Полегшена порожниста цегла аронова г.с. та спосіб її виготовлення

1. Полегшена порожниста цегла, що виконана в формі паралелепіпеда з пустотами і виготовлена з бетонної, глиняної або силікатної суміші заданого складу, яка відрізняється тим, що містить всередині свого тіла одну (або декілька) еластичну оболонку, заповнену інертним газом або водою у твердому або у рідкому стані, сумарні габаритні розміри якої менші, ніж відповідні габаритні розміри цегли, при цьому всі зовнішні поверхні цегли C2 1 3 77114 4 щаючи процес ущільнення з продуванням силікатлегідь готують суміш заданого складу. Потім суної суміші потоком і цим забезпечуючи початкову міш, що ущільнюється засипають в металеву фостадію хімічної реакції отвердіння. Після цього рму, яка включає зовнішню опалубку з піддоном з отриманий сирець виштовхують і зрізають надлижорстко закріпленими на ньому пустотоутворювашок суміші в розмір з боку дії газів [див. патент чами з бортами, що розкриваються і знімну внутУкраїни №4639 МПК В28В 3/00 опублікований рішню опалубку з піддоном, що має відповідні 28.12.94р. в Бюл. №7-1]. отвори для пропускання пустотоутворювачей. На Недоліком цього способу є підвищена вибухопіддонах опалубки жорстко закріплені розділові небезпека, яка зумовлена специфікою процесу вертикальні ребра (перегородки), що відділяють ущільнення силікатної суміші. Отже, цей спосіб вироби один від другого. Далі форму встановлюможе застосовуватися тільки в стаціонарних умоють на вібростіл і проводять ущільнення суміші. вах і тільки в спеціально обладнаних приміщеннях, Після цього форму з ущільненою сумішшю коротщо, загалом, приводить до збільшення собівартоскочасно прогрівають через піддон і пустотоутвоті виготовлення цеглин. Недоліком відомої цегли є рювачі, після чого борти розкривають і напівфабїї значна вага, що вимагає істотних транспортних рикати вміщують у пропарочну камеру, де витрат, що мають місце при доставці цеглин на проводять теплову обробку суміші протягом дебудівельні майданчики. Безумовно, збільшення якого часу до дозрівання виробів. Потім декілька пористості матеріалу у відомій цеглі дає деяке готових цеглин або бетонних блоків витягують з зниження його ваги, але не принципове - усього форми [див. авторське свідоцтво СРСР №1362626 приблизно на 3%. Саме значна вага цеглин і інших МПК В27В 7/24 яке опубліковане у 1987 році]. ним подібних матеріалів і зумовила появу пустотіНедоліком відомої цегли є те, що при її виколих цеглин, блоків, каменів. ристанні для будівництва, її можна укладати тільки Відома великогабаритна пустотіла цегла (або таким чином, щоб пустоти розташовувалися у вербетонний блок), яка виконана в формі паралелепітикальній площині. У іншому випадку порушується педа з крізними вертикальними прямокутними пуссуцільність стіни, що зводиться. Недоліком відомототами і виготовлена з бетонної або силікатної го способу є те, що, відповідно до технологічного суміші заданого складу. Ця цегла виготовляється циклу, напіввологі вироби переміщуються у пропатаким чином. З сипких зернистих матеріалів зарочну камеру тільки на піддоні. Будь-який необездалегідь готують суміш заданого складу. Потім режний рух призводить до втрати форми виробу суміш, що ущільнюється, засипають в металеву (або до його деформування), що збільшує відсоток форму, що включає піддон, пустотоутворювачи і виходу бракованих виробів. Крім того, піддон, виборти, що розкриваються. Далі форму встановконаний у вигляді тонкої пластини з отворами, люють на вібростіл і проводять ущільнення суміші. маючи малу жорсткість, легко згинається під вагою Після цього форму з ущільненою сумішшю вміщусуміші, що приводить до порушення форми цеглин ють в пропарочну камеру, де проводять теплову або бетонних блоків, а також, у пропарочній камеобробку суміші протягом деякого часу. Потім готорі, при такому способі виготовлення цеглин, не ву цеглу або бетонний блок витягують з форми можна заготівки встановлювати в декілька ярусів, [див. книгу: Н.П. Волинец, Н.Г. Дьяченко, В.