Блок

Техническое решение относится к изделиям из теплоизоляционно-конструкционных материалов на основе цементного вяжущего, вспененного полистрольного заполнителя и минеральных волокон, используемым в качестве штучных кладочных элементов при сооружении из них стен, перегородок или колонн зданий и сооружений. Задачей является создание изделия в виде кладочного элемента - блока, характеризующегося при низкой плотности достаточно высокой прочностью при сжатии и изгибе, хорошими теплоизоляционными свойствами, высокой морозостойкостью, паропроницаемостью и низким водопоглощением. Для этого блок выполнен в виде тела из полистиролбетона с образующими перемычки между его лицевой и тыльной продольными частями сквозными пустотами, вертикальные оси которых пересекаются с продольной осью блока или перекрещиваются с ней, при этом, между лицевой и тыльной частями с двух смежных сторон блока выполнены образующие по его длине и высоте уступ, соответственно, продольный и торцевой пазы, тело блока выполнено из полистиролбетона с заполнителем в виде предварительно вспененных гранул полистирола размером 2,8-3,0 мм и армировано щелочестойкой фиброй в виде распределенного в теле блока базальтового волокна с длиной волокон 15-20 мм и диаметром 12-15 мкм, при этом плотность тела блока составляет 175-425 кГ/м ³, прочность при сжатии - 0,35-1,8 МПа, коэффициент теплопроводности 0,065-0,10 Вт/мК, потеря прочности при 50-кратном цикле замерзании до - 50°С - 1,5-1,8%, а глубина продольного паза не превышает толщину расположенной под ним перемычки, ширина перемычек между лицевой и тыльной продольными частями блока менее расстояния между обращенными друг к другу параллельными поверхностями лицевой и тыльной продольных частей в месте образования соответствующей сквозной пустоты.

Предлагаемое техническое решение относится к изделиям из теплоизоляционно-конструкционных материалов на основе цементного вяжущего, вспененного полистрольного заполнителя и минеральных волокон, используемым в качестве штучных кладочных элементов при сооружении из них стен, перегородок или колонн зданий и сооружений.

Известно прямоугольное монолитное изделие из полистиролбетона, выполненная в виде плита с пазами и гребнями - выступами по торцам (RU №17329 U1, 27.03.2001).

Из известных наиболее близким является строительный блок, выполненный из полистиролбетона в виде замкнутой оболочки с продольными и поперечными перемычками, которые образуют сквозные каналы; по крайней мере, на одной боковой стороне блока расположены дистанцирующие выступы, а на верхних гранях перемычек выполнен продольный паз (RU №22490, 10.04.2002).

Физико-механические свойства известных изделий определяются, наряду с другими характеристиками, свойствами полистиролбетонной смеси. Такие характеристики, как, например, прочность при сжатии и изгибе для таких изделий ниже, чем могут быть обеспечены при наличии армирующих элементов. Армирующий материал либо не перемешивают с другими компонентами сырьевой смеси, либо не могут распределить равномерно по объему изделия. Равномерность его распределения в получаемом изделии, а, следовательно, и физико-механические и эксплуатационные характеристики определяются равномерностью распределения нитей или прутков в

опалубке-форме и прочностью сцепления полистиролбетонной смеси с этими армирующими элементами.

Задачей настоящего технического решения является создание изделия в виде кладочного элемента - блока, характеризующегося при низкой плотности достаточно высокой прочностью при сжатии и изгибе, хорошими теплоизоляционными свойствами, высокой морозостойкостью, паропроницаемостью и низким водопоглощением.

Поставленная задача решается за счет того, что блок выполнен в виде тела из полистиролбетона с образующими перемычки между его лицевой и тыльной продольными частями сквозными пустотами, вертикальные оси которых пересекаются с продольной осью блока или перекрещиваются с ней, при этом, между лицевой и тыльной частями с двух смежных сторон блока выполнены образующие по его длине и высоте уступ, соответственно, продольный и торцевой пазы, в теле блока использован полистиролбетон с заполнителем в виде предварительно вспененных гранул полистирола размером 2,8-3,0 мм, полистиролбетон армирован щелочестойкой фиброй в виде распределенного в теле блока базальтового волокна с длиной волокон 15-20 мм и диаметром 12-15 мкм, при этом плотность тела блока составляет 175-425 кГ/м ³, прочность при сжатии - 0,35-1,8 МПа, коэффициент теплопроводности 0,065-0,10 Вт/мК, потеря прочности при 50-кратном цикле замерзании до - 50°С - 1,5-1,8%, а глубина продольного паза (от поверхности блока) не превышает толщину расположенной под ним перемычки, ширина перемычек между лицевой и тыльной продольными частями блока менее расстояния между обращенными друг к другу параллельными поверхностями лицевой и тыльной продольных частей в месте образования соответствующей сквозной пустоты. При этом, перемычка, расположенная со стороны, противоположной торцевому пазу, может быть выполнена в виде выступа на величину, не превышающую глубины данного торцевого паза. А со стороны, противоположной продольному пазу, по крайней мере, часть перемычек может быть выполнена

