Строительный блок

 

Полезная модель может быть использована в качестве конструкционно-изоляционного материала при строительстве малоэтажных монолитных домов и при сооружении внутренних перегородок. Задача: минимизация состава сырьевых компонентов и одновременное обеспечение высокой прочности и легкости получаемого материала. Сущность: строительный блок, выполненный из пенозолобетона, в виде объемного тела, например в виде призмы, в объеме которой выполнены равномерно распределенные полости, отличается тем, что, для изготовления блока, использована текучая смесь цемента и золы уноса от сжигания каменного угля, замешанная при давлении превышающем атмосферное, подвергнутая механической активации и разлитая в формы после достижения ею температуры 75-80°С. Кроме того, по меньшей мере часть распределенных полостей выполнена размерами, превышающими 20-40 размеров предельной крупности частиц золы уноса, использованных для приготовления смеси.

Полезная модель относится к строительным материалам, а именно к стеновым камням (блокам) и может быть использована в качестве конструкционно-изоляционного материала при строительстве малоэтажных монолитных домов и при сооружении внутренних перегородок.

Известен строительный блок, выполненный в виде объемного тела, например в виде призмы, в объеме которой выполнены пустоты, открытые на лицевые стороны объемного блока (см. книгу П.П.Ступаченко и В.Г.Цуприка Справочник по изготовлению и применению строительных материалов, изделий и конструкций из вторичных ресурсов и отходов предприятий на Дальнем Востокеа, Владивосток, Изд-во ДВ гос. ун-та, с.24-28, рис1.1 и 1.3).

Недостаток этого решения в том, что теплофизические характеристики таких строительных блоков невысоки, что в условиях холодного климата требует существенного увеличения толщины наружных стен, кроме того, достаточно высокая плотность материала не позволяет существенно увеличивать объем (и вес) таких блоков, все это повышает трудоемкость работ по кладке стен.

Известен также строительный блок, выполненный из пенозолобетона, в виде объемного тела, например в виде призмы, в объеме которой выполнены равномерно распределенные полости (см. книгу П.П.Ступаченко и В.Г.Цуприка Справочник по изготовлению и применению строительных материалов, изделий и конструкций из вторичных ресурсов и отходов предприятий на Дальнем Востоке, Владивосток, Изд-во ДВ гос. ун-та, с.89-93, рис.17.4).

Недостаток этого решения - многокомпонентность сырьевых компонентов, невозможность одновременного обеспечения высокой прочности и легкости получаемого материала. Например, при приготовлении ячеистых пенобетонов, дополнительно к стандартным сырьевым материалам (песок, цемент) используются анионные ПАВ:

алкилсульфат ("Прогресс"), алкилбензосульфонат (ПО-1), сульфонат (алкилсульфонат), сульфонол, алкилсульфонат (детергент ДС-РАС), смесь сульфокислот (контакт Петрова), пенообразователь "Форэтол", а также неионогенные ПАВ-смачиватели ДБ или ПБ. Для приготовления газобетона, дополнительно к стандартным сырьевым материалам, используется известь, алюминиевая пудра, необходимо также иметь громоздкое и энергоемкое оборудование для совместного помола сырьевых составляющих.

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, выражается в минимизации состава сырьевых компонентов и одновременном обеспечения высокой прочности и легкости получаемого материала.

Технический результат, достигаемый при решении задачи выражается в обеспечении возможности получения высокопрочных и легких пенозолобетонов, а также, отсутствии потребности использования специализированных пенообразующих компонентов, что упрощает процедуру снабжения производства расходными материалами.

Поставленная задача достигается тем, что строительный блок, выполненный из пенозолобетона, в виде объемного тела, например в виде призмы, в объеме которой выполнены равномерно распределенные полости, отличающийся тем, что, для изготовления блока, использована текучая смесь цемента и золы уноса от сжигания каменного угля, замешанная при давлении превышающем атмосферное, подвергнутая механической активации и разлитая в формы после достижения ею температуры 75-80°С. Кроме того, по меньшей мере часть распределенных полостей выполнена размерами, превышающими 20-40 размеров предельной крупности частиц золы уноса, использованных для приготовления смеси.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".

Признаки отличительной части формулы полезной модели

обеспечивают минимизацию состава сырьевых компонентов при одновременном обеспечении высокой прочности и легкости получаемого материала.

На фиг.1 показана функциональная схема установки по производству стеновых блоков из пенозолобетона, на фиг.2 схематически показан разрез поперек строительного блока.

На чертежах показаны емкости 1-3 (соответственно, для хранения цемента, инертных материалов и воды) связанные, через дозаторы 4 и 5, с бетоносмесителем 6 (в качестве бетоносмесителя использован бетоносмеситель для приготовления золоцементной смеси под давлением, например, типа СОМ-179311), при этом выход бетоносмесителя, через растворонасос 7 связан с приемным отверстием диспергатора-аэратора 8, при этом, в полости диспергатора-аэратора 8 размещено средство 9 для контроля температуры золобетонной смеси, причем выход диспергатора-аэратора посредством трубопровода высокого давления 10, через трехпозиционный кран 11 связан с формами 12 для заливки смеси или, через рециркуляционный трубопровод 13, с бетоносмесителем. Кроме того, показан компрессор 14, связанный с полостью бетоносмесителя 6 воздушной магистралью 15 высокого давления.

Растворонасос 7, трехпозиционный кран 11 и формы 12 для заливки смеси конструктивно не отличаются от узлов сходного назначения. В качестве дозаторов 4 использованы известные средства дозирования сыпучих материалов, в качестве дозаторов 5 использованы известные дозаторы жидкости.