І. Лооскільки відсутні ребра жорсткості стінки форми. шанюк. Довідник інженера-технолога підприємства Найбільш близькою за своєю суттю й ефекту, збірного залізобетону. - Київ: Будівельник, 1983. що досягається, і що приймається за прототип, є стоp.116-130]. порожниста цегла, яка виконана у формі паралеОсновним недоліком цієї цегли або бетонного лепіпеда з крізними вертикальними прямокутними блоку є їх низька міцність по відношенню до ударпустотами і виготовлена з бетонної, глиняної або них навантажень. Цей недолік зумовлений тим, що силікатної суміші заданого складу і спосіб її вигопустоти в тілі цегли мають прямокутну форму, а товлення, сутність якого полягає у наступному. З кути, як відомо, є концентраторами напружень. До сипких зернистих матеріалів заздалегідь готують недоліків відомого способу виготовлення таких суміш заданого складу. Потім суміш, що ущільнюпустотілих цеглин (саманів) або бетонних блоків є ється, засипають в металеву форму, яка містить висока трудомісткість витягання готового виробу з піддон, пустотоутворювачі і борти, що розкриваметалевої форми після теплової обробки, яка виються. Далі форму встановлюють на вібростіл і кликана необхідністю подолання зусиль зчеплення проводять ущільнення суміші. Після цього форму з матеріалу виробу з формою. Це приводить до неущільненою сумішшю витримують дві - три години обхідності зменшення розмірів пустот, а це, в свою на повітрі, до придбання сумішшю розпалубленої чергу, збільшує вагу виробу, підвищує витрату міцності, після чого розкривають борти. Потім підпочаткового матеріалу. Крім того, у відомому сподон спільно з цеглою або блоком знімають і пересобі неефективно використовується форма, оскіміщують у пропарочну камеру, де відбувається льки цикл проведення теплової обробки виробу теплова обробка суміші протягом деякого часу. здійснюється разом з формою, а також за допомоПісля закінчення теплової обробки готову цеглу гою відомої форми можна виготовляти одночасно або бетонний блок витягують з форми і переміщутільки по одній цеглі або бетонному блоку. ють на склад [див. патент України №5420 МПК Ці недоліки усунені в пустотілій цеглі, виконаВ28В 7/16, 7/18, який опублікований 28.12.1994p. у ної в формі паралелепіпеда з крізними вертикальБюл. №7-1]. ними прямокутними пустотами і виготовленої з Основним недоліком відомої цегли є несуцільбетонної або силікатної суміші заданого складу, і в ність окремих її поверхонь, зокрема, протилежних способі її виготовлення, сутність якого полягає в поверхонь, які перетинають крізні пустоти. Внаслінаступному. З сипких зернистих матеріалів заздадок цього, відомі цеглини при зведенні, наприклад, 5 77114 6 стіни, необхідно укладати тільки "плиском", тобто ням у пропарочній камері. таким чином, щоб отвори (пустоти) знаходилися у Другим недоліком відомого способу виготоввертикальній площині. У іншому випадку, наприлення відомої цегли є також значна тривалість клад, при укладанні цеглин "ребром", а така ситувиробничого циклу, але яка вже зумовлена розпоація часто зустрічається при зведенні різного роду ділом у часі процесів витримки на повітрі цегли та перегородок, вся стіна виявиться у отворах через подальшої її теплової обробки. Тобто, відомий розташування пустот цеглин у горизонтальній спосіб виготовлення цегли не дозволяє поєднати площині, що, в багатьох випадках, по-перше, неці процеси у часі, та зменшити кількість технологіприйнятне або взагалі недопустимо, а, по-друге, чного обладнання, що використовується. призводить до значної витрати штукатурки для Третім недоліком відомого способу виготовподальшого закладення численних отворів в стіні. лення відомої цегли є те, що він не забезпечує Таким чином, наявність отворів на двох протилежрівномірність щільності матеріалу цегли за товщиних поверхнях відомої цегли обмежує її технологіною її стінок, що обумовлено прикладанням зучні можливості через необхідність просторової силля тільки з одного, зовнішнього боку цегли і орієнтації цегли тільки в одному напрямі. тільки в одному напрямку. Як загальновідомо, зуДругим вагомим недоліком відомої цегли є те, силля пресу при такому ущільненні розсівається в що при її використанні для зведення стінових міру віддалення пресуючого робочого органу від конструкцій спостерігається підвищена витрата поверхні матеріалу, що сприймає його навантазв'язуючого цементного або іншого розчину. Підження. Тому міцність такої цегли у середині занадвищення витрати розчину зумовлене тим, що він то менша, чим на її поверхні, тобто, несучими вла(розчин), при нанесенні на поверхню цегли, частстивостями володіє тільки поверхня цегли, що ково "провалюється" у вертикально розташовані взагалі зменшує здатність цегли витримувати знаотвори. Отже, необхідно накладати додатково чне навантаження, яке має