Сировинна суміш для виготовлення гіперпресованої бетонної цегли з наповнювачем з твердих гірських порід, придатної для полірування

Реферат: Сировинна суміш для виготовлення гіперпресованої бетонної цегли з наповнювачем з твердих гірських порід, придатної для полірування, що містить цемент, воду, наповнювач з твердих гірських порід, барвник, крім того додатково містить пластифікуючі і гідрофобізуючі добавки, як цемент використаний портландцемент білий або сірий або шлакопортландцемент, або будь-яка їх кількісна суміш, а як наповнювач використана крихта з твердих гірських порід з межею 2 міцності на стиск не менше 600 кгс/см фракції до 4 мм з мармуру, травертину, мармуризованого вапняку, мармуризованого доломіту, кварциту, кварцитоподібного піщанику, граніту, базальту, габро або будь-яка кількісна суміш мармуру, травертину, мармуризованого вапняку, мармуризованого доломіту, або будь-яка кількісна суміш кварциту, кварцитоподібного піщанику, граніту, базальту, габро. UA 82416 U (12) UA 82416 U UA 82416 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будівництва, а саме до області виробництва будівельних матеріалів і може бути використана для виробництва гіперпресованої бетонної цегли з матеріалу з вмістом наповнювачів із твердих гірських порід. Цегла являє собою штучний камінь у формі паралелепіпеда, який виготовляється з мінеральних матеріалів. Одним з методів виробництва цегли є метод гіперпресування. Гіперпресування - безвипалювальний спосіб виробництва цегли, що ґрунтується на процесі "холодного зварювання", яке відбувається при пресуванні під високим тиском дрібномолотих вапнякових порід з невеликою кількістю цементу і води. Відома суміш для виготовлення будівельних виробів (див. патент РФ на винахід № 2076082 6 від 27.03.1997, МПК С04В28/30), що містить каустичний магнезит, бішофіт, заповнювач, мелений пісок і активовані пластифікувальні добавки, наприклад ПВА або бустилат, і алюмохромфосфатну зв'язку або алюмоборфосфатную зв'язку, співвідношення вказаних компонентів у композиції знаходиться в наступних межах, мас. %: каустичний магнезит 10-70; бішофіт 10-30; алюмохромфосфатна або алюмоборфосфатна зв'язка 0,2-3,5; заповнювач 1070; мелений пісок 5-20; активовані пластифікуючі добавки (ПВА або бустилат) 0,1-1,0. Вироби з такої суміші мають високу водо- та морозостійкість, але всього до 100 циклів. Але така суміш не придатна для виготовлення виробів методом гіперпресування, також деякі компоненти даного складу (каустичний магнезит, бішофіт) агресивно взаємодіють з металевим формувальним оснащенням, вироби з такої суміші не можуть піддаватися наступній шліфовці та поліровці для придання оригінального зовнішнього вигляду лицьовій поверхні виробів. Застосування як в'яжучого каустичного магнезиту і бішофіту, а не цементу, призводить до подорожчання виробів. Відома плитка з штучного мармуру, спосіб і суміш для її виготовлення (див. патент України без експертизи по суті 19612А, від 25.12.1997, МПК 2006, С04В28/04, С04В40/00) яка являє собою бетонний розчин, який як хімічні добавки містить пігмент та продукт кремнійорганічного синтезу, в наступному співвідношенні компонентів, мас. %: цемент - 38,1-46,5, пісок - 38,1-46,5, вода - 13,76-14,06, суперпластифікатор - 1,025-1,148, пігмент - 0,177-0,58, продукт кремнійорганічного синтезу - 0,015-0,035. Ця суміш дозволяє отримати декоративну облицювальну плитку з глянсовою лицьовою поверхнею без додаткової механічної обробки з морозостійкістю 50 та більше циклів. Але у даній суміші застосовують дуже велику кількість цементу. Така суміш не придатна для гіперпресування, а отримати високу міцність і морозостійкість без застосування пресування отримати неможливо. Вироби отримані з даної суміші мають погану здатність до шліфування і полірування бо при великому вмісті цементу, більше "сірість" і менше дзеркальність полірованої