Спосіб підвищення теплоємності будівельного каменю з кальцій-силікатного матеріалу, а також будівельний камінь з кальцій-силікатного матеріалу

1. Спосіб підвищення теплоємності будівельного каменю з кальцій-силікатного матеріалу, зокрема блоків з пористого бетону, при якому в будівельне каміння вводять плавкий термоакумулюючий матеріал (РСМ), що проходить одну або декілька перехідних фаз, який відрізняється тим, що плавкий термоакумулюючий матеріал в капсульованій формі додають під час виготовлення будівельного каміння до одного або декількох вихідних матеріалів і/або до одного або декількох проміжних продуктів, і при подальшому виготовленні готового будівельного каміння зашпаровується в нього. 2. Спосіб відповідно до п. 1, який відрізняється тим, що капсульований плавкий теплоакумулюючий матеріал додають в мікрокапсулах діаметром від 1 до 40 мкм, переважно від 2 до 20 мкм. 3. Спосіб відповідно до будь-якого з наведених вище пунктів, який відрізняється тим, що як плавкий теплоакумулюючий матеріал застосовують парафінову суміш і/або віск. 4. Спосіб відповідно до будь-якого з наведених вище пунктів, який відрізняється тим, що як плав C2 2 (19) 1 3 90161 4 камінь з так званого пористого бетону, відомого зом із зв'язувальним засобом. Це здійснюється з також як ААС (Autoclaved Aerated Concrete) або, як однією метою, щоб через дію тепла не допустити називали раніше, газовий пористий бетон або гавиходу плавкого теплоакумулюючого матеріалу в зобетон, застосовується для зведення кам'яних рідкому стані з каменю. споруджень. Під терміном "будівельне каміння" в В наведеній заявці детально описаний спосіб, контексті даної заявки необхідно розуміти не тільза допомогою якого можна збільшити теплоємність ки відоме та стандартне тесане каміння для звекальцій-силікатних матеріалів, наприклад, порисдення стін, а також і замкове каміння для перектого бетону. Однак і тут виникають проблеми. Зокриття дверних та віконних прорізів, готових рема, як описується в цій заявці, існує потреба в елементів для спорудження великих модулів або тому, щоб каміння, просочене плавким теплоакуготових будинків, плитоподібних елементів як памулюючим матеріалом, обов'язково покривати нелей перекриття та подібних тримірних елемензв'язувальним засобом. Негативним при цьому є тів, які застосовуються для спорудження павільйоте, що опір дифузії водяної пари обробленого танів, будинків та інших споруд або для внутрішніх ким чином каміння значно зростає, якщо шар зв'яоздоблень приміщень. зувального засобу водночас не діє як блокуючий Будівельний камінь на кальцій-силікатній осшар. Але разом з цим оброблене таким чином нові, в першу чергу пористий бетон, користується каміння втрачає свої корисні властивості щодо в будівельній сфері великою популярністю, так як впливу на клімат приміщення, стіни якого виконані він забезпечує швидке зведення будівель і має з нього. дуже добрі характеристики. Так відомо, що в перВтім, застосування запропонованих в DE шу чергу пористий бетон через включення в цьому 19929861 як плавких теплоакумулюючих матеріаматеріалі повітряних та газових пухирців забезпелів парафінових олій є для пористого бетону кричує відмінні якості з точки зору теплоізоляції. Він тичним, тому що олії такого роду можуть негативмає також порівняно низький опір дифузії водяної но впливати на статичні властивості пористого пари, отже і відносно вологості матеріал забезпебетону. В звичайному бетоні зменшення міцності чує комфортний внутрішній клімат усередині збучерез олії та жири досягає навіть 25%. Тому значдованого з такого каміння будинку. ною мірою ставиться під сумнів, чи може оброблеОднак їх теплоакумулююча властивість у вже ний, як запропоновано в DE 19929861, будівельдобре відомому будівельному камінні з кальційний камінь з пористого бетону або подібний силікатних матеріалів заслуговує поліпшення. Це є будівельний камінь з кальцій-силікатного матеріавластивість брати тепло з навколишнього середолу взагалі відповідати статичним вимогам, що вища та акумулювати його. Висока теплоємність пред'являються до такої цегли, а разом з тим, взабудівельного матеріалу відкриває можливості з галі і можливість спорудження з нього будівель. точки зору економії енергії при опаленні або охоВиходячи з відомого рівня техніки, задача цьолодженні будівель, споруджених з цього матеріаго винаходу полягає в тому, щоб покращити відолу. Так будівельний матеріал в теплих фазах може мий з DE 19929861 спосіб в тому, щоб можна було приймати в себе надлишки