Спосіб виготовлення будівельних виробів

Реферат: Винахід належить до будівельної галузі і може бути застосований у виробництві лицьової та стінової цегли. Спосіб виготовлення будівельних виробів включає змішування складного в'яжучого, що містить суху мелену глину і гашене вапно, разом із мікрокремнеземом та наповнювачем у вигляді вапняка-черепашника з водою, після чого здійснюють формування 2 вказаних виробів методом напівсухого пресування під тиском до 150 кгс/см і їх наступну термовологу обробку з подальшим твердінням. Застосування винаходу дозволяє покращити фізико-механічні параметри будівельних виробів, а саме підвищення міцності та морозостійкості, зниження водопоглинання і об'ємної маси. UA 101530 C2 (12) UA 101530 C2 UA 101530 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до будівельної галузі, а саме, до технології виготовлення будівельних виробів, і може бути застосований у виробництві лицьової та стінової цегли. Відомий спосіб виготовлення будівельної цегли, блоків і інших виробів шляхом змішування складного в'яжучого, що містить глину та гіпс, і наповнювача з піщаних або шлакових матеріалів з водою та наступне формування таких будівельних виробів методом напівсухого пресування 2 під тиском 50-100 кгс/см з подальшим їх твердінням [1]. Недоліками відомого способу є недостатньо висока міцність будівельних виробів та високе водопоглинання, а також низькі естетичні та ергономічні властивості згаданих виробів, що формують зовнішній вигляд споруд в цілому, і, як наслідок, негативно впливають на можливість використання цих будівельних виробів як лицевої цегли через необхідність додаткового їхнього личкування. Також відомий спосіб виготовлення будівельних виробів шляхом змішування складного в'яжучого, що містить суху мелену глину та мінеральне в'яжуче, і наповнювача з водою та формування будівельних виробів методом напівсухого пресування з наступним твердінням [2]. У відомому способі як мінеральне в'яжуче використовують цемент, а які наповнювач кварцовий пісок при наступному співвідношенні вказаних інгредієнтів, мас. %: суха мелена глина 10,0-50,0 цемент 15,0-20,0 кварцовий пісок 30,0-70,0 вода решта. Недоліками відомого способу є досить висока об'ємна маса готових виробів, яка впливає на збільшення витрат, пов'язаних з їх транспортуванням, а також низька морозостійкість та висока усадна деформація будівельних виробів, що зумовлює наявність суттєвих обмежень щодо можливих сфер застосування таких виробів, пов'язану з їхньою недостатньою функціональною придатністю для сучасного житлового та промислового будівництва. Найбільш близьким за своєю технічною суттю до винаходу, що заявляється, є спосіб виготовлення будівельних виробів, зокрема цегли, шляхом змішування складного в'яжучого, що містить суху мелену глину та мінеральне в'яжуче, і наповнювача з водою та формування 2 будівельних виробів методом напівсухого пресування під тиском 150 кгс/см з наступним твердінням [3]. У відомому способі як мінеральне в'яжуче використовують фосфогіпс, а як наповнювач - пісок, нефеліновий шлам та доменний шлак при наступному співвідношенні вказаних інгредієнтів, мас. %: суха мелена глина 15,0-21,0 фосфогіпс 5,8-6,0 пісок 21,0-25,0 нефеліновий шлам 46,4-48,0 доменний шлак 2,8-6,0 вода решта. Недоліком відомого способу є низькі показники міцності та морозостійкості готових будівельних виробів, а також їх достатньо високе водопоглинання, що обумовлює накладання суттєвих обмежень щодо можливих сфер застосування таких виробів у сучасному будівництві, та робить неможливим їхнє використання як лицевої цегли без виконання над ними додаткових операцій. Задачею винаходу, що заявляється, є покращення фізико-механічних параметрів будівельних виробів (підвищення міцності та морозостійкості, зниження водопоглинання і об'ємної ваги), що дозволить значно розширити сфери їхнього можливого застосування та зменшити витрати, пов'язані зі зведенням споруд із використанням згаданих виробів. Також задачею заявленого способу є розширення сировинної бази та отримання екологічно чистих та безпечних для навколишнього середовища будівельних виробів. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі виготовлення будівельних виробів шляхом змішування складного в'яжучого, що містить суху мелену глину та мінеральне в'яжуче, і наповнювача з водою та формування будівельних виробів методом напівсухого пресування з наступним твердінням, згідно винаходу, як мінеральне в'яжуче використовують гашене вапно, а як наповнювач - вапняк-черепашник, і при цьому під час змішування додатково вводять мікрокремнезем при наступному співвідношенні вказаних компонентів, мас. %: суха молота глина 5,0-50,0 гашене вапно 2,5-5,0 вапняк-черепашник 40,0-87,0 мікрокремнезем 0,5-1,5 1 UA 101530 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вода решта. Покращення фізико-механічних параметрів будівельних виробів згідно способу, що заявляється, отримують за рахунок зміни структури протікання фізико-хімічних процесів, що відбуваються під час формування виробів методом напівсухого пресування за рахунок змішування всіх згаданих інгредієнтів суміші. Істотне підвищення міцності та зменшення усадної деформації будівельних виробів зумовлено, в першу чергу, наявністю у складі вищезазначеної суміші мікрокремнезему та його взаємодії зі складним в'яжучим. При цьому зниження об'ємної ваги і зростання морозостійкості згаданих виробів відбувається за рахунок використання у вказаній суміші у якості наповнювача вапняку-черепашнику, що за рахунок своїх природних властивостей має неоднорідний фракційний склад, і завдяки таким своїм гранулометричним характеристикам дозволяє досягти достатньо високого рівня взаємодії наповнювача зі складним в'яжучим, спрощуючи та здешевлюючи таким чином спосіб виготовлення будівельних виробів згідно винаходу, що заявляється, на відміну, наприклад, від способів, де як наповнювачі застосовуються однорідні за своїм фракційний складом компоненти, наприклад, пісок, що потребує здійснення додаткових операцій чи додаткових витрат, спрямованих на досягнення належної взаємодії між компонентами суміші. Крім того, поєднання у згаданій суміші складного в'яжучого, що складається з сухої меленої глини та гашеного вапна, із вапняком-черепашником, згідно заявленого способу, дозволяє будівельним виробам набути високих бактерицидних та теплоакумулюючих властивостей, що робить споруди, виготовлені з даних виробів, максимально комфортними та безпечними для людського перебування в них. Разом із цим, згідно заявленого способу відбувається зменшення водопоглинання готових будівельних виробів, зумовлене наявністю глини та її взаємодії із іншими інгредієнтами, які входять до складу вищезгаданої суміші, що дозволяє використовувати такі вироби ще й як лицеву цеглу. При цьому, застосування у способі, що заявляється, глини дозволяє також розширити сировинну базу місцевих будівельних матеріалів, які використовуються для виготовлення будівельних виробів, що, в свою чергу, сприяє здешевленню процесу їхнього виготовлення. Також цьому сприяє й відсутність застосування у заявленому способі енергоємних і витратних (коштовних) операцій випалу, автоклавної обробки чи пропарювання будівельних виробів при високих температурах. Покращення вищенаведених фізико-механічних параметрів будівельних виробів згідно винаходу, що заявляється, дозволяє використовувати їх як для будівництва стін й несучих конструкцій, так і в лицевої цегли, що значно