поверхні. Відомий спосіб виготовлення бетонних виробів (див. деклараційний патент України на винахід 53346А від 15.01.2003., МПК 2006 С04В40/00, С04В28/04, С04В14/28), в якому вироби виготовляються з суміші з піску вапняку черепашнику та цементу методом пресування на пресах цегли-сирцю, з подальшою термовологісною обробкою. При цьому, як сполучний компонент використовують портландцемент, а пісок з вапняку черепашнику використовують як заповнювач при наступному співвідношенні компонентів, мас %: портландцемент 10-20, пісок з вапняку черепашнику 80-90. Відпресовані вироби з даної суміші мають більше водопоглинання та меншу міцність і морозостійкість по відношенню до виробів з наповнювачами із відсівів твердих гірських порід. Також ці вироби не придатні до наступного шліфування та полірування. Відома плитка з штучного мармуру або граніту (див.патент Японії JP0005058697A від 1993.03.09), але за даним патентом до суміші з відсіву гірських порід додається в'яжуче епоксидна смола. Вироби заливаються в форми, твердіють в них і в подальшому обробляються. Але така суміш не придатна для виготовлення цегли методом гіперпресування в стаціонарних формах на пресах. Застосування як в'яжучого каустичної епоксидної смоли, а не цементу, призводить до подорожчання виробів. До того ж, потрібна велика кількість форм. Відома композиція для виготовлення плитки з штучного мармуру (див. патент України на 6 винахід № 27927 С2 від 16.10.2000., МПК С04В18/16, С04В28/04), яка містить портландцемент 21,5-25,0 %, мармурову крихту фракцією 1-3 мм 6,0-8,0 %, щебінь з кераміки фракцією 1-3 мм 52,0-60,0 %, пігмент 0,2-0,6 %, вода 11,3-14,4 %. Вироби заливаються в форми з основою із скла, піддають віброущільненню і твердінню в них. Але така суміш (композиція) не придатна для виготовлення цегли методом гіперпресування в стаціонарних формах на пресах. До того ж, потрібна велика кількість форм. Застосування як в'яжучого каустичної епоксидної смоли, а не цементу, призводить до подорожчання виробів. Вироби отримані з даної суміші мають погану здатність до шліфування і полірування, бо при великому вмісті цементу і кераміки, більше "сірість" і менше дзеркальність полірованої поверхні. 1 UA 82416 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Найбільш близькою до технічного рішення, що заявляється, є композиція для виготовлення плитки з штучного мармуру, що складається з портландцементу, мармурової крихти фракцій 1-3 мм, пігменту і води (див. патент НДР № 234856, МПК С04В40/02, 1985 p.). Вміст портландцементу у зазначеній композиції по відношенню до води становить 100:9,35, а по відношенню до мармурової крихти - 1:2. Мармурову крихту використовують у вигляді помелу. Для виготовлення плитки з штучного мармуру зазначеної композиції готують дві суміші, одна з яких містить пігмент, заливають їх пошарово або монолітно у форму, ущільнюють вібруванням. Плитку витримують для попереднього твердіння. Потім отриману плитку піддають грубій шліфовці, тепловій обробці і поліровці. У результаті отримують плитку з штучного мармуру, поверхня якої імітує візерунки природного мармуру. Також з даної композиції вироби виготовляють методом заливки з подальшим віброущільненням в стаціонарних або знімних формах, в яких виріб твердне до повного набору міцності, що складно при виготовленні дуже великих партій виробів. У даній композиції використовується велика кількість цементу 1:2 по відношенню до мармурової крихти. Отже, така суміш не придатна для виготовлення цегли методом гіперпресування, а отримати високу міцність і морозостійкість без застосування пресування неможливо. Вироби отримані з даної суміші мають погану здатність до шліфування і полірування, бо при великому вмісті цементу, більше "сірість" і менше дзеркальність полірованої поверхні. Дане технічне рішення прийнято за прототип. В основу корисної моделі поставлена