Спосіб виготовлення архітектурно-будівельних виробів

1 Спосіб виготовлення архітектурнобудівельних виробів, які містять суміші на основі мінерального в'яжучого із наповнювачами, що включає укладку суміші у форму, ущільнення її вібруванням під час вакуумування з накладанням безшерційного пригрузу і наступне твердіння, який відрізняється тим, що суміш поміщають у мірнорозподільчу ємність, котру разом із формою встановлюють у вакуумну камеру, потім подачу суміші у форму, формування й ущільнення ведуть при одночасному впливі високочастотних тривимірних вібраційних коливань і зниженого тиску 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що тривимірні вібраційні коливання генерують збудниками, що переміщують мірно-розподільчу ємність і форму утрьох взаємно перпендикулярних площинах із частотою 25-180 Гц і амплітудою 0,2-2,5мм 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що у вакуумній камері в процесі вібровпливу підтримують тиск не вище 0,1 атмосферного, а в момент його припинення стрибком подають атмосферний тиск 4 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що вібровплив ведуть при постійних параметрах протягом 20-60 с, а потім здійснюють його плавне загасання протягом 5-8 с 5 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що безшерційний пригруз обладнують формоутворювачем для формування поверхні, вільної від основної форми 6 Спосіб по п 5, який відрізняється тим, що при груз і формоутворювач приводять у робоче положення після заповнення форми сумішшю 7 Спосіб по п 5, який відрізняється тим, що пригруз і формоутворювач виконують із каналами для проходження суміші і попередньо жорстко закріплюють на формі в робочому положенні з можливістю швидкого від'єднання 8 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що для зниження ваги виробу у об'єм, що заповнюється сумішшю, із боку пригруза вводять, залишаючи канали для проходження суміші порожниноутворювачі, що витягуються або об'ємні елементи, які не витягуються з пшополімерних або мінеральних матеріалів з об'ємною вагою не більше 0,1 Т/м3 9 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що для зміцнення виробів, у об'єм, що заповнюється сумішшю, вводять армуючі елементи і закріплюють їх на формі або пригрузі з можливістю швидкого від'єднання 10 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що для підвищення пластичності і ВОДОСТІЙКОСТІ у суміш додають органічні або неорганічні гідрофобні пластифікатори 11 Спосіб по п 10, який відрізняється тим, що як пластифікатори застосовують клейові сполучні в КІЛЬКОСТІ по сухому залишку до 25% від ваги сухого виробу 12 Спосіб по п 10, який відрізняється тим, що як пластифікатори, застосовують поверхнево-активні речовини в КІЛЬКОСТІ 0,06-0,3% від маси в'яжучого 13 Спосіб по пп 1, 10, який відрізняється тим, що введенням гідрофобних і гідрофільних добавок і складових суміші доводять значення водяного числа замішування в'яжучого нижче 0,5, причому при наступному зниженні на кожні 0,02 одиниці, тиск у камері підвищують на 0,1 атмосферного, а, починаючи зі значення числа замішування 0,33, подачу суміші у форму, формування й ущільнення ведуть при атмосферному тиску Запропонований винахід відноситься до будівельної індустрії, а саме до виробництва архітектурних і будівельних елементів будинків та спеціальних споруд, і може бути використаний для виготовлення погонних, площинних і об'ємних виробів, у тому числі складної форми і зі складним рельєфом поверхні Відомий спосіб ущільнення бетонної суміші (О со (О при бетонуванні монолітних споруджень (а с № 1278215, МПК(4) В 28 В 1/08, опубл "Бюллетень"/ №47,1986 р), що включає вібраційний вплив пакета глибинних вібраторів на бетонну суміш, причому на суміш додатково впливають крутильними коливаннями пакета вібраторів із частотою 15 35Гц і амплітудою коливань 1 - 10мм Цей спосіб дозволяє підвищити ефективність ущільнення суміші, утому числі за рахунок переходу від одномірних (однонапрямкових) коливань до двомірних (коливань у площині) Проте цей спосіб не дозволяє досягти максимальних значень текучості (пластичності) суміші, і