Цементно-піщана сировинна суміш напівсухого формування

Винахід відноситься до промисловості будівельник матеріалів і може бути використаний для виробництва дрібноштучних виробів (цегли, блоків, черепиці, плитки і т.д.) по безавтоклавній і безпропарочній технології. Основною позитивною якістю отримання будівельних матеріалів та виробів по пропонованому складу сировинної суміші є збереження матеріалів та енергоресурсів. Робились спроби додавання у склад цементно-піщаних сумішей мінеральних та хімічних добавок та різних їх комплексів. Відомий позитивний вплив на підвищення структурної міцності добавок будівельного та двуводного гіпсу [1], вапнової, магнезіальної і доломітової муки [2, 3], безусадочних та розширних комплексних добавок [4, 5, 6]. Але уведення вказаних добавок не сприяло отриманню величин структурної міцності цементно-піщаних сумішей необхідних для знімання свіжосформованих виробів, наприклад, цегли, з пресу та установку їх на піддон, з послідовним їх перенесенням на вагонетку. Найбільш близьким прототипом по досягаемому результату технології виготовлення і використання є силікатна автоклавна цегла штучний стіновий матеріал, виготовлений із суміші кварцевого піску (90 - 92%) та вапна повітряного (8 - 10%) з послідовним твердінням в автоклаві. Питомий тиск пресування від 25 до 37МПа. Автоклавна обробка 8 - 12 годин, працюючий тиск 0,8 - 1,6МПа [7]. Недоліком цієї суміші є те, що для отримання виробів марочної міцності, наприклад цегли, потрібна автоклавна обробка, яка базується на дорогому обладнанні та енерговитратах. Крім того, внаслідок більш низької стійкості до води, силікатну цеглу не можна застосувати для кладки фундаментів і цоколів нижче гідроізоляційного шару, не дозволяється її застосовувати для стін будинків з вологим експлуатаційним режимом (лазні, пральні, басейни і т.д.). Завданням даного винаходу є отримання формованого будівельного матеріалу по безавтоклавній і безпропарочній технології природного тужавлення з досягненням відпускної міцності (75% від марочної) від однієї до трьох діб. Для досягнення поставленого завдання, пропонується сировинна суміш, яка складається з кварцевого піску і води, згідно з винаходом додатково містить портландцемент чи його різновиди, будівельний гіпс, сірчанокислий алюміній, лугу при такому відношенні компонентів, мас.%: Кварцевий пісок 76 - 83 Портландцемент 14 - 19 Гіпс будівельний 3-5 Сірчанокислий алюміній 1 - 2% від цементу Луга (гідроксид натрію) 0,5 - 1% від цементу Вода 25 - 35% від цементу Розроблена авторами теорія, урахування колоїдно-хімічних явищ при тужавленні та корозії в'яжучих речовин, вперше дозволила науково пояснити причини низької структурної міцності цементно-піщаних сумішей та науково обгрунтувати роль добавок в її підвищенні. Це пов'язано з видом і величиною електричного заряду вихідних часток піску, цементу і взаємодії з гідратними новоутвореннями цементу. У розробленій суміші частки будівельного гіпсу та продукти його гідратації, маючи позитивний заряд, утворюють на ранній стадії з частками цементу та продуктами його гідратації, а також з частками кварцевого піску, маючих негативний заряд, електрогетерогенні контакти, здатні в стислих умовах (при формуванні) забезпечити значну величину структурної міцності (більш 5кг/см2). Присутність в пропонованій суміші сірчанокислого алюмінію і луги, викликає, у поєднанні з кальцієм та гіпсом, додаткове утворення етренгіта, частки якого також мають позитивний заряд. Це, в свою чергу, ще в більшому ступені, зміцнює структуру суміші. Через три доби тужавлення в нормально-вологих умовах міцність виробів досягає величини не менш ніж 75% від марочної, вирішуючи поставлене нами завдання. Фізико-механічні характеристики пропонованої сировинної суміші визначали на зразках, розміром 5 ´ 5 ´ 5см, керуючись ГОСТ 5802 - 86, в лабораторних умовах. Приклад (у рахунку на 1000г). Вихідні компоненти зважували з точністю до 0,1г: Кварцевий пісок (модуль крупності 1,4 - 1,5) 760 Портландцемент (марки М 400) 190 Гіпс будівельний (марки Г3) 50 Сірчанокислий алюміній 1% від цементу Луга (гідроксид натрію) 0,5% від цементу Вода (питна) 30% від цементу Портландцемент змішували із будівельним гіпсом, отриману суміш додавали у кварцевий пісок, змішували і додавали воду з розчиненими у ній сірчанокислим алюмінієм і гідроксидом натрію. Отриману суміш перемішували протягом двох хвилин, потім з неї пресували зразки на лабораторному пресі з питомим тиском 250кг/см2. Готові зразки ставили у камеру з температурою 18 22°C з стопроцентною вологістю. Час набора міцності складав від однієї до трьох діб. Крім того, були виготовлені зразки полуторної цементно-піщаної цегли із складу №2 (див. табл.) виробничих умовах на Харківському заводі силікатної цеглі, на карусельному пресі з питомим тиском 250кг/см2. Зразки складів сумішей і фізико-механічні властивості отриманих зразків приведені у таблиці. Як видно з таблиці, заявляема суміш по всім показникам перевищує прототип, у тому числі і по структурній міцності (8кг/см2), крім того, відпускну міцність виробів, наприклад марки М75, можна отримати вже після добового твердіння у нормальних умовах, а марки М100 і М125 у віці 2 - 3 доби. Крім того, запропонована суміш дає можливість: виготовляти вироби з більш широким діапазоном міцностних характеристик від марки М50 до М300; виробляти вироби з порожнечами (цегла, блоки) у зв'язку з високою структурною міцністю; використовувати як для кладки зовнішніх огороджуючих конструкцій (стін) будинків та споруджень, так і підземних їх частин в умовах контакту з грунтовими водами, у тому числі і агресивними; повністю відмовитися від витрат тепла (енергоносіїв) на автоклавну обробку для набору відпускної міцності. Запропонована суміш може бути застосована для виробництва цементно-піщаної звичайної і лицевої цегли замість силікатної і обжигової керамічної, а також каменів, блоків, плиток, черепиці та інших виробів.