задача по створенню нової композиції сировинної суміші для виготовлення бетонної гіперпресованої цегли, яка за рахунок підбору якісного і кількісного складу її компонентів забезпечувала б виготовлення виробів, які імітують вигляд природного каміння твердих гірських порід - мармуру, граніту, травертину, кварциту методом пресування та мала б властивості природного каменю з високими параметрами по міцності, морозостійкості, низькому водопоглинанню, а також підлягала б подальшій шліфовці і поліровці. Створення нової композиції сировинної суміші дозволить розширити асортимент бетонної цегли. За попередній час було винайдено величезну кількість всіляких рішень декорування шляхом оздоблення облицювальними матеріалами, і ніщо не може зрівнятися з оздоблюванням природними каменями, тут і мармур різних відтінків, і малахіт, і граніт, але природні багатства не нескінченні. У створених замінниках природного каменю, в одного матеріалу занадто висока теплопровідність, в іншого - низька морозостійкість і зовні таке облицювання недовговічне. Саме це і стало причиною пошуку і створення нової композиції сировинної суміші для виготовлення бетонної цегли з застосуванням твердих гірських порід, яка б була максимально схожа на натуральний камінь, але і мала високу морозостійкість, міцність, довговічність, мінімальну теплопровідність, а також як і натуральний камінь, мала можливість піддаватися поліровці для отримання високих естетичних властивостей. Поставлена задача вирішується за рахунок розробки композиції із застосуванням наповнювачів з дрібнофракційних відсівів твердих гірських порід, для отримання суміші, придатної для виготовлення цегли методом гіперпресування, з подальшою шліфовкою і поліровкою лицьових поверхонь виробів, що після шліфування і полірування надає їм дзеркальну поверхню і високі декоративні властивості. Для інженерно-геологічної практики найбільший практичний інтерес представляє випробування твердих гірських порід на стиск. Твердість гірських порід характеризується міцністю на стиск і тимчасовим опором порід стисненню - межею міцності на стиск (Ра). Це опір 2 являє собою граничне навантаження (в кгс/м ), при якому зразок руйнується при короткочасних випробуваннях. Для отримання однорідного малюнку лицьової поверхні цегли, що імітує вигляд природного каменю, та придатності цієї лицьової поверхні для подальшої шліфовки з наступною поліровкою, експериментальним шляхом було визначено, що найбільш придатним для використання у композиції є наповнювач з відсівів твердих гірських порід контрольованого гранулометричного складу з розміром фракційних часток до 4 мм. Використання наповнювачів більш великих фракцій утрудняє процес полірування і заважає отриманню якісної дзеркальної поверхні, яка імітує поверхню полірованого натурального каменю. Як наповнювачі, для отримання можливості полірування поверхні готових виробів, замість піску і каустичного магнезиту використовується наповнювач з твердих гірських порід (з межею міцності на стиск не 2 менше 600 кгс/см ), такий як: мармур, травертин, мармуризований вапняк, мармуризований доломіт, кварцит, кварцитоподібний піщаник, граніт, базальт, габро та інші. Також, як наповнювач можливе використання будь-якої кількісної суміші мармуру, травертину, мармуризованого вапняку, мармуризованого доломіту або будь-якої кількісної суміші кварциту, кварцитоподібного піщанику, граніту, базальту, габро та інших. Як в'яжучий компонент пропонується використовувати білий або сірий портландцемент або шлакопортландцемент, або 2 UA 82416 U 5 10 15 20 25 30 35 40 будь-яку їх кількісну суміш. Шлакопортландцемент (шлаковий цемент) - це в'яжуча речовина, яка являє собою суміш портландцементу із дрібномеленого гранульованого шлаку (жужілі). В шлакопортландцементі міститься 21-80 % гранульованого доменного або електротермофосфорного шлаку. Шлакопортландцемент