ИЗДЕЛИЕ ИЗ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ, СМЕСЬ ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ
AUTOCLAVED AERATED CONCRETE PRODUCT, METHOD OF ITS MANUFACTURE, MIXTURE FOR ITS MANUFACTURE AND METHOD OF MANUFACTURE OF MIXTURE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к технологии изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения.
Уровень техники
Известен способ получения изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения путем переработки по технологическому заводскому циклу сырьевой смеси. Последняя включает цемент, кремнеземистый компонент в виде шлама кварцевого песка, известь, гипсосодержащую добавку, порообразователь - алюминиевую пудру или пасту, и воду затворения. Основное содержание указанной технологии приведено в нормативных документах (Межгосударственный стандарт ГОСТ 31359-2007. Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия и в Строительных нормах РСН3 17-86 Госстроя УССР, 1986 г.). Указанные документы определяют нормы, которыми надлежит руководствоваться при подготовке материалов сырьевых смесей для производства ячеистого бетона автоклавного твердения.
Известен состав фибробетона (Пат. №2583965. Российская Федерация. Состав фибробетона / Зотов А.Н.,; патентообладатель Зотов А.Н.. - Опубл. 10.05.2016., Пат. №2423331. Российская Федерация. Фибробетонная смесь / Боровских И.В., Хозин В.Г., Морозов Н.М.; патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Фибробетонные люки" (ООО "ФБЛ"). - Опубл. 10.07.2011.) Изобретение относится к составам фибробетона, применяемого для изготовления сборных и монолитных строительных конструкций и не предназначены для использования при производстве ячеистых бетонов.
Известен способы дисперсного армирования неметаллическим волокнистым компонентом поробетонов (ячеистых бетонов) (Пат. №2416588. Российская Федерация. Состав для производства поробетона / Бурлов Ю.А., Бурлов И.Ю., Бурлов А.Ю.; патентообладатель Бурлов Ю.А. - Опубл. 20.04.2011) Изобретение так же относится к составам на основе минеральных вяжущих и может найти применение в промышленности строительных материалов при изготовлении блочного и монолитного бетона, полимерцементных растворов, пенобетона, а также шифера. Указанное техническое решение не относится к производству газобетона по составу и не может быть применено ввиду отсутствия формовочного процесса на сырце (резка массива-сырца на отдельные изделия).
Помимо этого, все указанные технические решения не рассматривают гидротермальную обработку изделий после формования.
Значительным недостатком изделий из газобетона автоклавного твердения, изготовленных вышеуказанными способами, является его низкая прочность на растяжение при изгибе. Повысить этот показатель позволяет дисперсное армирование неметаллическим волокнистым компонентом.
2
Кроме того, из уровня техники известна сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов, включающая связующее вещество, заполнитель, порообразователь-пенообразователь, дисперсную арматуру - волокна и воду, отличающаяся тем, что она содержит волокна с модулем упругости волокон больше модуля упругости ячеистого материала, поперечным сечением, не превышающим 1 мм и с отношением длины к площади поперечного сечения более чем 100 к 1 и дополнительно добавку, и способ приготовления сырьевой смеси, включающий перемешивание в смесителе связующего вещества, заполнителя, порообразователя-пенообразователя, дисперсной арматуры - волокон и воды, при этом волокна вводят хаотично, отличающийся тем, что при перемешивании дополнительно вводят добавку при следующей последовательности введения компонентов в смеситель: вода, связующее, добавка, заполнитель, пенообразователь, волокна (патент на изобретение № RU 2206544 С2, МПК С04В 38/10, опубликовано 20.06.2003). Недостатком описанной смеси и способа является то, что они могут быть применены только в отношении неавтоклавных бетонов.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является расширение арсенала технических средств в области изготовления из ячеистого бетона автоклавного твердения изделий с повышенной прочностью.
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для производства изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения, содержащая цемент, известь, песок, гипсовый камень, порообразующую добавку и воду, также содержит неметаллический волокнистый компонент, при этом упомянутый неметаллический волокнистый компонент является предварительно распушенным, при этом упомянутый распушенный неметаллический волокнистый компонент распушен путем смешивания с цементом или известью, при этом упомянутая сырьевая смесь содержит упомянутые компоненты при следующем соотношении масс. %: известь 7,3, цемент ЦЕМI-42.5Н 13,3, цемент ЦЕМI-32,5Б 9,1, песок 49, твердые вещества в обратном шламе 17, гипсовый камень 4, алюминиевая пудра 0,1, фибра 0,2, вода для достижения водотвердого соотношения (В\Т) 60,1. Технический результат также достигается тем, что предусмотрен способ приготовления упомянутой сырьевой смеси, состоящий из этапа приготовления песчано-гипсового шлама путем измельчения в шаровой мельнице мокрого помола песка и гипса, этапа приготовления обратного шлама из ячеисто-бетонного массива-сырца путем подачи в мешалку для перемешивания с водой до получения однородной массы и последующего усреднения в расходной емкости до заданной плотности, этапа приготовления сухой смеси неметаллического волокнистого компонента с вяжущим веществом, этапа приготовления алюминиевой суспензии путем перемешивания воды и алюминиевой пудры, этапа смешения упомянутых компонентов при работающем смесителе и при соблюдении следующей последовательности: вода затворения при температуре 42-45°С, прямой и обратный шлам, смесь неметаллического волокнистого компонента, цемент, известь и алюминиевая суспензия, при этом в качестве вяжущего вещества используют цемент, при этом в качестве вяжущего вещества используют известь. Технический результат также достигается тем, что предусмотрен способ изготовления изделий из упомянутой сырьевой смеси, состоящий из этапа заливки смеси в форму, этапа выдержки формованной смеси, этапа резки выдержанной смеси на изделия, этапа автоклавной обработки нарезанных изделий, отличающийся тем, что нарезку изделий осуществляют из частично затвердевшего массива-сырца на стадии затвердевания до этапа автоклавной обработки изделия. Технический результат также достигается тем, что предусмотрено изделие из ячеистого бетона автоклавного твердения, изготовленное из упомянутой сырьевой смеси упомянутым способом.
