СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДЕКОРАТИВНОГО БЕТОНА
METHOD FOR MANUFACTURING ARTICLES FROM DECORATIVE CONCRETE

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из высокопрочного декоративного бетона, обладающих свойствами свечения в темное время суток в течение всего периода эксплуатации.
Известен способ внедрения фотолюминесцентных пигментов в изделия из декоративного бетона [Патент RU на изобретение №2668596, опубл.: 02.10.2018, бюл. №28], включающий предварительное приготовление порошка фотолюминесцентного пигмента, укладку бетонной смеси в форму, вибрацию формы с последующей упаковкой сформировавшегося изделия в водонепроницаемый материал с выдержкой не менее 24 часов до полного затвердевания изделия, после чего изделие извлекается из формы и его поверхность покрывается пропиткой на основе акрила.
Недостаток известного способа внедрения фотолюминесцентных пигментов в изделия из декоративного бетона заключается в низких физико-механических характеристиках декоративного бетона, вызванных высокой концентрацией фотолюминесцентного пигмента на поверхности изделия.
Наиболее близкий к заявленному техническому решению, принятому за прототип, является способ изготовления изделий из декоративного бетона с фотолюминесцентным пигментом [Патент RU на изобретение №2715494, опубл.: 28.02.2020, бюл. №7], включающий введение предварительно приготовленного порошка фотолюминесцентного пигмента в бетонную смесь на стадии сухого перемешивания в диапазоне до 10% от массы цемента, введение воды затворения, содержащую поликарбоксилатную добавку, с получением водоцементного отношения, не превышающего 0,45, укладки бетонной смеси в форму, вибрация формы с последующей упаковкой отформованного изделия в водонепроницаемый материал с выдержкой не менее 24 часов в форме до полного затвердевания изделия, извлечение изделия из формы с последующим выдерживанием изделия в течение 96 часов при нормальных условиях твердения и покрытие поверхности пропиткой на основе акрила.
Недостатками данного способа являются относительно невысокие физико-механические характеристики изделий. Кроме того, этот наиболее близкий к заявляемому изобретению способ изготовления изделий из декоративного бетона недостаточно эффективен, так как не обеспечивает получение изделий из декоративного высокопрочного бетона с эффектом свечения и ограничивается возможностью получения изделий с классом по прочности на сжатие не превышающим ВЗО, что существенно сужает область применения изделий из декоративного бетона.
С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: совместное перемешивание предварительно приготовленного порошка фотолюминесцентного пигмента и вяжущего, введение мраморной крошки различных фракций, введение воды затворения, содержащую поликарбоксилатную добавку, с получением водотвердого отношения, не превышающего 0,45, укладку бетонной смеси в форму с последующей упаковкой отформованного изделия в водонепроницаемый материал и последующей выдержкой не менее 24 часов в форме до полного затвердевания изделия, извлечение изделия из формы с последующим выдерживанием изделия в течение 96 часов при нормальных условиях твердения, шлифовкой лицевой поверхности и покрытия пропиткой на основе акрила.
Изобретение направлено на изготовление изделий с высокими физико-механическими характеристиками и пониженным расходом цемента, имеющих при этом высокую архитектурно-декоративную выразительность в дневное время суток и стойкое свечение изделий в темное время суток.
Это достигается тем, что способ изготовления изделий из декоративного бетона, включающий совместное перемешивание предварительно приготовленного порошка фотолюминесцентного пигмента, в качестве фотолюминесцентного пигмента используют фотолюминесцентный пигмент водостойкий ЛДП-2 мА (40), который вводят в бетонную смесь на стадии сухого перемешивания в диапазоне 5-10% от массы цемента, и вяжущего, где в качестве цемента используется белый портландцемент, вяжущее бетонной смеси представлено двухкомпонентной системой белый портландцемент-мраморная мука при соотношении компонентов: белый портландцемент - 80-70%, мраморная мука - 20-30%, введение мраморной крошки различных фракций, введение воды затворения, содержащую поликарбоксилатную добавку, с получением водотвердого отношения, не превышающего 0,45, укладку бетонной смеси в форму с последующей упаковкой отформованного изделия в водонепроницаемый материал и последующей выдержкой не менее 24 часов в форме до полного затвердевания изделия, извлечение изделия из формы с последующим выдерживанием изделия в течение 96 часов при нормальных условиях твердения, шлифовкой лицевой поверхности и покрытия пропиткой на основе акрила.
Проведенный анализ известных способов изготовления изделий из декоративных бетонов с мраморной мукой и фотолюминесцентным пигментом, при котором вяжущее бетонной смеси представлено двухкомпонентной системой «белый портландцемент-мраморная мука» при соотношении компонентов: белый портландцемент - 80-70%, мраморная мука - 20-30%, позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого способа критерию «новизна».
Сравнение заявляемых решений не только с прототипами, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники не подтвердило наличие в последних признаков, совпадающих с их отличительными признаками, или признаков, влияющих на достижение указанного технического результата. Это позволило сделать вывод о соответствии изобретения критериям «изобретательский уровень».
2
Для обеспечения повышенных физико-механических характеристик и архитектурной выразительности изделий из декоративного бетона при дневном освещении используется бетонная смесь на основе белого портландцемента (СЕМ I 52,5 N) и мраморной муки с удельной поверхностью 4500 см/г в качестве вяжущего и мраморных заполнителей, позволяющих получать изделия, по своей структуре имитирующие натуральный мрамор (таблица 1).