використовують у готовому вигляді, отримуючи від виробників шлакопортландцементу, або безпосередньо попередньо готують перемішуванням цементу із дрібномеленим гранульованим шлаком безпосередньо на спеціальній ділянці виробництва цегли. Як технологічний компонент використовується певна кількість води, необхідної для гідратації цементу. Кількість необхідної води, при наступному формуванні виробів гіперпресуванням є досить невеликою, на відміну від формування методом заливки і твердіння в формах. Композиція сировинної суміші для покращення властивостей має у своєму складі невелику кількість пластифікаторів (спеціальних речовин складного хімічного складу для підвищення текучості, міцності, надання гарного зіступу бетону) і гідрофобізіторів (спеціальних речовин складного хімічного складу для захисту майбутньої бетонної цегли від вологи і висолів). В залежності від виду використовуваного наповнювача, який має той чи інший природний колір, та в'яжучої речовини - портландцементу білого чи сірого кольору, шлакопортландцементу сірого кольору, отримують різну кольорову гаму суміші і звідси колір готової цегли у майбутньому. Для отримання кольорової гами готової цегли, відмінної від кольорів натуральних складових сировинної суміші, в неї додають барвники для бетонів. Отже, ретельно перемішуючи всі компоненти, складають сировинну суміш, що містить цемент - портландцемент білий або сірий або шлакопортландцемент, або будь-яку їх кількісну суміш, воду, пластифікуючі добавки, гідрофобізуючі добавки, барвники для бетонів, наповнювач з твердих гірських порід фракції до 4 мм (мармур, травертин, мармуризований вапняк, мармуризований доломіт, кварцит, кварцитоподібний піщаник, граніт, базальт, габро та інші або будь-яку кількісну суміші мармуру, травертину, мармуризованого вапняку, мармуризованого доломіту, або будь-яку кількісну суміші кварциту, кварцитоподібного піщанику, граніту, базальту, габро та інших) з наступним співвідношення вказаних компонентів в композиції в наступних межах, мас. %: наповнювач з твердих 61,25-86,2 гірських порід цемент 8,0-25,0 вода 3,7-10,0 барвник 0,1-3,5 пластифікуючі добавки 0,1-1,0 гідрофобізуючі добавки 0,1-1,0. Зазвичай, кількість гідрофобізуючихі пластифікуючих добавок у складі суміші тим менше, чим більше кількість в'яжучого компоненту. Сировинну суміш для наступного виготовлення гіперпресованої бетонної цегли отримують наступним шляхом: ретельно перемішують наповнювач з цементом в бетонозмішувачі, додають воду і перемішують до отримання однорідної маси вологістю 7-9 %, додають барвник, пластифікуючі і гідрофобізуючі добавки, остаточно перемішують. Необхідну (в залежності від розміру майбутньої цегли) кількість суміші поміщують у прес-форми і здійснюють пресування на 2 пресах з питомим тиском не менше 300 кгс/см , виймають готову цеглу з прес-форм і проводять її подальше твердіння в камерах термовологісної обробки протягом 24 годин. Після процесу 2 твердіння отримують готову цеглу з межею міцності на стиск, більше 450 кг/см , яка дозволяє шліфувати і полірувати вироби, причому отримана за рахунок пропонованих наповнювачів суміші має водопоглинення поверхні в межах 3-6 % та морозостійкість більше 200 циклів, що забезпечує зберігання дзеркального блиску полірованої поверхні цегли на довгі роки. Нижче наведені приклади конкретного виконання корисної моделі у формі таблиці, розрахованої на 1000 кг готової суміші (для одного замісу): 3 UA 82416 U Склад компонентів, мас. % Наповнювач Цемент мармур, кварцит, травертин, кварцитоСірий мармуриподібний Портзований піщаник, ланд№ вапняк, Білий Пластиграніт, цемент, п/п мармуриВода порт фікатор базальт, або зований ландгабро, шлакодоломіт, цемент або будьпортабо будьяка їх ландяка їх кількісна цемент кількісна суміш суміш 86,2 % 8% 3,7 % 1% 1 (862 кг) (80 кг) (37 кг) (10 кг) 2 76,8 % (768 кг) 