СТРОИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ ИЗ ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ

Предлагаемые технические решения относятся к области строительства, а именно - к строительным конструкциям из полистиролбетона в виде блоков, плит ограждения, монолитных или сборно-монолитных покрытий, например, при сооружении крыш и утепленных полов зданий и сооружений.
Известно строительное изделие, выполненное в виде двухслойной плитки, например декоративной или теплоизоляционной, в лицевом песчано-цементном слое которой содержится краситель, а в конструкционном песчано-цементном слое - предварительно вспененные гранулы полистирола (RU №2171178 С1, 2001 г.)
Наиболее близким из известных является строительное изделие в виде плиты или блока, содержащее образованное минеральной составляющей на основе цементного вяжущего и заполнителя тело с распределенными в нем вспученными гранулами пенополистирола по форме, близкими к сферической, при этом для обеспечения процесса вспучивания гранул полистиролбетона используется устройство для его термообработки (RU №2230717 С1, 2004 г.)
Известные изделия, обладая достаточно хорошими теплоизоляционными свойствами, имеют достаточно высокую хрупкость и не обеспечивают необходимой прочности на изгиб, что снижает
эффективность их использования в конструкциях, в том числе и в облицовочных изделиях, при работе которых возможно приложение изгибающего момента, а известное устройство для термообработки не применимо для изготовления монолитных слоев.
Задачей настоящего технического решения является снижение материалоемкости изделий из полистиролбетона при обеспечении заданной их теплопроводности, устранение возможности хрупкого разрушения, а также предотвращение лавинообразного разрушения изделия при воздействии на него знакопеременными нагрузками.
Достигается это тем, что строительное изделие из полистиролбетона содержит образованное минеральной составляющей на основе цементного вяжущего и заполнителя тело с распределенными в нем вспученными гранулами пенополистирола, имеющими форму поверхности с лучевыми криволинейными выступами, образованными в результате, по крайней мере, двухстадийного вспучивания гранул полистирола, с обеспечением второй стадии при наборе 50-125% распалубочной прочности строительного изделия. При этом, строительное изделие может быть выполнено в виде плитки, например облицовочной или теплоизоляционной, или стенового блока, или панели, например облицовочной или теплоизоляционной, или слоя монолитного покрытия, например пола или крыши. Кроме того, при выполнении изделия в виде облицовочной плитки или панели или стенового блока, поверхность фасадной стороны выполнена рельефной и, предпочтительно декорирована.
В другом варианте, строительное изделие из полистиролбетона содержит образованное минеральной составляющей на основе цементного вяжущего и заполнителя тело с распределенными в нем вспученными гранулами пенополистирола, имеющими форму поверхности с лучевыми криволинейными выступами, по крайней мере часть из которых взаимосвязана с лучевыми криволинейными выступами смежных с ними вспученных гранул пенополистирола. При этом, строительное изделие может
быть выполнено в виде плитки, например облицовочной или теплоизоляционной, или стенового блока, или панели, например облицовочной или теплоизоляционной, или слоя монолитного покрытия, например пола или крыши. А, по крайней мере, на фасадной стороне его поверхности выполнена монолитная, предпочтительно глянцевая, облицовка из полистиролбетона, предпочтительно декорированная красителями.
В третьем варианте строительное изделие из полистиролбетона содержит образованное минеральной составляющей на основе цементного вяжущего и заполнителя тело с распределенными в нем вспученными в две стадии, гранулами пенополистирола, имеющими форму поверхности с лучевыми криволинейными выступами, взаимосвязанными с лучевыми криволинейными выступами смежных с ними вспученных гранул пенополистирола с образованием упругой полимерной структуры. При этом, строительное изделие выполнено в виде плитки, например облицовочной или теплоизоляционной, или стенового блока, или панели, например облицовочной или теплоизоляционной, или слоя монолитного покрытия, например пола или крыши.
По четвертому варианту, строительное изделие из полистиролбетона содержит образованное минеральной составляющей на основе цементного вяжущего и заполнителя тело с распределенными в нем вспученными в две стадии гранулами пенополистирола, первая из которых произведена в процессе термообработки изделия, а вторая - после охлаждения изделия. При этом, строительное изделие из полистиролбетона выполнено в виде плитки, например облицовочной или теплоизоляционной, или стенового блока, или панели, например облицовочной или теплоизоляционной, или слоя монолитного покрытия, например пола или крыши.
Для реализации строительного изделия в виде монолитного покрытия предназначено устройство для термообработки слоя монолитного покрытия из полистиролбетона с получением упомянутого строительного изделия, выполненное в виде размещаемого на поверхности упомянутого слоя или
над поверхностью упомянутого слоя покрытия с нагревателями, предпочтительно электрическими, или несущего нагреватели каркаса с кожухом. Устройство для термообработки слоя монолитного покрытия снабжено датчиками температуры и регуляторами температуры нагревателей для обеспечения равномерного нагрева слоя монолитного покрытия из полистиролбетона.