с выступом или в виде выступов на величину, не превышающую глубины данного продольного паза. Кроме того, для использования блока в качестве стенового блока, сумма толщин его лицевой и тыльной частей в поперечном сечении, проходящем перпендикулярно торцевому пазу, не менее ширины указанного паза в том же сечении. Для использования блока для возведения колонны, сумма толщин его лицевой и тыльной частей в поперечном сечении, проходящем перпендикулярно торцевому пазу, не более ширины указанного паза в том же сечении. Для использования блока для возведения перегородки, сумма толщин его лицевой и тыльной частей в поперечном сечении, проходящем через продольный или торцевой паз, не более величины расстояния между смежными перемычками.

Прочностные характеристики блока являются параметрами, обеспечивающими его полное соответствие назначению. Такие характеристики обеспечиваются использованием определенного материала блока - армированной полистиролбетонной смеси, включающий портландцемент, полистирольный заполнитель, щелочестойкое минеральное волокно, воздухововолекаюшую добавку - смолу древесную омыленную, пластифицирующую добавку - С-3 и воду, дополнительно содержит гидрофобизирующую добавку - ГКЖ-94, структурообразующую добавку - полиакриламид, и регулятор твердения - Лигнопан Б-2, а в качестве полистирольного заполнителя - предварительно вспененный гранулированный полистирол с размером гранул 2,8-3,0 мм и в качестве щелочестойкого минерального волокна - базальтовое волокно с длиной волокон 15-20 мм и диаметром 12-15 мкм, при следующем соотношении компонентов, кГ/м³:

Изготовление блока производят из армированной полистролбетонной смеси из компонентов указанного выше состава объемным вибропрессованием при величине уплотнения 8-15 кГ/см². В процессе формования используют пустотообразователи, предпочтительно прямоугольного сечения со скругленными ребрами.

Именно указанный качественный и количественный состав обеспечивает получение армированной полистиролбетонной смеси, характеризующейся равномерным распределением по объему гранул вспененного полистирола и базальтовых волокон, не расслаивающейся в течение времени (не менее часа), достаточного для ее транспортировки на производственной территории или для доставки на стройплощадки.

При содержании компонентов в составе выше или ниже указанных в формуле значений изменяются нежелательным образом такие характеристики смеси как устойчивость к расслаиванию, однородность смеси, форму емкость, а также характеристики изготавливаемых изделий: плотность, прочность, теплопроводность, морозостойкость, водопоглощение.

Именно указанные в формуле сочетания размеров гранул пенополистирола (2,8-3,0 мм) и базальтовых волокон (длина 15-20 мм и диаметр 12-15 мкм) необходимы для равномерного их распределения в смеси и повышения устойчивости смеси к расслаиванию. При длине волокон свыше 20 мм и их диаметре меньше 12 мкм отмечено скручивание волокон или их измельчение, что приводит к ухудшению перемешиваемости смеси, неравномерному распределению волокон, ухудшению физико-механических характеристик получаемых из такой смеси изделий. При увеличении размера гранул пенополистирола повышается склонность смеси к расслаиванию. При уменьшении размеров гранул пенополистирола и длины волокон и

увеличении их диаметра увеличивается плотность смеси и плотность формуемых из нее изделий.

Для изготовления блока используют следующие материалы:

- портландцемент по ГОСТ 10178-85;

- вспененный гранулированный полистирол с размером гранул 2,8-3,0 мм, полученный одно- или многоступенчатым вспениванием суспензионного вспенивающегося полистирола по ОСТ 301-05-202-92Е или марок R, SEPS, ZKF;

- пластификатор С-3 по ТУ 6-36-0204229-625;

- смола древесная омыленная - СДО по ТУ 13-02-81078-02-93

- ГКЖ-94 - гидрофобизирующая жидкость [-C₂H₅Si(H)О-] _n, где n=9÷14;

- Лигнопан Б-2 - модифицированные электролитами лигносульфонаты с молекулярной массой 10-50;

- Полиакриламид, например, по ТУ 6-02-00209912-41-94 или ТУ 6-10-1049-92.