Основным звеном заявленной установки является диспергатор-аэратор 8. В данной установке этот агрегат является нестандартным изделием, выполненным по схеме мельницы для жидкого помола загружаемого вещества. Конструктивно он представляет собой установленный неподвижно цилиндрический барабан с водяной рубашкой охлаждения (корпус диспергатора-аэратора), в полости которого размещен, с

возможностью вращения, вал 16 (концы вала закреплены в вынесенных за пределы рабочей зоны подшипниковых узлах 17). Вал снабжен приводом вращения 18 (предпочтительно электродвигателем) с числом оборотов в минуту до 3000. Кроме того, вал 16 снабжен рядами радиально ориентированных плоских четырехлучевых ножей 19. Для изготовления ножей использована высокопрочная, износостойкая сталь. Ножи собраны в пакет заполняющий почти всю рабочую зону - полость диспергатора-аэратора. Между собой ножи разделены проставочными шайбами толщиной 2 мм. Пакет стянут концевыми гайками. Пакет собран таким образом, что выступающие рабочие органы ножей образуют четырехзаходный шнек. Такой способ крепления ножей позволяет создать на выходе диспергатора-аэратора избыточное давление рабочей среды, т.е. этот агрегат дополнительно работает как насос.

Заявленный строительный блок изготавливают следующим образом:

Золу и цемент, в соотношении 2:1 загружают через дозаторы 4 из емкостей 1 и 2 в бетоносмеситель б, при одновременной подаче воды через дозатор 5 и перемешивании названных компонентов. При достижении смесью сметанообразной консистенции подача воды прекращают и герметизируют полость бетоносмесителя;

Затем включают компрессор 14 ив полость бетоносмесителя нагнетают воздух до давления 5,5-6 кгс/см2;

Трехходовой кран переключают на рециркуляцию золоцементной смеси;

Включают растворонасос 7 и диспергатор-аэратор 8, при этом смесь по рециркуляционному трубопроводу 13 циркулирует по контуру диспергатор-аэратор 8 - растворонасос 7 - бетоносмеситель 6 до готовности, обычно 7-10 минут.

Механоактивация смеси происходит как за счет разрушающего воздействия на частицы золы и цемента рабочих органов ножей, так и за счет ударов частиц друг о друга и от разрушающего воздействия явлений

кавитации в турбулентном потоке рабочей среды в активной зоне диспергатора. Процессы физико-химических трансформаций, при совестной механической обработке двух и более веществ подробно описаны в книгах Е.Г.Аввакумов. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск. Наука. Сибирское отделение. 1986 г., 11 Всесоюзный симпозиум по механохимии и механоэмиссии твердых тел. 11-14 сентября 1990 г. Сборник докладов., А.В.Долгарев, Вторичные сырьевые ресурсы в производстве строительных материалов. Справочное пособие. М. Стройиздат. 1990 г. и др. Отличительной особенностью заявленной модели является совмещение во времени процесса механической активации сырьевых материалов с их технологическим использованием.

По достижении готовности смеси, которая определяется ее температурой (посредством средства 9 для контроля температуры золобетонной смеси, например, термометру в соответствующем исполнении, установленному на корпусе бетоносмесителя) 75-80°С, трехпозиционный кран 11 переключают на выгрузку, вследствие чего, активированная, горячая смесь выдавливается из бетоносмесителя сжатым воздухом и растворонасосом в формы 12;

- в формах вспененная смесь выдерживается до приобретения распалубочной прочности, после чего сверху форм срезают излишки еще не затвердевшей смеси, блоки извлекают, а формы используют повторно. Сроки извлечения строительных блоков контролируются с учетом достижения воздухонасыщенным бетоном распалубочной прочности, определяемой технологом. Минимальное значение прочности на сжатие для бетона, несущего нагрузку только от собственной массы, составляет 1,5-2,0 МПа. Эти значения прочности достигаются через 24-48 ч при твердении в нормальных условиях. Марочная прочность воздухонасыщенного бетона при твердении в нормальных условиях достигается в возрасте 28 суток. В процессе твердения смеси воздушные пузырьки, равномерно распределенные по ее объему в процессе замешивания, образуют

изолированные друг от друга полости равномерно распределенные по массиву блока, при этом поскольку внешнее давление падает до атмосферного, пузырьки газа, изначально находящиеся под давлением 5,5-6 кгс/см 2, начинают расширяться увеличиваясь в размерах, так, что образующиеся из них распределенные полости 20 достигают размеров, превышающих 20-40 размеров предельной крупности частиц золы уноса 21, использованных для приготовления смеси. Вместе с тем повышенная вязкость смеси (заливаемой в формы при собственной температуре 75-80°С, являющейся результатом ее механоактивации) исключает «всплытие» газовых пузырьков из основного объема смеси, тем более что процесс твердения активированной смеси ускоряется.

С целью ускорения твердения бетона и, соответственно, ускорения «оборота» форм и опалубки могут применяться стандартные методы прогрева, используемые в производстве строительных материалов (например, пропаривание, электропрогрев и т.п.) или химические добавки.

После приготовления смеси средняя ее плотность составляет 500 кг/м3 его класс по прочности В1-В2, теплопроводность 0,17 Вт/м°С.

Таким образом удается получить стеновой блок с заданными физическими и теплотехническими свойствами при минимизации материальных затрат.

1. Строительный блок, выполненный из пенозолобетона, в виде объемного тела, например в виде призмы, в объеме которой выполнены равномерно распределенные полости, отличающийся тем, что для изготовления блока использована текучая смесь цемента и золы уноса от сжигания каменного угля, замешанная при давлении, превышающем атмосферное, подвергнутая механической активации и разлитая в формы после достижения ею температуры 75-80°С.

2. Строительный блок по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть распределенных полостей выполнена размерами, превышающими 20-40 размеров предельной крупности частиц золы уноса, использованных для приготовления смеси.



 

Наверх