як наслідок - максимального ущільнення, якого можна досягти, тільки реалізувавши схему об'ємних просторових коливань, близьких по характеру до хаотичних молекулярних коливань Відомий також спосіб формування бетонних виробів (а с №1235729, В 28 В 1/08, опубл "Бюллетень" № 21,1986р), що включає витікання бетонної суміші з бункера у форму під впливом вібрації промислової частоти з наступним поверхневим ущільненням вертикально спрямованими кутовими коливаннями з амплітудою 1,4 1,8см, причому при витіканні суміші з бункера на суміш додатково впливають горизонтально спрямованими коливаннями з частотою 10 - 15Гц і амплітудою 2,5 - Зсм, а поверхневе ущільнення здійснюють із частотою 20 - 25Гц Даний спосіб дозволяє підвищити якість ущільнення, у тому числі за рахунок надання суміші при витіканні з бункера значно більшої текучості в результаті реалізації схеми двомірного коливального впливу на суміш Проте, при заповненні форми текучість суміші значно знижується під впливом лише одномірних коливань, і під впливом вертикальних поверхневих коливань неможливо одержати рівномірну ЩІЛЬНІСТЬ неплощинних виробів Найближчим за технічною суттю до запропонованого є спосіб виготовлення виробів з бетонної суміші (Прототип - а с № 692725, В 28 В 1/10, опубл "Бюллетень" № 39, 1979р), який включає укладку суміші у форму, ущільнення її вібруванням, вакуумування з накладанням безшерційного пригруза і твердіння, причому вібрування суміші здійснюють періодично під час вакуумування, а твердіння виробів - під вакуумом Даний спосіб дозволяє підвищити тривкість виробів за рахунок поліпшення в'язких властивостей цементу, у першу чергу внаслідок видалення із суміші надлишків води під дією вакууму Проте процес формування виробу - укладка суміші у форму з наступним одномірним вібровпливом - не дозволяє забезпечити високу ЩІЛЬНІСТЬ і рівномірність заповнення форми, особливо складної конфігурації, а значить буде спостерігатися як загальне зниження тривкості виробів, так і зони місцевого зниження тривкості В основу винаходу поставлено задачу удосконалення процесів подачі, формування й ущільнення суміші шляхом надання суміші максимально високої текучості (пластичності) під спільною дією тривимірних вібраційних коливань і вирядженого тиску забезпечити підвищену рівномірність ЩІЛЬНОСТІ і тривкості виробів Поставлену задачу досягають за рахунок використання наступних відомих суттєвих ознак 46396 суміш подають у форму, потім ущільнюють вібруванням під час вакуумування з накладанням безшерційного пригрузу, а також слідуючих ВІДМІННИХ суттєвих ознак - суміш вкладають у мірнорозподільчу ємність, ємність і форму встановлюють у вакуумну камеру, подачу суміші у форму, формування й ущільнення ведуть при одночасному впливі високочастотних тривимірних вібраційних коливань і зниженого тиску, причому коливання генерують збудниками, що переміщують ємність і форму в трьох взаємно перпендикулярних площинах із частотою 25 - 180Гц і амплітудою 0,2 - 2,5мм, у процесі вібровпливу у вакуумній камері підтримують тиск не вище 0,1 атмосферного, а в момент його припинення стрибком подають атмосферний тиск, вібровплив ведуть при постійних параметрах протягом 20 - 60с, а потім здійснюють його плавне згасання протягом 5 - 8с, на безшерційний пригруз установлюють формоутворювач для формування поверхні заготівлі вільної від основної форми Виявлення нових технічних властивостей винаходу забезпечено наступними особливостями ВІДМІННИХ ознак та їх взаємодії з відомими Попередня укладка суміші в мірну-роздавальну ємність і розміщення її разом із формою у вакуумній камері дозволяє здійснити заповнення форми за рахунок комбінованого впливу зниженого тиску і високочастотних тривимірних коливань сумішшю у високо-пластичному (текучому) стані і зробити процеси заповнення форми, формування й ущільнення суміші безупинними, що проходять при тих самих параметрах і плавно переходять один в один Формування-ущільнення суміші за рахунок комбінованого впливу зниженого тиску і тривимірних коливань дозволяє забезпечити максимально можливу пластичність суміші, що дає можливість одержати