тепла (наприклад, внапрактично застосовувати будівельне каміння з слідок нагрівання сонячними променями), без некальцій-силікатного матеріалу, не зменшуючи знаобхідності надмірно нагрівати або охолоджувати чною мірою статичні властивості, а також властивнутрішню частину будівлі. Це накопичене тепло вості щодо дифузії водяної пари будівельного каможе потім віддаватись назад в холодній фазі, міння. внаслідок чого потреба енергії для обігріву внутріДля вирішення цієї задачі спочатку пропонушньої частини будівлі зменшується. ється спосіб з ознаками, наведеними в пункті 1. З заявки DE 19929861, розкриття якої служить Переважні форми здійснення цього способу предосновою для формулювання обмежувальної часставлені в залежних пунктах формули з 2 по 7. тини пункту 1 відомо спосіб підвищення теплоєм1. Спосіб підвищення теплоємності будівельності пористих несучих матеріалів. За допомогою ного каменю з кальцій-силікатного матеріалу, зокцього способу в пори пористого несучого матеріарема блоків з пористого бетону, при якому в буділу зашпаровується так званий плавкий теплоакувельне каміння вводять плавкий мулюючий матеріал і залишається там постійно, а термоакумулюючий матеріал (РСМ), що проходить заповнений плавким теплоакумулюючим матеріаодну або декілька перехідних фаз, відрізняється лом несучий матеріал згодом покривається оботим, що плавкий термоакумулюючий матеріал в лонкою. Плавкий теплоізолюючий матеріал прохокапсульованій формі додають під час виготовлендить в певному діапазоні температур перехід ня будівельного каміння до одного або декількох фази, в результаті чого він відбирає енергію в вивихідних матеріалів і/або э одного або декількох гляді тепла. При охолодженні здійснюється протипроміжних продуктів, і при подальшому виготовлежний фазовий перехід, при якому накопичене ленні готового будівельного каміння зашпаровураніше тепло знову вивільнюється. ється в нього. В заявці DE 19929861 також описано, що таБудівельне каміння, за допомогою якого вирікий спосіб може бути застосований до пористого шується наведена задача, відповідно до винаходу бетону, цегли та подібних будівельних матеріалів. має ознаки, наведені в пункті 8. Переважні форми При цьому описується, що відповідні елементи, здійснення будівельного каміння відповідно до наприклад, блоки з пористого бетону, просочують винаходу, наведені в залежних пунктах формули 9 зрідженим плавким теплоакумулюючим матеріата 10. лом, для того, щоб забезпечити його проникнення 8. Будівельний камінь з кальцій-силікатного у камінь. Після цього потрібно огорнути камінь раматеріалу, переважно з пористого бетону відрізня 5 90161 6 ється тим, що він містить плавкий теплоакумулюються як одне ціле, разом з уламками, пилом від ючий матеріал в формі капсул, переважно в формі шліфування тощо. мікрокапсул діаметром від 1 до 40мкм, особливо Як плавкий теплоакумулюючий матеріал найпереважно від 2 до 20мкм. більшим чином підходять парафін або парафінова 9. Будівельний камінь відповідно до п. 8 відрісуміш та/або віск (пункт 3). Оптимальним діапазозняється тим, що поміщений в капсули плавкий ном для температури переходу фаз і, відповідно, теплоакумулюючий матеріал є гомогенно розподінакопичення тепла, є діапазон від 18°С до 35°С, леним по всьому об'єму будівельного каменю. але переважно від 22°С та 28°С, а саме приблизно 10. Будівельний камінь відповідно до п. 8 або 26°С. При цьому плавкий теплоакумулюючий ма9 відрізняється тим, що він містить поміщений в теріал повинен мати при переході фази теплоємкапсули плавкий теплоакумулюючий матеріал в ність Η в діапазоні від 50Дж/г до 200Дж/г, перекількості принаймні 5кг/м3, переважно принаймні важно від 80Дж/г до 150Дж/г (пункт 4). 10кг/м3. Щоб поміщений в капсули плавкий теплоакуВажливою ідеєю винаходу є те, що плавкий мулюючий матеріал міг без пошкоджень і втрати теплоакумулюючий матеріал необхідно вносити не властивостей витримати спосіб виготовлення каметодом просочування готового будівельного кальцій-силікатного матеріалу, матеріал капсул або міння, а інтегрувати до будівельного каміння в оболонки має залишатися стійким до температури капсульованій формі. Відповідно до винаходу мащонайменше в190°С, але переважно в 200°С. Тетеріал який вже є інтегрованим в будівельне камператури в такому діапазоні досягаються, наприміння під час його виготовлення, в якому капсуклад, при виробництві пористого бетону в автокльований як плавкий теплоакумулюючий матеріал лаві. Як придатний матеріал себе проявили додається принаймні