Осуществление изобретения
3
3
Известно, что основными показателями, определяющими строительно-технические свойства бетона автоклавного твердения, являются прочность на сжатие и прочность на растяжение при изгибе. Так как соотношение данных показателей у ячеистых бетонов значительно меньше, чем у бетонов (2,5-3% против 7-18%), применение газобетона ограничено или требует дополнительных трудозатрат для усиления конструкционной прочности объектов, возводимых с использованием изделий из ячеистого бетона, таких как промежуточное послойное армирование кладки. Прочность конструкционного автоклавного бетона прямо зависит от состояния макро- (ячеистой) и микро- (структура межпорового пространства) структуры материала, определяемой совокупностью технологических параметров сырьевой смеси и заводского технологического цикла. Минимально возможная толщина межпоровых перегородок при порах 1-2 мм и плотности 600 кг/м составляет 0,17-0,32 мм, а при плотности 400 кг/м - 0,1-0,2 мм, таким образом, максимальный диаметр волокон должен быть в 3-5 раз меньше минимальной толщины перегородки и составлять не более 20 мкм.
Установлено, что введение в газобетон автоклавного твердения неметаллических волокон прочностью значительно превышающим аналогичный показатель материала межпоровых перегородок (Таблица 1) позволяет увеличить конечные прочностные показатели изделий, не ухудшая теплотехнические характеристики.
Изобретение осуществляется следующим образом. Для приготовления сырьевой смеси для изготовления изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения (фиброгазобетон автоклавного твердения), используют следующие компоненты: смесь цементов ЦЕМI 42,5 и ЦЕМI 32,5 по ГОСТу 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия»; кварцевый песок по ГОСТу 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия»; известь по ГОСТу 9179-90 «Известь строительная. Технические условия»; двуводный гипс по ГОСТу 4013-82 «Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия»; смесь пудр алюминиевых ПАП-1 и ПАП-2 по ГОСТу 5494-95 «Пудра алюминиевая. Технические условия»; вода затворения по ГОСТу 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия». В качестве неметаллических волокнистых компонентов используют: рубленное базальтовое волокно, произведенное по ТУ 5952-002-13307094-2008 ООО «Каменный век» и/или стекловолокно.
Сырьевую смесь изготавливают по технологической документации, утвержденной предприятием-изготовителем и соответствующей ГОСТу 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия». Производственный процесс приготовления сырьевой смеси для изготовления изделий из бетона состоит из следующих этапов:
1. Приготовление песчано-гипсового шлама путем измельчения в шаровой мельнице мокрого помола дозированных загрузок песка и гипса;
2. Приготовление обратного шлама из боковых «обрезков» и «горбушек» с ячеистобетонного массива-сырца с линии резки путем подачи в мешалку для перемешивания с водой до получения однородной массы и последующего усреднения в расходной емкости до заданной плотности;
3. Приготовление сухой смеси неметаллического волокнистого компонента (например, фибры базальтовой, стекловолокна рубленного) с цементом;
4. Приготовление алюминиевой суспензии путем перемешивания дозированных количеств воды и алюминиевой пудры.
5. После приготовления компоненты бетонной смеси подают в смеситель при соблюдении следующей последовательности: вода затворения при температуре 42-45°С, прямой и обратный шлам, смесь неметаллического волокнистого компонента, цемент, известь и алюминиевая суспензия. Загрузка исходными компонентами бетонной смеси осуществляется при работающем смесителе.
Производственный процесс изготовления изделия из описанной выше смеси состоит из следующих этапов:
3
1. Формование массивов в заполненных сырьевой ячеистобетонной смесью формах объемом 5,45 м;
2. Выдержка изделий в камере созревания до набора пластической прочности необходимой для резки;
3. Резка массива на изделия;
Резка массива в сырце ножами и металлическими струнами позволяет с высокой точностью и стабильностью сформировать геометрические размеры изделий. Помимо этого, производитель обладает возможностью быстро и с минимальными затратами менять размеры изделий еще до набора эксплуатационной прочности.
4. Термовлажностная (автоклавная) обработка блоков в автоклаве.
С целью определения наиболее эффективного состава фиброгазобетона изготавливались образцы с различным видами и содержанием неметаллического волокнистого компонента (0,4% и 0,6%). Из изделий подготавливались образцы-призмы геометрическими размерами 70*70*280 мм и производились испытания прочности на растяжение при изгибе по ГОСТу 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам». Сравнительные данные испытаний приведены в таблице 2.
Длина волокон определялась опытным путем. Особенностью промышленного производства газобетона автоклавного твердения является резательный процесс массива-сырца на изделия. Применение волокон длиной более 10 мм приводили к налипанию волокон на резательные струны и ножи и, как следствие, к отсутствию ровных граней изготавливаемого изделия. С этой точки зрения наилучший результат был достигнут с использованием базальтовой фибры с длиной волокон 6,4 мм.
В таблицах 3 и 4 приведены варианты состава сырьевой смеси для ячеистого газофибробетона автоклавного твердения, из которых были изготовлены испытуемые образцы изделий.