ЦСП изготавливаются из деревянной стружки, портландцемента и специальных примесей, применяемых для ускорения гидратационных процессов. Структура плиты представляет собой спрессованную деревянную стружку, обработанную вяжущим материалом (цементом), причем мелкие фракции наносятся снаружи на средний, более грубый, слой, что позволяет получить гладкую, серого цвета поверхность.

Плиты ЦСП характеризуются ГОСТ26816-86 "Плиты цементно-стружечные. Технические условия".

Марка и размеры

Плиты в зависимости от уровня физико-механических свойств подразделяются на две марки: ЦСП-1 иЦСП-2.

Размеры плит и их предельные отклонения должны соответствовать указанным в таблице 1.

Таблица 1 - Размеры плит и их предельные отклонения

Условное обозначение плиты должно состоять из марки, размеров по длине, ширине, толщине и обозначение настоящего стандарта.

Технические требования

Плиты должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. Разность длин диагоналей по пласти не должно превышать 0,2% длины плиты. Отклонение от плоскостности не более 1,0 мм. Отклонение от прямолинейности кромок плит, измерение на отдельных отрезках длиной 1000 мм, недолжно быть более 1 мм. По физико-механическим свойствам плиты должны соответствовать нормам, указанным в таблице 2.

Таблица 2 - Физико-механические свойства плит ЦСП

Требования к качеству древесины для производства плит. В качестве сырья рекомендуется применение тонкомерной древесины хвойных пород по ГОСТ 9463-72 и древесины лиственных пород по ГОСТ 9462-71 не ниже 3-го сорта. Содержание гнили и коры в древесине определяется технологическим регламентом. По качеству поверхности плиты должны соответствовать нормам, указанным в таблице 3.

Таблица 3 - Нормы сортировки плит ЦСП

В плитах не допускаются расслоения по толщине, посторонние включения и механические повреждения. Требования, предъявляемые настоящим стандартом к плитам марки ЦСП-1, соответствуют высшей категории качества.

Правила приемки

Плиты предъявляют к приемке партиями. Партией считают число плит одной марки и размеров, изготовленных по одному технологическому режиму в течение одной смены и оформленных одним документом о качестве. Для контроля размеров и качества поверхности плит от партии отбирают 5% плит, но не менее 10 шт. Для испытания физико-механических свойств от партии отбирают:

3 плиты - при объеме партии до 500 шт.;

4 плиты - при объеме партии от 500 до 1200 шт.;

5 плит - при объеме партии 1200 шт. и более.

Маркировка, хранение и транспортировка

На каждую плиту наносят маркировку, содержащую марку, толщину плиты, наименование или товарный знак, обозначение настоящего стандарта и дату выпуска.

Маркировки наносятся для плит толщиной, мм:

8-14 - на пласть плиты;

16-40 - на продольную кромку плиты.

Каждая отгружаемая партия плит должна сопровождаться документом о качестве содержащим:

наименование организации, в систему которой входит предприятие - изготовитель;

наименование предприятия - изготовителя, его товарный знак и адрес;

марку плит и размеры;

количество плит в партии;

дату изготовления плит и номер партии;

результаты испытаний;

обозначение настоящего стандарта.

Плиты должны храниться в закрытых помещениях в пачках толщиной не более 600 мм, рассортированными по маркам и размерам.

Пачки плит укладывают горизонтально ровные поддоны или деревянные бруски - прокладки прямоугольного сечения, шириной не менее 80 мм, толщиной не менее 60 мм, и длиной, меньшей ширины плиты не более чем на 200 мм. Допустимая разность толщин прокладок, используемых для одной пачки - 5 мм. Бруски - прокладки должны быть уложены поперек плиты с интервалами не более 600 мм. Расстояние крайних прокладок от торцов плиты должно быть не более 200 мм.

Пачки плит при хранении укладывать в штабеля высотой не более 4,5 м. При этом бруски - прокладки, разделяющие пачки, располагают в одних вертикальных плоскостях.

Плиты перевозят в горизонтальном положении в пачках всеми видами транспорта с обязательными предохранениями от атмосферных осадков, механических повреждений и деформации в соответствии с технической документацией, согласованной с соответствующими транспортными министерствами и потребителем.

При железнодорожных перевозках размещение и крепление пачек плит в транспортных средствах следует производить в соответствии с техническими условиями погрузки и крепления грузов, утвержденными министерством путей сообщения. При поставке на экспорт плиты маркируют, упаковывают и транспортируют в соответствии с технической документацией внешнеторговых организаций.

2. Выбор пресса, расчёт ритма главного конвейера

Таблица 4 - Техническая характеристика пресса отечественного производства Д2245

Производство цементно-стружечных плит обычно осуществляется на предприятиях, работающих в три смены по трёх бригадному графику. Средняя продолжительность смены составляет при таком режиме работы 7,69 часов. Число рабочих дней в году примем равным 250. Тогда годовой фонд рабочего времени равен:

Длительность цикла прессования от заданной мощности определяется по формуле:

где Т - годовой фонд рабочего времени, ч;

L, B - длина и ширина обрезной плиты, м (по заданию 3600х1250 мм);

S - толщина готовой плиты, мм (по заданию 22 мм);

n - число одновременно прессуемых плит, найдем по формуле:

П_год - годовая производительность установки, тыс. м³ (по заданию 37000 м³ /год);

К_u - коэффициент использования времени работы пресса; К_u=0,875.