На фиг.1 представлен блок для возведения стены;

На фиг.2 представлен блок, выполненный из конструкционно-теплоизоляционного материала, используемый для колонн.

На фиг.3 представлен блок (узкий) из того же материала, используемый, например, в качестве кладочных изделий для перегородок или в качестве утеплителя при укладке его параллельно несущей или ограждающей конструкции здания или сооружения

Блок выполнен из полистиролбетона в виде тела со сквозными пустотами 1, образующими перемычки 2 между его лицевой 3 и тыльной 4 продольными частями блока. Вертикальные оси пустот 1 пересекаются с продольной осью блока или перекрещиваются с ней (находясь в параллельных плоскостях). Между лицевой 3 и тыльной 4 частями с двух смежных сторон блока выполнены образующие по его длине и высоте уступ, соответственно, продольный 5 и торцевой 6 пазы. Для получения блока с

требуемыми характеристиками использован полистиролбетон с заполнителем в виде предварительно вспененных гранул полистирола размером 2,8-3,0 мм, полистиролбетон армирован щелочестойкой фиброй в виде распределенного в теле блока базальтового волокна с длиной волокон 15-20 мм и диаметром 12-15 мкм, при этом плотность тела блока составляет 175-425 кГ/м ³, прочность при сжатии - 0,35-1,8 МПа, коэффициент теплопроводности 0,065-0,10 Вт/мК, потеря прочности при 50-кратном цикле замерзании до - 50°С - 1,5-1,8%. Глубина продольного 5 паза (от поверхности блока) не превышает толщину расположенной под ним перемычки 2, ширина перемычек 2 между лицевой 3 и тыльной 4 продольными частями блока менее расстояния между обращенными друг к другу параллельными поверхностями лицевой 3 и тыльной 4 продольных частей в месте образования соответствующей сквозной пустоты 1. Перемычка 2, расположенная со стороны, противоположной торцевому 6 пазу, выполнена в виде выступа 7 на величину, не превышающую глубины данного торцевого 6 паза. А со стороны, противоположной продольному 5 пазу, по крайней мере, часть перемычек 2 может быть выполнена с выступом 8 или в виде выступов на величину, не превышающую глубины данного продольного 5 паза. Блок может иметь достаточно широкое использование в строительства, например, в виде элементов стены, перегородки, колонны, для чего он выполняется с определенным соотношением толщин и других указанных выше его размеров. Соотношения данных величин размеров указаны исходя из характеристик используемого для блока материала.

Пример 1. В герметичный баросмеситель загружают 16 кГ вспененного гранулированного полистирола с размером гранул 2,8-3,0 мм, 0,6 кГ базальтового волокна с длиной волокна 18 мм и диаметром 13 мкм, 0,35 кГ смолы древесной омыленной, разбавленной частью воды затворения, 2 кГ С-3, 0,5 кГ полиакриламида, разбавленного частью воды затворения до 10%-ной концентрации, 0,4 кГ ГКЖ-94 в виде 50%-ной эмульсии, 0,4 кГ Лигнопана Б-2, перемешивают до однородной массы, затем при перемешивании вводят

160 кГ портландцемента М-500, продолжают перемешивать в течение 10 сек, после чего добавляют остаток воды затворения (общее ее содержание 55 кГ) и перемешивают 30 сек. Полученную однородную смесь пневмотранспортом подают к дозаторам линии формования для изготовления монолитных блоков с пазом на одной боковой стороне и выступом - на другой. Размещенную в формах смесь подвергают объемному вибропрессованию при наложении колебаний от ИВ-99Е снизу и уплотнении сверху при давлении 10 кГ/см ². После формования блоки на поддонах ставят на сушку. Полученные блоки характеризуются плотностью 220 кГ/м ³, прочностью при сжатии 0,95 МПа, прочностью при изгибе 0,4 МПа, коэффициентом теплопроводности 0,078 Вт/м·К, водопоглощением при полном погружении 1,4% по объему, паропроницаемостью 0,85 мГ/м·ч·Па, морозостойкостью (по ГОСТ 10060.2-95) F70.