до одного з складових матеполімери, переважно високозшитий поліметилмеріалів та/або як мінімум до одного проміжного такрилат (пункт 6). продукту. Під плавким теплоакумулюючимматеріЗадля того, щоб в достатньому обсязі збільалом в контексті даної заявки повинен розумітися шити теплоємність будівельного каміння без того, такий матеріал, який в певному раціональному щоб внаслідок завеликої частки капсульованого температурному діапазоні витримує один або детеплоакумулюючого матеріалу не виникало погіркілька фазових переходів. Як раціональний розгшення стабільності та інших якостей будівельного лядається діапазон температур між 0°С та 50°С, а матеріалу, капсульований плавкий теплоакумусаме від 10°С до 30°С. При цьому плавкий теплоалюючий матеріал необхідно додавати в такій кількумулюючий матеріал може не тільки витримувати кості, щоб у готовому будівельному камінні вміст перехід фаз від твердого до рідкого та навпаки, складав від 5кг/м3 до 25кг/м3. але й від твердого до газоподібного (сублімація) та Наведені відносно способу відповідно до винавпаки або переходи фаз від рідкого до газоподінаходу переваги відносяться також і до будівельбного та навпаки. Вирішальним є виключно те, що ного каміння, охарактеризованого в пунктах з 8 по матеріал в температурному діапазоні, що пред10. ставляє інтерес, проходить якійсь перехід фази і в В практичних дослідженнях був показаний усході такого переходу накопичує енергію у вигляді піх способу відповідно до винаходу при виробництепла. тві пористого бетону з відповідно капсульованим Завдяки тому, що відповідно до винаходу плаплавким теплоакумулюючим матеріалом. При вкий теплоакумулюючий матеріал інтегрований в цьому як плавкий теплоакумулюючий матеріал будівельне каміння в формі капсул, забезпечуєтьвикористовується поміщена в мікрокапсули діамеся те, що матеріал при переході фази не буде витром від 2 мікрометрів до 20 мікрометрів парафіпаровуватись або виливатись з будівельного канова суміш, при цьому оболонки мікрокапсул міння. З іншого боку, тепер не потрібно повністю складаються з високозшитого поліметилметакрипокривати будівельне каміння зв'язувальним засолату. Точка плавлення парафінової суміші знахобом, внаслідок чого він зберігає свої властивості диться близько 26°С, суміш при переході фази має підтримання клімату в приміщенні. До того ж плавтеплоємність Η 110дж/г. В готовому камінні з покий теплоакумулюючий матеріал не знаходиться в ристого бетону вміст плавкого теплоакумулюючого безпосередньому контакті з матеріалом будівельматеріалу складає близько 10кг/м3. При цьому для ного каміння, внаслідок чого він не впливає негавиробництва каміння з пористого бетону з плавким тивно на його міцність та статику. теплоакумулюючим матеріалом було необхідно Переважно капсульований плавкий теплоакувнести відповідні зміни в спосіб виробництва. В мулюючий матеріал додають в мікрокапсулах діапершу чергу було необхідно змінити кінцеву реакметром від 1 мікрометра до 40 мікрометрів, але цію пористого бетону в автоклавах в процесі розпереважно від 2 мікрометрів до 20 мікрометрів робки технології. Так при регулюванні тиску, що (пункт 2 формули винаходу). За допомогою мікровідповідає температурним змінам, необхідно бракапсул таких розмірів можна, з одного боку, досягти до уваги те, щоб тиск, порівняно зі способом нути найбільш гомогенного складу виготовленого виробництва "нормального" каміння з пористого таким чином будівельного каміння. З іншого боку, бетону зменшувати та підвищувати повільніше, капсули занадто малі для того, щоб їх можна було для уповільнення збільшення або зменшення темзруйнувати шляхом подальшої додаткової обробки ператур. Це було необхідним, щоб плавкі теплоакаміння, наприклад, шліфуванням, свердлінням, кумулюючі матеріали не піддавалися занадто вирізанням тощо. Порівняно з інструментами, що сокому тиску та температурним змінам відносно використовуються для наведених вище робіт, каппроміжку часу. Занадто швидкі зміни тиску могли б сули є занадто малими, через що вони видаляпривести до спонтанного переходу фази і, разом з 7 90161 8 цим, до руйнування капсул з заповненим плавким но до винаходу, показав значно підвищену теплотеплоакумулюючим матеріалом. ємність, не втрачаючи при цьому своїх позитивних У ході досліджень виявилося, що в порівнянні властивостей щодо міцності та опору дифузії возі звичайним пористим бетоном, пористий бетон, дяної пари. оброблений або виготовлений способом відповід Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601