Таким образом, длительность цикла прессования равна:

Определим часовую производительность пресса:

Определим сменную производительность пресса:

Для расчёта технологических параметров основных агрегатов, входящих в линию главного конвейера, необходимо знать ритм его работы (R), который определяется по формуле

3. Расчет древесного сырья, вяжущего, химических добавок и воды

В производстве ЦСП в качестве вяжущего применяют портландцемент, гипс, каустический магнезит. Наибольшее распространение получил портландцемент М400 и М500. Он сравнительно недорог, а изделия на основе этого вяжущего обладают хорошими эксплуатационными свойствами.

К древесному сырью предъявляются жесткие требования. Оно должно быть рассортировано по породам, окорено и не иметь гнили. С целью снижения в древесине вредных для цемента водорастворимых сахаров ее необходимо выдержать до 6 месяцев, а также применяются химические добавки.

Рецептура смеси для получения ЦСП с применением в качестве древесного сырья березы невыдержанной приведена в табл.5.

Таблица 5 - Рецептура ЦСП

3.1 Расчёт древесного сырья

3.3.1 Расчёт расхода жидкого стекла

Определим расход жидкого стекла на плиту:

Определим количество жидкого стекла, идущей на 1 каркас:

Расчёт послойного содержанияжидкого стекла:

на 1м³ плит:

на 1 плиту:

Определяем полный послойный расход жидкого стекла:

на 1м³ плит:

;

на 1 плиту:

,

где К_{8 -} коэффициент на потери сырья при приготовлении растворов химических добавок (К₈ = 1,025).

Таким образом, расход на 1м³ плит составит:

на 1 плиту:

Полный расход на 1м³ и на 1 плиту составит:

Определяем часовой расход жидкого стеклаQ_час:

Определяем сменный расход жидкого стеклаQ_см:

Определяем суточный расход жидкого стеклаQ_сут:

Годовой расход составит:

3.3.2 Расчет расхода сернокислого алюминия

Цементно-стружечная плита производится из цемента и древесной стружки, к которым добавляется небольшое количество химической добавки для минерализации древесной стружки. Процесс минерализации позволяет древесной стружке противостоять биологическому воздействию, эрозии и гниению. Эта трансформация органического материала в состояние, при котором оно способно сопротивляться воздействию влаги, гнили, грызунов, грибков, огня, насекомых, химикатов, погодных условий и т.д. Структура ЦСП монолитна.

В качестве сырья используют портландцемент, тонкомерную древесину, кусковые отходы деревообработки и лесопиления (горбыли, рейки), химические добавки.

Древесина должна быть окорена, не иметь гнили и выдержанна при положительной температуре на складе в течение 3 месяцев. Исследования свидетельствуют, что влияние породы на прочность ЦСП при различных видах механических испытаний неоднозначно. Так, при изгибе прочность ЦСП из древесины ели выше, чем из древесины осины и березы, а при срезе и скалывании прочность ЦСП из березовой стружки выше, чем из сосновой и еловой. Ударная вязкость не зависит от породы.

В качестве вяжущего в основном применяют портландцемент марки М500. Влияние вида цемента проявилось при испытании плит на сжатие, срез и ударную вязкость. Прочность при растяжении, изгибе, скалывании на всех видах цемента практически одинакова. Марка цемента оказывает влияние на прочностные показатели лишь в ранние сроки твердения. При эксплуатации изделия из ЦСП важны показатели свойств, характеризующие поведение плит при различных видах увлажнения. Известно, что под действием влаги увеличивается масса и толщина, что необходимо учитывать при разработке конструкций из ЦСП. Водостойкость ЦСП значительно выше, чем ДСтП, что объясняется различиями в свойствах матричного материала и его количестве.

В качестве химических добавок для нейтрализации действия цементных ядов применяются композиции из жидкого стекла и сернокислого алюминия.

В качестве древесного наполнителя используется невыдержанная древесина, следовательно, необходимо в начале ввести операции сортировки, окорки, разделки и хранения сырья. Таким образом, технологический процесс будет следующим.

1. Подготовка древесного сырья

Разгрузка транспорта производится кранами, затем сырье подается на разобщитель, далее поштучно на продольный лесотранспортер в отделение подготовки сырья. Древесина окаривается на станке ОК-66М. Разделка древесного сырья на мерные заготовки на ДЦ-10М.