Пример 2. В герметичный баросмеситель загружают 15 кГ вспененного гранулированного полистирола с размером гранул 2,8-3,0 мм, 0,7 кГ базальтового волокна с длиной волокна 18 мм и диаметром 13 мкм, 0,45 кГ смолы древесной омыленной, разбавленной частью воды затворения, 2,5 кГ С-3, 0,45 кГ полиакриламида, разбавленного частью воды затворения до Юноной концентрации, 0,4 кГ ГКЖ-94 в виде 50%-ной эмульсии, 0,35 кГ Лигнопана Б-2, перемешивают до однородной массы, затем при перемешивании вводят 170 кГ портландцемента М-500, продолжают перемешивать в течение 15 сек, после чего добавляют остаток воды затворения (общее ее содержание 53 кГ) и перемешивают 40 сек. Полученную однородную смесь пневмотранспортом подают к дозаторам линии формования. Размещенную в формах смесь подвергают объемному вибропрессованию при наложении колебаний от ИВ-99Е снизу и уплотнении сверху при давлении 12 кГ/см ². После формования блоки на поддонах ставят на сушку.

Пример 3. В герметичный баросмеситель загружают 17 кГ вспененного гранулированного полистирола с размером гранул 2,8-3,0 мм, 0,5 кГ

базальтового волокна с длиной волокна 18 мм и диаметром 13 мкм, 0,50 кГ смолы древесной омыленной, разбавленной частью воды затворения, 2,3 кГ С-3, 0,55 кГ полиакриламида, разбавленного частью воды затворения до 10%-ной концентрации, 0,45 кГ ГКЖ-94 в виде 50%-ной эмульсии, 0,35 кГ Лигнопана Б-2, перемешивают до однородной массы, затем при перемешивании вводят 165 кГ портландцемента М-500, продолжают перемешивать в течение 12 сек, после чего добавляют остаток воды затворения (общее ее содержание 50 кГ) и перемешивают 35 сек. В формы для получения блоков размещают пустотообразователи, имеющие в горизонтальном сечении форму близкую прямоугольной (например, со скругленными углами), подают приготовленную смесь и формуют объемным вибропрессованием при давлении сверху 15 кГ/см ² блок.

Получаемые изделия характеризуются следующими показателями:

1. Блок, выполненный в виде тела из полистиролбетона с образующими перемычки между его лицевой и тыльной продольными частями сквозными пустотами, вертикальные оси которых пересекаются с продольной осью блока или перекрещиваются с ней, при этом между лицевой и тыльной частями с двух смежных сторон блока выполнены образующие по его длине и высоте уступ, соответственно, продольный и торцевой пазы, отличающийся тем, что тело блока выполнено из полистиролбетона с заполнителем в виде предварительно вспененных гранул полистирола размером 2,8-3,0 мм и армировано щелочестойкой фиброй в виде распределенного в теле блока базальтового волокна с длиной волокон 15-20 мм и диаметром 12-15 мкм, при этом плотность тела блока составляет 175-425 кг/м³, прочность при сжатии - 0,35-1,8 МПа, коэффициент теплопроводности 0,065-0,10 Вт/мК, потеря прочности при 50-кратном цикле замерзании до - 50°С - 1,5-1,8%, а глубина продольного паза не превышает толщину расположенной под ним перемычки, ширина перемычек между лицевой и тыльной продольными частями блока менее расстояния между обращенными друг к другу параллельными поверхностями лицевой и тыльной продольных частей в месте образования соответствующей сквозной пустоты.

2. Блок по п.1, отличающийся тем, что перемычка, расположенная со стороны, противоположной торцевому пазу, выполнена в виде выступа на величину, не превышающую глубины данного торцевого паза.

3. Блок по п.1, отличающийся тем, что со стороны, противоположной продольному пазу, по крайней мере, часть перемычек выполнена с выступом или в виде выступов на величину, не превышающую глубины данного продольного паза.

4. Блок по п.1, отличающийся тем, что для использования его в качестве стенового блока, сумма толщин его лицевой и тыльной частей в поперечном сечении, проходящем перпендикулярно торцевому пазу, не менее ширины указанного паза в том же сечении.

5. Блок по п.1, отличающийся тем, что для использования его для возведения колонны, сумма толщин его лицевой и тыльной частей в поперечном сечении, проходящем перпендикулярно торцевому пазу, не более ширины указанного паза в том же сечении.

6. Блок по п.1, отличающийся тем, что для использования его для возведения перегородки, сумма толщин его лицевой и тыльной частей в поперечном сечении, проходящем через продольный или торцевой паз, не более величины расстояния между смежными перемычками.