На фиг.1 представлено в разрезе строительное изделие в виде блока со вспученными гранулами полистирола, имеющими лучевые криволинейные выступы.
На фиг.2 представлено строительное изделие в виде плитки с защитным слоем и вспученными гранулами полистирола, имеющими взаимосоединенные лучевые криволинейные выступы.
На фиг.3 представлено устройство для термообработки, обеспечивающее равномерный контролируемый нагрев монолитного слоя полистиролбетонной смеси и изделия из полистиролбетона.
Наличие лучевых выступов криволинейной формы косвенно характеризует двухстадийное вспучивание гранул полистирола, вторая стадия которого осуществляется с интервалом времени от первого вспучивания. При этом в бетонной смеси, образующей тело изделия происходит процесс схватывания с образованием структурных связей минеральных составляющих. В процессе набора прочности таких связей (начиная от 50% распалубочной прочности изделия) можно осуществить процесс деформации частично вспученных сферических гранул полистирола. При этом образуются, без существенного нарушения сформированной структуры, лучевые криволинейные выступы гранул полистирола. Распалубочная прочность регламентирована набором 75% прочности изделия. Однако, процесс формирования лучевых криволинейных выступов гранул вспененного полистирола может быть произведен повторным
нагревом отформованного изделия, т.е. при наборе 125% распалубочной прочности.
Строительное изделие из полистиролбетона содержит образованное минеральной составляющей на основе цементного вяжущего и заполнителя тело 1 с распределенными в нем вспученными гранулами 2 пенополистирола. Гранулы 2 имеют форму поверхности с лучевыми криволинейными выступами 3. Такая форма поверхности получена в результате, по крайней мере, двухстадийного вспучивания гранул полистирола, с обеспечением второй стадии при наборе 50-125% распалубочной прочности строительного изделия. Кроме того, на фасадной стороне поверхности изделия образуется защитный слой-облицовка 4 с образованием рельефа, например фактуры под «рваный камень». Это позволяет использовать такую облицовку в местах возможного динамического воздействия, например, в цоколях зданий, решая при этом и проблемы его теплоизоляции. При этом, изготавливают изделия и конструкции, обладающие значительной морозостойкостью, прочностью на сжатие и на изгиб.
Изделие по всем описанным выше вариантам характеризуется образованием стойких связей между лучами вспученных гранул, возникающих в результате их взаимного соединения, что исключает хрупкое разрушение изделий, а также возможные сколы при транспортировке и монтаже.
Нагрев полистиробетонной смеси при изготовлении монолитных изделий - полов и покрытий крыш, осуществляется устройством, имеющим в одном из вариантов гибкую несущую основу - покрытие 5 с равномерно размещенными в нем нагревателями 6, контролируемыми датчиками 7. Покрытие 5 выполнено из материала, имеющего низкую адгезию к бетонной смеси. Нагреватели электроизолированы от бетонной смеси. Как вариант, возможно размещение покрытия на каркасе с зазором над уложенным слоем полистиролбетонной смеси. Возможно использование нагревателей другого
типа, например, газовых с организацией движения теплоносителя над слоем смеси и контролем за его температурой.
По достижении заданной температуры (неполного вспучивания гранул полистиролбетона) нагрев прекращают, соблюдая условия твердения смеси. По мере достижения заданной величины прочности изделия, процесс вспучивания гранул до образования связей между ними продолжают. Следует избегать перегрева гранул, что может привести к разложению полистирола с утратой образовавшихся связей, являющихся основой для «упругого каркаса» изделия.
Изделия прошли испытания и подтвердили указанный технический результат.
Нижняя граница диапазона второй стадии вспучивания гранул полистирола, определяемая, как 50% распалубочной прочности изделия (т.е. прочности, при которой возможно извлечь отформованное изделие из формы без нарушения его целостности) принята из условия неразрушения (или минимально возможного нарушения) структуры уплотненной бетонной смеси. В случае более раннего начала второй стадии вспучивания происходит структурное изменение, которое в процессе вспучивания гранул фиксируется и остается в готовом изделии, что приводит к резкому снижению прочности изделия из-за нарушения связей в бетоне.
Верхняя граница диапазона второй стадии вспучивания гранул полистирола, определяемая, как 125% распалубочной прочности строительного изделия характеризует предел (по прочностным показателям) возможности деформирования материалом вспучивающихся гранул структуры изделия, образованной схватившимся заполнителем бетона. Превышение значения этой границы не позволит образовать взаимосвязи между вспученными гранулами полистирола, выполненные путем продавливания материала гранул в процессе их вспучивания между структурным каркасом изделия до образования связывающих соседние гранулы лучевых криволинейных выступов.