Способ изготовления стеновых изделий

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении стеновых изделий в виде безобжиговых кирпичей и блоков.

Известен способ изготовления стеновых керамических изделий из сырьевой смеси, содержащей глиежи и микрокремнезем, включающий приготовление шихты с влажностью 16%, формование, сушку, обжиг при 900-950°С и увлажнение изделия после обжига (Патент РФ №2130912 С1, дата приоритета 07.10.1997, дата публикации 27.05.1999, авторы: Садович М.А., Лохова Н.А. и др., RU).

Недостатком известного способа является высокая энергоемкость из-за необходимости обжига изделий, а также длительность процесса, обусловленная дополнительным увлажнением изделий после обжига.

Известен способ изготовления стеновых изделий из сырьевой смеси, содержащей глиеж фракции 0-50 мм, цемент и воду, принятый в качестве прототипа, включающий перемешивание компонентов сырьевой смеси, формование с применением формы-опалубки, выдерживание в опалубке до твердения (Патент РФ №2417202 С1, дата приоритета 28.09.2009, дата публикации 27.04.2011, авторы: Сердюков А.А. и др., RU, прототип).

Недостатком прототипа является низкая прочность получаемого стенового материала из-за пористого малопрочного заполнителя-глиежа и неоднородности его состава от пласта к пласту, вследствие чего возможны колебания прочности изделий от партии к партии. К тому же указанные прочностные характеристики могут не соответствовать действительности, так как данная композиция относится к мелкозернистым легким бетонам с расходом цемента на 1 м³ 15-16%, и, согласно ГОСТ 6133 «Камни бетонные стеновые. Технические условия», камни из легких бетонов имеют марки: 100, 75, 50, 35, 25, а изготовление по литьевой технологии не дает заявленного упрочнения. Кроме того, в связи с тем, что сырьевая смесь остается в формах, по меньшей мере, на 7 дней для естественного твердения, требуется большое количество форм, соответственно мала их оборачиваемость, что приводит к низкой производительности труда.

Задачей изобретения является повышение прочности и однородности стенового материала - безобжигового кирпича на основе глиежей и повышение производительности труда при его производстве.

Для решения поставленной задачи в способе изготовления стеновых изделий, включающем перемешивание компонентов сырьевой смеси до однородного состояния, формование с уплотнением, твердение и сушку, согласно изобретению, в способе используют сырьевую смесь при следующем соотношении компонентов, мас. %: глиеж фракции 0-5 мм - 68-78, цемент - 8-17, химический модификатор - 0,3-0,5% от массы цемента, вода - остальное, формование с уплотнением осуществляют при давлении 20,0-32,0 МПа до достижения значения коэффициента уплотнения в пределах 1,59-1,64, а твердение отформованных изделий осуществляют на поддонах поэтапно под гидроизоляционной пленкой, при этом на первом этапе твердение осуществляют выдержкой при температуре 35-45°С не менее 12 часов, а на втором этапе - при температуре 20-35°С в течение 12 часов.

Качество, однородность свойств смеси и повышение долговечности изделий на глиеже обеспечивается применением химических модификаторов. В качестве химического модификатора использовали добавки для полусухого прессования, соответствующие требованиям ГОСТ 24211-2008, ГОСТ 30459-2008, например: Murasan BWA16 (ТУ 5745-009-51552155-2005) в виде жидкости голубого цвета, плотностью 1,005-1,015 кг/дм³; Murasan BWA 17 (ТУ 5745-054-51552155-2008) в виде жидкости белого цвета, плотностью 1,005-1,02 кг/дм³, расходом 0,3-0,5% от массы цемента.

Гранулометрический состав глиежей находится в пределах 0-5 мм, причем может быть увеличенное содержание фракции 2,5 для обеспечения прочности или 0,16 и менее для улучшения качества поверхности, либо с приблизительно равным содержанием промежуточных фракций.

Усредненный химический состав горелых пород, мас. %: SiO₂ - 63,95; Al₂O₃ - 19,71; Fe₂O₃ - 8,0; СаО - 2,61; MgO - 1,58; SO₃ - 0,05; Na₂O - 0,30; K₂O - 2,81; п.п.п. - 1,02. Проведенные исследования позволяют считать, что горелые породы более приближаются по внешнему виду, по структуре и физико-механическим свойствам к обожженному керамическому черепку.