повне і рівномірне заповнення форми будь-якої складності Застосування схеми коливань утрьох взаємно перпендикулярних площинах збудниками, що переміщують ємність і форму з частотою 25 - 180Гц і амплітудою 0,2 - 2,5мм дозволяє одержати гранично можливі показники текучості (пластичності) суміші і, як наслідок, забезпечити ЩІЛЬНІСТЬ заготівлі максимально можливу для безпресових процесів Дана схема вібровпливу дозволяє обмежитися невеличким розрідженням тиску - порядку 0,1 атмосферного - оскільки навіть рясним жорстким сумішам із мінімальним утриманням води надається пластичність, достатня для якісного заповнення форми, а плавне згасання коливань дозволяє зберегти рівнощільну структуру заготівки Використання формоутворювача на безшерційному пригрузі дає можливість завдяки запропонованій схемі впливу на суміш, одержувати достатньо складні форми верхньої поверхні заготовок Запропонована схема впливу на суміш дозволяє також без збитку для якості формування заготовок застосовувати порожниноутворювач й об'ємні елементи, що заповнюють внутрішній об'єм виробу, для полегшення виробів і елементи, що армують для зміцнення Пружнопластичні властивості виробів без зниження тривкості підвищують за рахунок застосування гідрофобно-пластифікуючих добавок, у якості яких застосовують поверхнево-активні речовини і клейові сполучні на основі органічних клеїв або полімерних смол У якості істотного чинника зміцнення виробів використовується зниження водяного числа затворення суміші нижче 0,5 за рахунок застосування добавок і складової суміші, що володіють гідрофобними і пдрофильними властивостями Реалізація запропонованої схеми вібровпливу на суміш із зазначеними параметрами дозволяє здійснити гранично економічний процес формування заготовки максимально високої тривкості для безпресового методу, причому для жорстких сумішей значення ЩІЛЬНОСТІ і тривкості виробів порівнянні з пресованими Здійснення пропонованого способу було реалізовано за допомогою експериментального формуючого пристрою, розміщеного у вакуумній камері Формуючий пристрій являє собою платформу на гнучких амортизаторах з приводом у вигляді трьох електромагнітів, осерді котрих зорієнтовані у трьох перпендикулярних осях На платформі над формою встановлена мірно-розподільча ємність, оснащена системою решіток для утримання суміші при відсутності коливань Верхня стінка камери має отвір для подачі суміші у форму, встановлену на платформі, при цьому отвір оснащений герметизаційною кришкою з електропневмоклапаном Прикладом конкретної реалізації пропонованого способу може служити виготовлення рельєфних декоративних панелей Облегчувальний наповнювач - перліт або тирсу - змішують в об'ємній про 46396 порції 10 1,5 з водно-дисперсним розчином полівшілацетату 10 - 25% концентрації В отриману суміш додають гіпс в КІЛЬКОСТІ 15 - 20% від об'ємної долі наповнювача та при необхідності пігментні добавки Фігурна форма являє собою тонкостінну пружну підкладку з боковими виступами, виконану з кремнійорганічного каучуку і закріплену на листі твердого гнучкого матеріалу - оргстекла або жесті Приготовлену суміш подають через верхній отвір вакуумної камери на решітки мірно-розподільчої ємності, де вона утримається за рахунок в'язкості Після герметизації вакуумної камери і відкачування повітря до тиску 0,06 - 0,08 атмосферного, вмикають об'ємний привод на частоту 50Гц при амплітуді 0,4мм Під дією комбінованого впливу коливань та розрідженого тиску суміш стає текучою і долає систему решіток та через отвори у (формуючій кришці) розподіляється по напрямним по площині форми, заповнюючи її протягом 7 - 9с, після чого процес комбінованого впливу продовжується ще 25с, а потім здійснюється плавне затухання коливань протягом 4 - 6с, після чого спрацьовує пневмоклапан, подаючи атмосферний тиск Форму з заготовкою дістають з вакуумної камери і ВІДДІЛЯЮТЬ одну від одної через 1 0 - 1 2 хвилин, а потім застосовують природне сушіння на протязі 7 - 9 діб При необхідності прискорення сушіння заготовку висушують у печі при температурі 40 бОград ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71