СТРОИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ ИЗ ПОРИЗОВАННОГО ГИПСОБЕТОНА

Полезная модель относится к гипсовым строительным изделиям, обладающим теплоизоляционными свойствами, которые могут найти применение в строительстве малоэтажных зданий, а именно при изготовлении межквартирных и межкомнатных перегородок.
Известно листовое строительное изделие на основе сульфата кальция по патенту РФ на полезную модель №43496. Это изделие выполнено из материала, который является продуктом твердения сырьевой смеси, содержащей вяжущее на основе сульфата кальция, ускоритель схватывания (смесь отработанных электролитов кислотных и щелочных аккумуляторов), пластификатор (сульфанол) и пористый заполнитель (молотый золошлак ТЭС). Это изделие используется для облицовки стен, потолков жилых помещений и обладает повышенной механической прочностью, но низкими тепло- и звукоизоляционными свойствами.
Известна полезная модель «Пористое строительное изделие» (патент РФ на полезную модель №59658). Материалом пористого строительного изделия является продукт твердения модифицированного техногенного ангидрита (серного ангидрита), ускорителя схватывания и пластификатора. В состав строительного изделия входит также измельченный или гранулированный пенополистирол. За счет введения пенополистирола тепло- и звукоизоляционные свойства изделия повышаются. Однако, однородность такого материала снижается, что приводит к снижению прочности и неоднородности теплосопротивления.
Известны гипсовые пористые строительные изделия, изготовленные из материала на основе гипсового вяжущего (жур. «Строительные материалы», №4, 2006 г; с.84-85, «Влияние гипсового вяжущего на прочность порогипсобетона в системе волластонит - ортофосфорная кислота - гипс»).
Пористость строительного изделия образована за счет протекания химической реакции с введением дополнительных компонентов (ортофосфорная кислота, волластонит), в процессе твердения смеси. В качестве пластификатора материал строительного изделия содержит технический крахмал. Это известное строительное изделие наиболее близко к заявляемому и принято за прототип. Гипсовое пористое строительное изделие по прототипу, обладает высокими прочностными и теплоизоляционными свойствами. Компоненты, входящие в состав материала строительного изделия по прототипу находятся в следующем соотношении:
- строительный гипс - 29,2...36,2%;
- волластонит - 40...50,9 мас.%;
- ортофосфорная кислота - 3,3...10,3%;
- технический крахмал - 3,2...3,3%;
- вода - 10,3...13,3%.
Недостатком строительного изделия, выполненного из этого материала, является наличие «горбушек» (неровностей), появление которых обусловлено увеличением объема формовочной поромассы в 2-3 раза. В процессе изготовления изделий образующиеся «горбушки» срезают, что ведет к перерасходу материала и дополнительным трудовым затратам. Так же недостатком строительных изделий по прототипу является использование дорогостоящих (волластонит) и вредных для здоровья человека (ортофосфорная кислота) компонентов для их изготовления, их транспортировка и особые условия хранения.
Поставлена задача: снизить стоимость строительного изделия без снижения показателей средней плотности и при этом повысить прочностные характеристики строительного изделия.
Технический результат позволяющий решить поставленную задачу заключается в обеспечении достаточной прочности изделия за счет гидратации гипсового вяжущего и фторангидрита, и обеспечении
теплоизоляционных свойств за счет пористости изделия, полученной путем выделения углекислого газа при взаимодействии отхода в виде «кислого» фторангидрита и карбонатной муки.
В соответствии с прототипом, строительное изделие выполнено из поризованного гипсобетона, являющегося продуктом твердения сырьевой смеси, в состав которой входят строительный гипс, газообразователи, технический крахмал и вода, при этом поры в строительном изделии образованы посредством выделения углекислого газа при химическом взаимодействии компонентов смеси в процессе твердения гипсобетона. Но в отличие от прототипа в качестве газообразователей смесь содержит фторангидрит и карбонатную муку, при этом компоненты находятся в следующем процентном соотношении:
- строительный гипс - 29,4...29,6%;.
- фторангидрит - 14,7...18,5%;
- карбонатная мука - 11,5...24,5%;
- технический крахмал - 2...2,9%;
- вода - 29,4...34,4%.
Соотношение количества компонентов при изготовлении заявляемого строительного изделия получено в результате экспериментов. Именно в таком соотношении достигаются высокие прочностные и теплоизоляционные показатели строительного изделия.
Основными результатами являлись: предел прочности при сжатии и средняя плотность изделий.
Прочность изделий: 1,6-4,6 МПа;
3
Средняя плотность изделий: 550-1100 кг/м.
Таблица 1.Основные физико-механические характеристики пористого строительного изделия
№ состава
Содержание компонентов, %
Физико-механические характеристики
Строительный гипс
Фтор-ангидрит
Карбонатная мука
Технический крахмал
Вода
R<sub>сж</sub>, МПа
ρ<sub>m</sub>, кг/м<sup>3</sup>
1.
29,4
14,7
19,9
2,0
34
4,6
1100
2.
29,2
16,0
22,3
2,5
30
2,5
760
3.
29,6
18,5
24,5
2,9
24,5
1,6
550
Таблица 2.Основные физико-механические характеристики пористого строительного изделия по прототипу
№ состава
Содержание компонентов, %
Физико-механические характеристики
Строительный гипс
Волластонит
Ортофосфорная кислота
Технический крахмал
Вода
R<sub>сж</sub>, МПа
ρ<sub>m</sub>, кг/м<sup>3</sup>
1.
29,2
50,9
3,3
3,3
13,3
0,15
550
2.
36,2
40
10,3
3,2
10,3
0,38
760
Как видно из приведенных данных в таблицах 1 и 2 прочность заявляемого строительного изделия выше, чем у прототипа, при одинаковых показателях средней плотности.
Строительное изделие изготавливают следующим образом: предварительно дозируют основные исходные компоненты (фторангидрит, технический крахмал, карбонатная мука). В качестве дозаторов могут использоваться типовые дозаторы бункерного типа для гипсовых вяжущих. 1-ая стадия смешивания происходит в типовом смесителе исходных компонентов с водой в течение 1-2 мин. 2-ая стадия смешивания происходит в том же смесителе и включает сухую минерализацию строительным гипсом. Готовая смесь заливается бетоноукладчиком в разъемные формы согласно требуемой конструкции изделия. Твердение осуществляется в камерах при температуре 40-60°С в течение 24 часов.
Из полученного материала изготавливают стеновые блоки и панели.
При взаимодействии фторангидрита и карбонатной муки в процессе протекания химической реакции выделяется углекислый газ, который образует поры в строительном изделии. Так как фторангидрит является отходом производства плавиковой кислоты, а карбонатная мука получена в результате помола природного известняка, то это объясняет существенное снижение стоимости конечного изделия.
Результаты испытаний свидетельствуют, что предложенные строительные изделия могут быть использованы при возведении стен в строительстве жилых зданий для межкомнатных и межквартирных перегородок и обладают высокими прочностными и теплоизоляционными свойствами.