місце при багатоповерозчин на поверхню цегли, яка надалі буде контарховому будівництві, наприклад, житлових будинктувати з наступною цеглою. Таким чином, викоків. ристання відомої цегли в будівництві економічно В основу винаходу поставлено задачу розшинедоцільне внаслідок підвищеної витрати зв'язуюрення технологічних і функціональних можливосчого розчину, що з'єднує між собою суміжні цеглитей цегли з одночасним значним зниженням її вани. ги, а також скорочення виробничого циклу Ще одним недоліком відомої цегли є її низька виготовлення цегли і підвищення економічності міцність через наявність концентраторів напрувикористання цеглин при будівництві внаслідок жень у вигляді отворів, що перетинають її тіло. Як зменшення витрати зв'язуючого розчину і зниженвідомо, будь-які отвори або пустоти, що мають ня витрат на доставку цеглин на місце будівництва кути (нагадаємо, у відомій цеглині пустоти мають за рахунок утворення в цеглі герметичних пустот прямокутну форму), є концентраторами напрузначного об'єму і зменшення товщини стінок без жень, що сприяють руйнуванню цеглин при наванпорушення їх суцільності шляхом попереднього таженнях. У процесі перевезення штабельованих розміщення в тілі цегли газоутворюючого матеріацеглин із заводу на склад або до будівельного лу у твердому стані. майданчику, вони, знаходячись у рухомому трансРішення поставленої задачі досягається тим, портному засобі, зазнають динамічних знакозмінщо полегшена порожниста цегла виконана в формі них навантажень, які, у сукупності з концентратопаралелепіпеда з пустотами і виготовлена з берами напружень і тиском верхніх шарів цеглин у тонної, глиняної або силікатної суміші заданого штабелі, сприяють руйнуванню нижніх шарів цегскладу, відповідно до винаходу, містить всередині лин. Таким чином, через наявність в тілі цегли свого тіла одну (або декілька) еластичну оболонку пустот, підвищується імовірність її руйнування при заповнену інертним газом (або водою у твердому впливі змінних динамічних навантажень, які завабо у рідкому стані), сумарні габаритні розміри жди мають місце при будь-якому переміщенні цегякої менші, ніж відповідні габаритні розміри цегли, лин, що, в результаті, призводить до збільшення при цьому всі зовнішні поверхні цегли виконані кількості бракованих цеглин в одній партії, що песуцільними рівно- або різнотовщинними в будьревозиться. якому напрямі з боку, прилеглого до вказаної внуІ останній, четвертий, недолік відомої цегли. трішньої оболонки. Внутрішня оболонка (або обоНазвати цю цеглу порожнистою - це не зовсім пралонки) заповнені будь-яким негорючим інертним вильно. Скоріше за все, ця відома цегла має "діргазом, наприклад, вуглекислим, або водою або часте" тіло, але все ж таки тіло! Порожнистою мольодом. жна назвати лише таку цеглу, в тілі якої дійсно є Рішення поставленої задачі досягається також суцільна пустота, а стінки такої цегли - ні що інше, і тим, що в способі виготовлення зазначеної цегли, як звичайна оболонка. при якому з сипких зернистих матеріалів заздалеОсновним недоліком відомого способу виготогідь готують суміш заданого складу, потім суміш, влення відомої цегли є значна тривалість виробзасипають у форму, відповідну габаритам і формі ничого циклу, яка зумовлена необхідністю витриммайбутньої цегли (або бетонного блоку), і провоки на повітрі протягом тривалого часу цеглин дять ущільнення і теплову обробку суміші, відповічерез значну товщину їх стінок, використання мадно до винаходу, заздалегідь на нижньому шарі сивного обладнання через значну вагу цеглин і зазначеної суміші, у центрі форми розміщують значних об'ємів початкової сировини, а також підодну (або декілька) суцільну еластичну оболонку, вищений вихід браку через руйнування напівготозаповнену інертним газом, яку потім засипають вих цеглин при їх штабелюванні перед розміщенсумішшю з боків і зверху, після чого закривають 7 77114 8 форму і розігрівають останню до температури тегаз, як загальновідомо, являється поганим провідплової обробки напівфабриката, при якій відбуваником тепла. ється перехід інертного газу з твердого стану у Оболонка 2 може мати овальну або будь-яку газоподібний та одночасно з цим ущільнюють суіншу довільну форму, не виступаючу за межі цегли міш до заданого рівня щільності. 