14,5 % (145 кг) 5,8 % (58 кг) 0,5 % (5 кг) 3 68,3 % (683 кг) 20 % (200 кг) 8% (80 кг) 0,1 % (1 кг) 8% (80 кг) 17 % (170 кг) 3,7 % (37 кг) 6,8 % (68 кг) 1% (10 кг) 0,4 % (4 кг) 4 5 86,2 % (862 кг) 73,7 % (737 кг) 6 61,25 % (612,5 кг) 8 84,8 % (848 кг) 9 10 78,9 % (789 кг) 14 % 5,6 % (140 кг) (56 кг) 11 68 % (680 кг) 20 % 8 % 0,25 % (200 кг) (80 кг) (2,5 кг) 12 10 7 5 61,25 % (612,5 кг) 25 % 10 % 0,1 % (250 кг) (100 кг) (1 кг) 5% 20 % 10 % 0,1 % (50 кг) (200 кг) (100 кг) (1 кг) 8% (80 кг) 3,7 % (37 кг) 1% (10 кг) 75,15% 16,5 % (751,5 кг) (165 кг) 4,5 % 0,25 % (45 кг) (2,5 кг) 0,5 (5 кг) 61,25 % 5% 20 % 10 % 0,1 % (612,5 кг) (50 кг) (200 кг) (100 кг) (1 кг) Властивості цегли Межа міц- Водо- МороГідроБарв- ності погли- зостійфобіник на нення, кість, затор стиск, % цикл 2 кг/см 1 % 0,1 % (10 кг) (1 кг) 1,8 % 0,6 % (18 (6 кг) кг) 3,5 % 0,1 % (35 (1 кг) кг) 1 % 0,1 % (10 кг) (1 кг) 0,5 % 1,6 % (5 кг) (5 кг) 3,5 % 0,15 % (35 (15 кг) кг) 3,5 % 0,15 % (35 (1,5 кг) кг) 1,5 % 1% (15 (10 кг) кг) 3,5 % 0,1 % (35 (1 кг) кг) 0,5 % 0,5 % (5 кг) (5 кг) 3,5 % 0,25 % (35 (2,5 кг) кг) 3,5 % 0,15 % (35 (0,15 кг^ кг) 500 3-6 >200 600 3-6 >200 650 3-6 >200 560 3-6 >200 590 3-6 >200 620 3-6 >200 620 3-6 >200 500 3-6 >250 570 3-6 >250 490 3-6 >250 550 3-6 >250 530 3-6 >250 За прикладом № 1. Додають барвник жовтого кольору, отримуючи суміш і цеглу жовтого кольору. За прикладом № 2. Додають барвник жовтого кольору, отримуючи суміш і цеглу насиченого жовтого кольору. За прикладом № 3. Додають барвник червоного кольору, отримуючи суміш і цеглу червоного кольору. За прикладом № 4. Додають барвник "шоколадного" кольору, отримуючи суміш і цеглу "шоколадного" кольору. За прикладом № 5. Додають барвник "бордо", отримуючи суміш і цеглу бордового кольору. За прикладом № 6. Додають барвник чорного кольору, отримуючи суміш і цеглу насиченого чорного кольору. 4 UA 82416 U 5 10 За прикладом № 7. Додають барвник червоного кольору, отримуючи суміш і цеглу насиченого червоно-коричневого кольору. За прикладом № 8. Додають барвник червоного кольору, отримуючи суміш і цеглу червоного кольору. За прикладом № 9. Додають барвник червоного кольору, отримуючи суміш і цеглу насиченого червоного кольору. За прикладом № 10. Додають барвник чорного кольору, отримуючи суміш і цеглу темносірого кольору. За прикладом № 11. Додають барвник чорного кольору, отримуючи суміш і цеглу насиченого чорного кольору. За прикладом № 7. Додають барвник червоного кольору, отримуючи суміш і цеглу насиченого коричневого кольору. При необхідності, готова цегла після остаточного твердіння може піддаватися додатковій механічній обробці (шліфуванню, поліруванню, рустуванню, розколюванню). 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Сировинна суміш для виготовлення гіперпресованої бетонної цегли з наповнювачем з твердих гірських порід, придатної для полірування, що містить цемент, воду, наповнювач з твердих гірських порід, барвник, яка відрізняється тим, що додатково містить пластифікуючі і гідрофобізуючі добавки, як цемент використаний портландцемент білий або сірий або шлакопортландцемент, або будь-яка їх кількісна суміш, а як наповнювач використана крихта з 2 твердих гірських порід з межею міцності на стиск не менше 600 кгс/см фракції до 4 мм з мармуру, травертину, мармуризованого вапняку, мармуризованого доломіту, кварциту, кварцитоподібного піщанику, граніту, базальту, габро або будь-яка кількісна суміш мармуру, травертину, мармуризованого вапняку, мармуризованого доломіту, або будь-яка кількісна суміш кварциту, кварцитоподібного піщанику, граніту, базальту, габро при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: наповнювач з твердих гірських 61,25-86,2 порід цемент 8,0-25,0 вода 3,7-10,0 барвник 0,1-3,5 пластифікуючі добавки 0,1-1,0 гідрофобізуючі добавки 0,1-1,0. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 5