спрощує та істотно зменшує витрати, пов'язані з будівництвом споруд із використанням таких універсальних будівельних виробів, оскільки відпадає потреба у використанні різних видів цегли та необхідності виконання певних додаткових операцій, наприклад, личкування поверхонь, створених з використанням згаданих виробів. У окремому варіанті виконання способу виготовлення будівельних виробів під час змішування інгредієнтів з водою кількісне співвідношення суха молота глина/вапняк-черепашник становить 30/70, що дозволяє підвищити пластичність такої суміші та забезпечує найбільш повну участь усіх активованих речовин, що містяться у сухій молотій глині (SiO 2, AlO3, Fe2O3) й інших інгредієнтах, що, в свою чергу, впливає на прискорення процесів напівсухого пресування та наступного твердіння й сприяє одержанню оптимальних фізико-механічних показників готових будівельних виробів. Крім того, спосіб виготовлення будівельних виробів, що заявляється, є екологічно чистим та безпечним, оскільки під час його здійснення не використовуються інгредієнти, які під впливом різноманітних несприятливих факторів (погані погодні умови, "старіння" самих будівельних виробів під впливом часу, тощо) можуть завдавати шкоди людському здоров'ю чи навколишньому середовищу за рахунок фізико-хімічних властивостей хімічних елементів, які можуть входити до складу таких інгредієнтів, а самий заявлений спосіб не є шкідливим по відношенню до навколишнього середовища, оскільки під час його здійснення не відбувається жодних процесів, які б зумовлювали утворення шкідливих викидів. Спосіб виготовлення будівельних виробів,що заявляється, здійснюють наступним чином. Складне в'яжуче, що містить суху молоту глину і мінеральне в'яжуче, в якості якого використовують гашене вапно, разом із мікрокремнеземом та наповнювачем у вигляді вапнякачерепашника змішуються з водою, при наступному співвідношенні вказаних інгредієнтів, мас. %: суха мелена глина 5,0-50,0 гашене вапно 2,5-5,0 вапняк-черепашник 40,0-87,0 мікрокремнезем 0,5-1,5 2 UA 101530 C2 вода решта. Хімічний склад сухої меленої глини, що входить до вищевказаного складного в'яжучого, наведено у табл. 1. Таблиця 1 Хімічний склад сухої меленої глини Хімічний склад, мас. 5 10 15 20 SiO2 АlО3 Fe2O3 ТіО2 СаО MgO Р2О5 К2О Na2O SO3 решта 59,34 13,45 5,03 0,59 7,80 1,12 0,10 1,60 0,74 0,07 10,16 Вологість суміші отриманої зі згаданих інгредієнтів складає 9,5-12 %. Потім здійснюють 2 формування виробів методом напівсухого пресування під тиском до 150 кгс/см і їх наступну термовологісну обробку, яка включає три цикли, що здійснюються у камерах. Спочатку відбувається підігрів відпресованих будівельних виробів до температури 75 °C протягом 3-5 годин. Далі згадані вироби витримують при температурі 75 °C у камері, подаючи вологу пару, і таким чином пропарюють їх протягом 6 годин. Третім етапом такої обробки є припинення подання пари до камер та зниження температури до 45 °C. Після чого будівельні вироби витягають з камер і відстоюють не менше 12 годин у приміщенні, а потім згадані вироби відправляють на дозрівання протягом 28 днів. В табл. 2 наведені фізико-механічні показники будівельних виробів, виготовлених згідно способу, що заявляється, які відповідають конкретним складам інгредієнтів у порівнянні з виробом, виготовленим згідно способу-прототипу. Оптимальному складу інгредієнтів, мас. %: суха мелена глина 27,0 гашене вапно 5,0 вапняк-черепашник 64,0 мікрокремнезем 1,0 вода 3,0 відповідають найбільш прийнятні показники міцності, об'ємної ваги, водопоглинання та морозостійкості готових будівельних виробів, отриманих відповідно до заявленого способу, коли кількісне співвідношення суха молота глина/вапняк-черепашник становить 30/70. Вони також 