1. Інших обмежень до форми й габаритів оболонки Внутрішня еластична оболонка (або декілька 2 не має. оболонок), що заповнена інертним газом, знаходяОболонка 2 може бути виконана у вигляді одчись в центрі цегли не порушує суцільність її зовного елемента або у вигляді декількох елементів, нішніх поверхонь, отже, цеглу при будівельних спільні габаритні розміри яких менше за габаритні роботах можна укладати будь-якою стороною без розміри цегли 1. порушення суцільності конструкції, що зводиться. Запропоновану полегшену порожнисту цеглу 1 Внутрішня еластична оболонка (або декілька виготовляють таким чином. оболонок), що заповнена інертним газом, знаходяЗ сипких зернистих матеріалів заздалегідь гочись в центрі цегли, щільно охоплюється з усіх тують суміш 3 заданого складу. Потім суміш 3, що боків ущільненим зовнішнім шаром суміші з сипкобуде ущільнюватися, засипають тонким шаром у го матеріалу, усуває концентратори напружень, форму 4, відповідну за розмірами і формою майоскільки всілякі кути на поверхнях оболонки відсубутньої цегли 1 (див. Фіг.3). На цьому нижньому тні. шарі суміші 3, у центі форми 4 розміщують оболоВнутрішня еластична оболонка (або декілька нку 2 заповнену твердим інертним газом, наприоболонок), що заповнена інертним газом, є теплоіклад, вуглекислим, відомий як "сухий лід", таким золятором і забезпечує теплозахисні властивості чином, щоб вона не торкалася бічних стінок форми цегли (або бетонного блоку), а також інертний газ 4 (див. Фіг.4). Далі, всі пустоти між стінками форми або вода надає цеглі протипожежні властивості 4 і оболонкою 2 заповнюють сумішшю 3 а над цегли. оболонкою 2 розміщують верхній шар суміші 3 Внутрішня еластична оболонка (або декілька (див. Фіг.5). Після цього форму 4 закривають криоболонок), що заповнена інертним газом, дозвошкою 5 і закріплюють останню на формі 4 будьляє суттєво знизити вагу цегли без зниження її яким відомим способом (див. Фіг.6). Далі форму 4 міцності та несучої здатності. нагрівають будь-яким відомим способом, наприНагрів заготовки з оболонкою, заповненою клад, у печі, або струмами Фуко, або електромагтвердим інертним газом, забезпечує перехід нітними хвилями. При цьому, під дією температуостаннього у газоподібну фазу, та саме так принри, газ в оболонці 2 переходить з твердого у ципово змінити схему ущільнення суміші - за рахугазоподібний стан. Його об'єм при цьому зростає, нок розширення матеріалу (газу) у оболонці, що але оболонка 2 не дозволяє йому протиснутися дозволяє підвищити в неї тиск, яким ущільнюється між порами у суміші 3. Це призводить до зростансуміш. Крім того, запропонований спосіб виготовня тиску в оболонці 2, який і ущільнює суміш 3 у лення цеглин дозволяє поєднати у часі технологіформі 4 (див. Фіг.7). У нагрітому стані оболонка 2 чні операції ущільнення суміші та теплової обробнабуває ще більшу еластичність, що дозволяє їй ки, зменшити кількість обладнання, що розширюватися у всі боки без порушення її сувикористовується для виготовлення цеглин. цільності, що, в свою чергу, дозволяє забезпечити Подальша сутність винаходу пояснюється ущільнення суміші 3 до розрахункового стану. Оділюстративним матеріалом, на якому зображене ночасно з ущільненням суміші 3 відбувається тепнаступне: Фіг.1 - зовнішній загальний вигляд цегли, лова її обробка, яка фіксує остаточну форму і що пропонується;Фіг.2 - те ж саме, з частковим щільність цегли 1 (див. Фіг.8 і 9). Після цього готовирізом зовнішніх поверхонь для кращого показу ву цеглу 1 виймають з форми 4 та відправляють внутрішньої конструкції цегли, що пропонується. на склад готової продукції. Етапи технології виготовлення цегли, що пропонуЩільність цегли 1 регулюють розмірами обоється, поздовжній розріз: Фіг.3 - форма, частково лонки 2, тобто об'ємом газу у твердому стані, а заповнена сумішшю; Фіг.4 - те ж саме, з розміщентакож температурою нагріву суміші 3. ням еластичної оболонки з твердим інертним гаІстотна відмінність об'єкту винаходу, що заявзом у середині; Фіг.5 - те ж саме, з повністю заповляється, від раніш відомих полягає в тому, що в неною сумішшю формою; Фіг.6 - те ж саме, форма конструкції цегли є внутрішня порожнина, яка вкрита кришкою; Фіг.7 - те ж саме, форма розігріта; утворена оболонкою з інертним газом і яка ввоФіг.8 - готова цегла, поздовжній переріз; Фіг.9 - те диться всередину цегли в процесі її виготовлення. ж саме, поперечний переріз. Вказана відмінність дозволяє змінити теплофізичні Запропонована порожниста цегла 1 має форвластивості цегли, а саме: суттєво знизити її вагу