СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРМИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АВТОКЛАВНОГО ГАЗОБЕТОНА И ИЗДЕЛИЕ
METHOD FOR PRODUCTION OF REINFORCED ARTICLES FROM AUTOCLAVE FOAM CONCRETE AND ARTICLE

Изобретение относится к строительству и предназначено для применения в жилых и производственных конструкциях.
Известна «Ультравысокопрочная бетонная плита с FRP-решетками и способ изготовления сверхвысокопрочной бетонной плиты» CN 104878875 [2], содержащая сверхвысокопрочный бетон, причем бетонный слой находится на расстоянии 10-20 мм от нижней торцевой поверхности крышки. Изделие выдерживают при температуре 40°С в течение 24 часов, а затем удаляют форму; При 85°C условия продолжают поддерживать 48 часов, чтобы получить сверхпрочную бетонную оболочку из FRP стержней.
Недостатком устройства является низкая температура твердения бетона, обусловленная низкой термостойкостью арматуры, что приводит к снижению прочности изделия.
Наиболее близким техническим решением является «СТУПЕНЬ АРМИРОВАННАЯ» RU ПМ 166165 [1], тело которой выполнено из газобетона автоклавного твердения, внутри тела расположен минимум один линейный армирующий элемент, зафиксированный посредством раствора на основе цементного вяжущего.
Недостатком является низкая прочность изделия, обусловленная непрочным контактом между арматурой и окружающим ее раствором или клеем. Недостатком также является высокий вес, обусловленный применением достаточно тяжелого клея на цементной основе. Недостатком также является низкая технологичность изделия, обусловленная наличием операций установки и заделки арматуры.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение прочности, снижение веса, повышение технологичности.
Технический результат достигается тем, что способ изготовления армированных изделий из автоклавного газобетона включающий изготовление тела из газобетона автоклавного твердения, внутри тела располагают (до отверждения бетона) минимум один (например, линейный) армирующий элемент, характеризуется тем, что армирующий элемент выполнен из стекловолокна и связующего – отвержденной эпоксидной смолы.
В составе тела формируют наличие минерала тоберморита, что дополнительно повышает прочность изделия.
Автоклавное твердение может использоваться при температуре 200±20°С и давлении 12±2 Атм, что позволит производить качественный бетон без существенного снижения прочности арматуры. Время твердения при этом может составлять 10 часов.
В составе для производства тела газобетона может использоваться гель кремниевой кислоты, что позволит получить тоберморит и упрочнить изделие из газобетона.
Изделие из автоклавного газобетона, включающий тело из газобетона автоклавного твердения, внутри тела расположен (зафиксирован во время отверждения газобетона) минимум один армирующий элемент, характеризуется тем, что армирующий элемент выполнен из стекловолокна и связующего – отвержденной эпоксидной смолы.
Способ осуществляют следующим образом.
Композитная арматура, состоящая из стекловолокна, соединённого определённым видом связующего, находится внутри сырого газобетонного изделия (перемычки, балки). Сырой газобетонный блок загружается в автоклав и внутрь автоклава подаётся перегретый водяной пар под давлением (200±20°С и давлении 12±2 Атм.). Повышенное давление пара в автоклаве приводит к небольшому сжатию затвердевших структур газобетонного изделия, что приводит к появлению растягивающих напряжений (по типу усадочных) в объёме газобетона. Одновременно с этим процессом происходит нагрев изделия, что приводит к температурному расширению твердых структур цементного камня и появлению сжимающих напряжений. Таким образом, происходит взаимная компенсация механических воздействий на газобетон, вызванных повышенным давлением и повышенной температурой. Это условие является благоприятным фактором, не допускающим разрушения ещё не набравших нужной прочности цементных структур, с одной стороны, и для образования в этих условиях высокопрочных микрокристаллических структур минерала тоберморита.
Тоберморит образуется при перекристаллизации гидроксида и гидросиликатов кальция при взаимодействии с гелем кремниевой кислоты. Он имеет более низкую среднюю плотность (2,42 г/см3), чем гидросиликаты кальция (2,64 г/см3), но более высокую прочность. А поскольку плотность тоберморита меньше, то он старается занять больший объем. Этим достигается уплотнение структуры и более равномерное распределение пористости в зоне контакта с арматурой, что напрямую влияет на качество сцепления газобетона с арматурой.
Прогрев газобетонных изделий при автоклавной обработке сопровождается нагревом композитной арматуры. В зависимости от свойств связующего, поверхность арматуры, в результате прогрева, становится более или менее пластичной и во время образования тоберморита происходит проникновение связующего вещества арматуры в открытые поры газобетона и наблюдается встречный процесс, когда образующийся минерал заполняет более пластичные зоны на поверхности арматуры.
Такой механизм реагирования композитной арматуры на автоклавный нагрев приводит к формированию развитой поверхности контакта между газобетоном и арматурой. А образование большей площади взаимодействия обеспечивает увеличение сил сцепления между ними.
При охлаждении газобетона и сбросе давления в автоклаве, после процесса отверждения газобетона, сформированная развитая поверхность контакта сохраняется. И именно её наличие обеспечивает качественную работу арматуры на растяжение при изгибающих нагрузках на перемычку.
При выбранных параметрах автоклавной термообработки не происходит существенной деградации эпоксидного связующего арматуры.
Технический результат – повышение прочности изделия достигается повышением прочности контакта между телом изделия и поверхностью арматуры. Технический результат – снижение веса достигается исключением клея на основе цементного связующего, обладающего повышенным весом по сравнению с газобетоном. Технический результат – повышение технологичности достигается исключением операций установки арматуры и ее заделки.
Промышленная применимость. Заявляемое конструкторско-техническое решение может с успехом применяться для изготовления изделий из армированного газобетона.