2. Изготовление стружки

Плиты лучшего качества получаются при применении специально резаной тонкой стружки. Такую стружку получают на стружечном станке ДС-8. После первого измельчения стружка пневмотранспортом подается на сортировку, имеющая сито с отверстиями для наружных и внутренних слоев. Стружка для наружных слоев доизмельчается в молотковой мельнице Bison 85/200, после чего поступает на сортировку. Готовая стружка хранится в бункерах ДБО-60.

Разгрузка весов в смесительном отделении производится по мере накопления нужной порции стружки. При помощи конвейера порции стружки загружаются в смеситель. Вяжущее поступает со склада. Емкости с цементом обеспечивают семи суточный запас. Цемент подается пневмотранспортной установкой высокого давления из бункера цемента в выравнивающий бункер, который обеспечивает непрерывную подачу к весам. При получении химической добавки из соли ее загружают в емкость, заливают водой и перемешивают до заданной плотности раствора. Приготовленные таким образом растворы химических добавок дозируются с помощью электронного взвешивающего устройства, на котором задаются масса каждой порции. Процесс смешивания происходит в смесительном агрегате периодического действия фирмы Keller, куда компоненты поступают в последовательности: стружка, дополнительная вода, химические добавки, цемент. Продолжительность цикла перемешивания не должна превышать 10 минут. После перемешивания готовая смесь должна иметь влажность 40-43%.

3. Формирование пакета

Формирование осуществляется на формирующей машине ДФ-6. Распределение внутреннего слоя происходит через вращающийся валик с дисковыми ножами. Наружные слои формируются методом воздушной сепарации. Настил 3-слойного ковра осуществляется на транспортных стальных листах, располагаемых на формирующем конвейере. Поддоны смазывают, затем они укладываются автоматически внахлест.

4. Прессование

Заполненные плитами рабочие силовые тележки задвигаются по средством передвижной платформы в пресс. Время загрузки не должно превышать один час. Давление прессования 1,8-2,0 МПа. Используется пресс Д-2245.

5. Термообработка

Прессованные в силовой тележке плиты поступают в камеру термообработки. Температура в камере 50-80⁰С, W=50-60%. Продолжительность выдержки 8 часов.

6. Распалубка

После термообработки силовые тележки направляются на размыкание в прессовую установку. Открытая зажимная тележка по выходе из пресса с помощью траверсной тележки через роликовый конвейер подаются в расштабеллер, который разбирает пакет. Затем они направляются для укладки в штабель.

7. Твердение плит

Твердение плит в штабеле происходит в помещении цеха при температуре не ниже 16⁰С. Штабеля готовых плит укрывают полиэтиленовой пленкой для предотвращения высушивания. Длительность твердения 7-14 суток. После выдержки W=40%.

8. Сушка, обрезка, контроль

Осуществляется в сушильной камере проходного типа. Плиты сушат в вертикальном положении при температуре 80-100⁰С. Испаряемая плитами влага отводится вместе с воздухом через выводящие отверстия. Свежий воздух подводится через систему вентиляторов и нагревательных калориферов. По выходе из сушильной камеры плиты обрезают по формату на станке фирмы Фауст-Грекон. После плиты сортируют по качеству, укладывают в штабеля и электропогрузчиком отвозят на склад готовой продукции.

Схема одного из цехов по производству цементно-стружечных плит изображена на рисунке 1, на котором позициями обозначены следующие станки, выполняющие определенные операции.

Рисунок 1 - Схема производства цементно-стружечных плит

d - диаметр брёвен, см;

- коэффициент заполнения подающего рольганга = 0,8;

- коэф-т использования рабочего времени станка = 0,8;

- скорость подачи при окорке ? 20 м/мин;

d= 24 см;

Таблица 6 - Характеристика окорочного станка ОК-35

Количество требуемых станков:

Общее количество плит вгод:

Годовой расход древесины в круглом виде:

Часовой расход древесины в круглом виде:

Количество станков:

Принимаем 1 станок.

5.2 Разделка древесного сырья

Таблица 7 - Характеристика многопильного станка ДЦ-10

Часовая производительность многопильного станка ДЦ-10:

где U - скорость подающего конвейера, м/мин;

q - средний объем бревна, м³; q = 0,33 м³;

К₁ - Коэффициент использования рабочего времени; К₁ = 0,7-0,8;

К₂ - коэффициент подающего конвейера; К₂ = 0,5-0,6;

t - шаг между упорами цепи; t = 0,96 м.

Количество станков:

Принимаем 1 станок.

5.3 Переработка сырья в стружку

Таблица 8 - Характеристика стружечного станка с ножевым валом ДС-8

Определим часовую и сменную производительность:

,

где L - длина заготовки, м;

В - расстояние между цепями питателя, м;

S - толщина стружки, м;

z - число пазов для режущих ножей;

n - частота вращения ножевого вала, мин^-1;

с_баз - базисная плотность древесины;

K_з - коэффициент заполнения питателя, K_з = 0,3-0,6;

К_z - коэффициент использования рабочего времени, К_z = 0,33;

К_р - коэффициент использования длины ножа, К_р = 0,5.

;

Определим количество станков:

Принимаем 1 станок.

5.4 Сортировка стружки