і му паралелепіпеда і виконана з ущільненої бетондодати їй теплоізоляційних властивостей. При ної, або глиняної, або силікатної суміші заданого цьому зберігається суцільність всіх поверхонь цегскладу, всередині якої розташована еластична ли, що ні як не обмежує її технологічні можливості оболонка 2, яка виготовлена з будь-якого відомого для отримання суцільних будівельних конструкцій. матеріалу, наприклад, з поліетилену, і яка заповЖодна з відомих цеглин не може володіти зазнанена негорючим інертним газом, наприклад, вуглеченими властивостями, оскільки вони або взагалі кислим. Оболонка 2 з газом утворює внутрішню не мають внутрішніх вставок або пустот, або мапорожнину цегли 1, дозволяє знизити її вагу, та ють пустоти з крізними отворами, що виходять на надати протипожежні властивості за рахунок наяповерхні цеглин, а це накладає певні обмеження вності у середині цегли 1 негорючого інертного при будівництві і не забезпечує цеглинам теплоігазу, а також теплоізоляційні властивості, оскільки золяційних властивостей. Істотна відмінність спо 9 77114 10 собу виготовлення цегли полягає у використанні газом, який, у випадку порушення суцільності цегфізичного ефекту поширення газу у оболонці під ли обдає вогнище негорючим газом та перешкочас розігріву напівфабриката. Такий спосіб ущільджає потраплянню кисню до зони горіння; нення суміші дозволяє взагалі відмовитися від - суттєве зниження ваги цегли - до 50-60% - за використання дорогого обладнання для пресуванрахунок того, що порожнина фактично не має ваги, ня цеглин, а також поєднати у часі операції ущільта заповнює майже всю внутрішню частину тіла нення та теплової обробки напівфабриката. Крім цегли; того, при такому ущільненні суміші, остання набу- зниження витрати початкового сипучого маває рівномірної міцності не тільки зовні, але й і у теріалу за рахунок того, що велика частина цегли середині. Жодний з відомих способів виготовлення заповнена порожниною; цеглин не може володіти зазначеними властивос- скорочення часу сушіння і термообробки цегтями, оскільки зусилля для ущільнення прикладали за рахунок того, що її зовнішні стінки з ущільнеється тільки з одного боку за допомогою додатконої суміші мають відносно невелику товщину; вого обладнання, яке може бути розташовано у - скорочення часу виготовлення цеглин за рапечі, чи у іншому обладнанні для досушення напіхунок поєднання у часі операцій ущільнення та вфабрикату. теплової обробки; До технічних переваг запропонованої полег- зменшення кількості обладнання, зокрешеної порожнистої цегли та способу її виготовленма, для пресування, за рахунок того, що для ущіня, можна віднести наступне: льнення використовується зусилля розширювано- суцільність абсолютно всіх поверхонь цегли го газу. за рахунок того, що порожнина, що утворена обоСоціальний ефект від використання винаходу, лонкою з інертним газом, розташована всередині і в порівнянні з використанням прототипу, отримуповністю покрита ущільненою сумішшю. Це знімає ють за рахунок отримання протипожежних властибудь-які обмеження до просторової орієнтації цегвостей цегли. ли при її використанні в будівництві для отримання Економічний ефект від впровадження винахосуцільних будівельних конструкцій; ду, в порівнянні з використанням прототипу, отри- зниження витрати зв'язуючого розчину при мують за рахунок зменшення браку при виготовбудівництві за рахунок того, що всі поверхні цегли ленні і транспортуванні цеглин, зменшення витрат виконані суцільними; на придбання початкових сипких матеріалів, зме- висока міцність цегли за рахунок того, що при ншення витрат на транспортування цеглин, - за ущільненні навантаження здійснюється розширюодин цикл перевезення транспортний засіб бере у ваним інертним газом під час розігріву напівфабкузов цеглин в два рази більше, - зниження витрат рикату; на обігрів або охолодження будівлі, побудованої з - наявність теплоізоляційних властивостей за запропонованих цеглин, внаслідок їх хороших тепрахунок того, що порожнина заповнена газом, який лофізичних властивостей, а також, за рахунок є поганим провідником тепла; зниження собівартості виготовлення цеглин вна- наявність протипожежних властивостей за слідок зменшення обладнання, яке використовурахунок того, що порожнина заповнена інертним ється для цієї цілі. 11 Комп’ютерна верстка М. Мацело 77114 Підписне 12 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