Для оценки влияния качественного содержания мраморной муки в составе декоративного бетона на основные физико-механические характеристики изделий были изготовлены образцы бетона по составу, представленному в таблице 1.
Для изготовления изделий из декоративного бетона в течение 60 секунд перемешали до гомогенного состояния белый портландцемент, мраморную муку в соотношении компонентов: белый портландцемент - 80-70%, мраморная мука - 20-30% и фотолюминесцентный пигмент водостойкий ЛДП-2 мА (40) в количестве до 10% от массы цемента в планетарном смесителе, обеспечивающем необходимое качество распределения сырьевых материалов. После предварительного перемешивания в сухую смесь ввели мраморную крошку различных фракций, после чего сухую смесь перемешали еще в течение 120 секунд. Ввели воду затворения, содержащую поликарбоксилатную добавку в количестве 0,3-0,5% от массы портландцемента, обеспечивающую водотвердое отношение 0,4-0,45 и требуемую подвижность бетонной смеси с возможностью уложить ее в форму необходимой конфигурации. После этого бетонную смесь уложили в форму и провибрировали на вибростоле. Далее выдержали изделие в течение 24 часов в форме, закрытой водонепроницаемым материалом, а затем еще в течение 96 часов при нормальных условиях твердения.
После этого лицевую поверхность изделия отшлифовали, с целью повышения эффекта свечения и декоративных характеристик, и покрыли пропиткой на основе акрила, с целью дополнительной защиты поверхности.
Пример
3
Для изготовления изделий из декоративного бетонов в течение 60 секунд перемешали до гомогенного состояния сухие сырьевые материалы в количестве на 1 м: белый портландцемент СЕМ I 52,5 N (ПЦБ 1-500 ДО) 455 кг, мраморная мука 195 кг и фотолюминесцентный пигмент водостойкий ЛДП-2 мА (40) 30 кг (6,6% от массы портландцемента в планетарном смесителе, обеспечивающем необходимое качество распределения сырьевых материалов. После предварительного перемешивания в сухую смесь ввели мраморную крошку фр.0,2-0,5 700 кг, мраморную крошку фр.0,5-1,0 410 кг и мраморную крошку фр. 1,5-2,0 410 кг, после чего сухую смесь перемешали еще в течение 120 секунд. Ввели воду затворения, содержащую 1,82 кг (0,4%) поликарбоксилатной добавки, обеспечивающую водотвердое отношение 0,42 и требуемую подвижность бетонной смеси с возможностью уложить ее в форму необходимой конфигурации. После этого бетонную смесь уложили в форму вазона и провибрировали на вибростоле. Далее выдержали изделие в течение 24 часов в форме, закрытой водонепроницаемым материалом, а затем еще в течение 96 часов при нормальных условиях твердения для того, чтобы обеспечить бетонному вазону остаточную влажность, не превышающую 6%, и требуемую прочность на сжатие, соответствующую классу В50.
После этого лицевую поверхность изделия отшлифовали, с целью повышения эффекта свечения и декоративных характеристик, и покрыли пропиткой на основе акрила, с целью дополнительной защиты поверхности.
Результаты испытаний контрольных составов и составов декоративного бетона с различным соотношением компонентов «белый портландцемент-мраморная мука» представлены в таблице 2. Соотношение всех сырьевых компонентов бетонной смеси в соответствии представленным в таблице 1.
Согласно данным, представленным в таблице 2, составы с вяжущим, представленным в виде двухкомпонентной системы «белый портландцемент-мраморная мука» при соотношении компонентов: белый портландцемент - 80-70%, мраморная мука - 20-30% являются оптимальными, позволяющими получать изделия с высокими физико-механическими характеристиками и пониженным расходом цемента.
При соотношении компонентов: белый портландцемент - 80-70%, мраморная мука - 20-30% (пример 1 и 2) наблюдается рост плотности и прочности на сжатие относительно показателей контрольного состава (прототипа). Это обусловлено высокими реотехнологическими показателями цементно-минеральных суспензий, модифицированных высокоэффективными поликарбоксилатными добавками, за счет активной адсорбции олигломерных и полимерных ионов суперпластификаторов на поверхности дисперсных частиц мраморной муки. Таким образом, снижается водопотребность бетонной смеси и, как следствие, водотвердое соотношение.
При дальнейшем увеличении минеральной части двухкомпонентной системы «белый портландцемент-мраморная мука» прочность на сжатие бетона снижается. Это вызвано тем, что недостаток цемента в бетонной смеси приводит к появлению контактов между частицами наполнителя и зернами заполнителя без цементной прослойки.
За счет того, что вяжущее бетонной смеси представлено двухкомпонентной системой «белый портландцемент-мраморная мука» при соотношении компонентов: белый портландцемент - 80-70%, мраморная мука - 20-30%, получают изделие с высокими физико-механическими характеристиками и пониженным расходом цемента, обеспечивая при этом высокую архитектурно-декоративную выразительность в дневное время суток и стойкое свечение изделий в темное время суток.
Таким образом, в предложенном способе изготовления изделий из декоративного бетона достигается требуемый технический результат, заключающийся в изготовлении изделий с высокими физико-механическими характеристиками и пониженным расходом цемента, имеющих при этом высокую архитектурно-декоративную выразительность в дневное время суток и стойкое свечение изделий в темное время суток.