, датчик отправляет сигнал роботу, предупреждая его о необходимости собрать урожай кирпичей. Затем робот перемещается по проходам автономно, забирая коробки и оставляя пустые, чтобы производство могло возобновиться.
Роботы, конвейеры и башни ящиков
Источник: Sariel’s Lego Workshop/Youtube Затем роботы помещают коробки на конвейеры, которые перемещают их в складские помещения. Там роботы-краны поднимают их и помещают в башни из ящиков. По словам Гизмодо, на фабрике Lego есть четыре таких складских помещения, и внутри нет людей. Мейнфреймы всегда знают, что находится внутри, и приказывают роботам-кранам извлекать коробки и отправлять их на отделку и упаковку, где наборы Lego принимают свою окончательную форму.
Завершение детских воспоминаний
В кирпичных складских зданиях Lego детали Lego попадают одним из двух способов: прямо на упаковочные линии или в отделку. По словам Gizmodo, украшение — самая дорогая часть процесса Lego, поскольку именно здесь детали раскрашиваются машинами с невероятной точностью.
Источник: Bloomberg/YoutubeНа упаковочных линиях куски распределяются путем загрузки их в машину, которая отделяет их один за другим и подсчитывает их с помощью оптических датчиков, прежде чем поместить в стандартную маленькую коробку.
Попутно высокоточные весы измеряют вес ящика. Компьютеры точно знают, сколько должна весить коробка на любом этапе, указывая на то, что внутри находится правильное количество и тип деталей. Если разница составляет несколько микрограммов, подается сигнал тревоги, и оператор берет коробку, сортирует ее и снова запускает в производство.
Когда коробка собрана, ее содержимое кладется в машину для упаковки в пластик, которая формирует пакет с частями внутри. Затем коробку опускают в другую коробку и передают на другую производственную линию, где добавляются дополнительные пакеты, пока все детали не будут готовы к упаковке и отправке в магазины по всему миру.
Как Lego строит более эффективный производственный процесс
Философия конвергентного моделирования представляет собой нечто вроде смены парадигмы в дизайн-производстве, и датский производитель игрушек Лего использует его для создания некоторых из своих грандиозных творений.
Получив свое название от датской фразы нога годт (играть хорошо), компания Lego была основана плотником Оле Кирком Кристиансеном в 1934 году. Компания начала производство ряда деревянных игрушек, а в 1949 году изобрела первый прототип своего флагманского продукта из взаимосвязанных кирпичиков. В 1958 году дизайн был разработан в его нынешнем виде, что обеспечило их знаменитую и почти безграничную универсальность.
Сегодня Lego — один из самых известных в мире брендов игрушек. Редко можно найти уголок земного шара, где его яркие кубики не узнают, и Lego выпустила наборы с впечатляющим портфолио приобретенных лицензий, начиная от Звездные войны к Симпсоны . В списке самых дорогих мировых брендов 2018 г. БрендФинансы поместил Lego на # 222.
Точное производство лежит в основе всего, что делает Lego, и всегда следит за новейшими разработками в отрасли.
Конвергентное моделирование
Конвергентное моделирование было разработано промышленным конгломератом
Сименс
революционизировать способ перехода продуктов от проектирования к производству. Принцип системы заключался в том, чтобы позволить дизайнерам использовать комбинацию граней, поверхностей, твердых тел и материалов без необходимости тратить время на преобразование данных.
Старые решения CAD были разработаны для совместимости с традиционным производством. Однако с появлением более современных процессов, таких как 3D-печать, возникла потребность в философии дизайна, которая могла бы способствовать расширению геометрического диапазона этих методов. Например, путем упрощения объединения отсканированных данных с другими методами моделирования.
(Источник изображения: siemens.com )
«Мы ожидаем, что конвергентное моделирование станет важнейшим инструментом для эффективной работы с геометрией граней», — сказал он.
Джо Бохман, вице-президент по программному обеспечению для разработки продуктов в Siemens. «Ожидается, что эта новая единственная в своем роде технология обеспечит огромную экономию времени и средств и поможет устранить подверженную ошибкам фазу доработки, характерную для работы с отсканированной геометрией. Она также устраняет ограничения, связанные с традиционным моделированием CAD, когда она приходит к оптимизации деталей для 3D-печати. NX11 упрощает процесс проектирования и поддерживает эволюцию аддитивного производства, чтобы помочь компаниям выйти на совершенно новый уровень творчества при разработке продуктов».
Яркие кирпичи
Яркие кирпичи является дочерней компанией Lego Group и отвечает за создание роскошных моделей, которыми заполнена компания. Леголенд Тематические парки. Однако лондонская компания также создает свои грандиозные статуи Lego по заказу других компаний и организаций.
Любое творение Bright Bricks высотой более одного метра выполнено из деталей Lego, построенных на стальном каркасе для устойчивости. Проблема с традиционным программным обеспечением заключалась в том, что оно изо всех сил пыталось правильно визуализировать внутреннюю структуру, что приводило к кропотливому процессу расчета количества кирпичей, используемых в модели, а затем к отдельному расчету размеров рамы.
«Вам понадобилось увеличительное стекло, и оно вызвало у вас головную боль, — сказал стажер Bright Bricks. Кирсти Хаус. «И даже после того, как мы более или менее выяснили, какой должна быть конструкция, в прошлом у нас были всевозможные инциденты. Часто угол не подходил, и нам приходилось сбривать часть стали».
Компания Bright Bricks впервые применила решение Siemens для конвергентного моделирования при изготовлении 80 моделей для выставки в Зоопарк Марвелл, Хэмпшир, Великобритания. Модели варьировались от крошечного паука до создания слона в натуральную величину, а конвергентное моделирование позволило значительно упростить процесс производства стальных каркасов и своевременно завершить проект из 2 миллионов кирпичей.
Последние мысли
Понятно, что Lego постоянно ищет пути для инноваций в производственном процессе на всех уровнях своей отрасли. С помощью программного обеспечения для конвергентного моделирования от Siemens подразделение Lego Bright Bricks значительно улучшило способ производства своих красивых и сложных изделий.