При смешивании глиежа с цементом и добавками при прессовании мелкоштучного стенового материала получается материал, схожий по свойствам с керамическим кирпичом. Яркая, красивая и вполне устойчивая окраска многих разновидностей горелых пород дает возможность получать стеновой материал с разными оттенками красного и бурого цвета.

Задача преодоления неоднородности в составе и строении глиежей также решена технологически - выбором способа формования стеновых изделий, например, вибропрессованием или полусухим прессованием.

Наиболее эффективной технологией изготовления изделий на основе глиежа является полусухое прессование. Этому способствует низкая прочность горелых пород и их относительно высокая пористость, что приводит к получению безобжигового кирпича плотностью, соответствующей требованиям ГОСТ 530-2012. Изделия из более плотных пород по этой технологии получаются слишком тяжелые, соответственно с высокой теплопроводностью.

Метод полусухого прессования дает возможность получить кирпич на основе глиежа идеальной формы с минимальными отклонениями геометрических размеров и глянцевой поверхностью всех плоскостей.

При этом методе под влиянием взаимного трения и частичного дробления мелко-дисперсных частиц инертного заполнителя - глиежа происходит срыв окисных пленок с поверхности его частиц, с образованием свободных от оксидов открытых ювенильных поверхностей, в связи с чем частицы слипаются и впрессовываются в сопряженные поверхности, вызывая эффект когезии.

Для приготовления смеси подготавливают и дозируют сырьевые компоненты согласно составам, приведенным в таблице. Сырье - глиеж и цемент - из расходных бункеров подаются в емкости весового дозатора, оттуда в смеситель, где происходит их перемешивание. Расчетное количество указанной добавки насосом через весовой дозатор подается в весовой дозатор воды, необходимая доза которой впрыскивается через систему форсунок. Все компоненты в смесителе перемешиваются в течение не менее 80 с. Готовая смесь подается в приемный бункер пресса для формования изделий. Качество формования обеспечивается величиной давления прессования 20,0-32,0 МПа и достижением значения коэффициента уплотнения в пределах 1,59-1,64.

Отформованные изделия укладывают в транспортные поддоны на стеллажи для предварительной выдержки. Заполненные стеллажи упаковываются полиэтиленовой пленкой и перемещаются в камеру нормального твердения с установленной температурой не менее 35°С и не более 45°С. Время нахождения изделий в камере не менее 12 часов. Затем еще 12 часов при температуре 20-35°С, после чего поддоны с изделиями отгружают на склад готовой продукции.

Ниже указана таблица результатов, в которой приведены составы и физико-механические свойства безобжигового стенового материала на основе глиежей, полученного с применением заявленной технологии их производства.

Согласно таблице преимущество безобжиговых стеновых материалов (в виде кирпича или блока) из приведенных составов состоит в том, что они имеют достаточно высокие показатели прочности, приравненные и превосходящие керамический кирпич при той же средней плотности. При этом они обладают хорошим внешним видом, четкими геометрическими размерами, окраской от красной до бурой, что позволяет использовать стеновые материалы в качестве лицевого кирпича. По средней плотности они сопоставимы или с условно-эффективными керамическими материалами, или с эффективными при наличии технологических пустот.

Вместе с тем технология производства данного безобжигового стенового материала является более эффективной в связи с обеспечением однородности и повышением прочности получаемого материала на основе глиежа, а также в связи с повышением производительности труда за счет сокращения времени твердения и изменения условий выдержки при твердении.

Способ изготовления стеновых изделий, включающий перемешивание компонентов сырьевой смеси до однородного состояния, формование с уплотнением, твердение и сушку, отличающийся тем, что в нем используют сырьевую смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%: глиеж фракции 0-5 мм - 68-78, цемент - 8-17, химический модификатор - 0,3-0,5% от массы цемента, вода - остальное, формование с уплотнением осуществляют при давлении 20,0-32,0 МПа до достижения значения коэффициента уплотнения в пределах 1,59-1,64, а твердение отформованных изделий осуществляют на поддонах поэтапно под гидроизоляционной пленкой, при этом на первом этапе твердение осуществляют выдержкой при температуре 35-45°С не менее 12 часов, а на втором этапе - при температуре 20-35°С в течение 12 часов.