3 мають досить низьку усадну деформацію рівну 1,83·10- мм/м, що у цілому обумовлює їхню високу функціональну придатність для сучасного житлового та промислового будівництва. Таблиця 2 Фізико-механічні показники будівельних виробів, виготовлених згідно заявленого способу Склад інгредієнтів, мас. % Фізико-механічні показники готових будівельних виробів Міцність Суха Об'ємна Вапняк- Гашене на Водопоглинання, Морозостійкість, мелена Мікрокремнезем Вода вага, черепашник вапно стиснення, % цикли 3 глина кг/м МПа 5,0 87,0 3,0 1,0 4,0 17,3 2138 13,2 75 5,0 87,0 5,0 1,0 2,0 23,2 2087 12,7 75 10,0 84,0 3,0 1,0 2,0 21,7 2144 13,0 100 10,0 82,0 5,0 1,0 2,0 25,0 2103 13,7 100 27,0 64,0 5,0 1,0 3,0 33,7 2087 13,2 100 27,0 64,0 5,0 0,75 3,25 27,6 2108 13,5 100 27,0 64,0 5,0 1,5 2,5 28,9 2152 13,5 100 45,0 45,0 3,0 1,0 6,0 26,4 2138 14,0 75 47,0 42,0 4,5 1,5 5,0 22,1 2215 14,5 75 50,0 40,0 2,5 0,5 7,0 16,5 2231 14,5 50 Склад інгредієнтів згідно найближчого аналога 18,6 2550 15,7 75 25 Верхні та нижні граничні значення вмісту інгредієнтів згідно способу, що заявляється, зумовлені наступним. Верхня межа вмісту глини (50,0 %) та нижня межа вмісту вапнякучерепашнику (40,0 %) зумовлені збільшенням об'ємної ваги та поступовим зменшенням морозостійкості будівельних виробів, отриманих згідно заявленого способу. 3 UA 101530 C2 5 10 15 20 Нижня межа вмісту глини (5,0 %) та верхня межа вмісту вапняку-черепашнику (87,0 %) обумовлені зниженням пластичності суміші, отриманої з вищезгаданих інгредієнтів, і як наслідок, зменшенням показників міцності та збільшенням водопоглинання згаданих будівельних виробів. Верхні межі вмісту гашеного вапна (5,0 %) та мікрокремнезему (1,5 %) зумовлені певним чином їхньою високою вартістю, а також відсутністю істотного впливу подальшого збільшенням їхнього вмісту на властивості готових виробів. Нижні межі вмісту гашеного вапна (2,5 %) та мікрокремнезему (0,5 %) обумовлені зниженням показників міцності згаданих виробів. Застосування способу виготовлення будівельних виробів, що заявляється, дозволяє виготовляти високоякісні, із підвищеними у порівнянні з прототипом фізико-механічними параметрами будівельні вироби, які є екологічно чистими і безпечними для навколишнього середовища, та сприяють істотному зниженню витрат, пов'язаних із будівництвом споруд з їх використанням, і спрощенню самого процесу зведення будівель за рахунок універсальності згаданих виробів по відношенню для різних сфер застосування. При цьому заявлений спосіб не призводить до здорожчання самого процесу їхнього отримання, а, навпаки, сприяє розширенню сировинної бази для виробництва зазначених виробів. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР № 84553 кл. С 04В 33/04, 1949. 2. Патент РФ № 2004429 кл. В 28В 3/00, 15.12.1993. 3. Авторське свідоцтво № 1839664 кл. С 04В 28/14, 30.12.1993. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 1. Спосіб виготовлення будівельних виробів, що включає змішування складного в'яжучого, що містить суху мелену глину та мінеральне в'яжуче, і наповнювача з водою та формування будівельних виробів методом напівсухого пресування з наступним твердінням, який відрізняється тим, що як мінеральне в'яжуче використовують гашене вапно, а як наповнювач вапняк-черепашник, і при цьому під час змішування додатково вводять мікрокремнезем при наступному співвідношенні вказаних інгредієнтів, мас. %: суха молота глина 5,0-50,0 гашене вапно 2,5-5,0 вапняк-черепашник 40,0-87,0 мікрокремнезем 0,5-1,5 вода решта. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що під час змішування інгредієнтів з водою кількісне співвідношення суха мелена глина/вапняк-черепашник становить 30/70. Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4