БЛОК

Предлагаемое техническое решение относится к изделиям из теплоизоляционно-конструкционных материалов на основе цементного вяжущего, вспененного полистрольного заполнителя и минеральных волокон, используемым в качестве штучных кладочных элементов при сооружении из них стен, перегородок или колонн зданий и сооружений.
Известно прямоугольное монолитное изделие из полистиролбетона, выполненная в виде плита с пазами и гребнями - выступами по торцам (RU №17329 U1, 27.03.2001).
Из известных наиболее близким является строительный блок, выполненный из полистиролбетона в виде замкнутой оболочки с продольными и поперечными перемычками, которые образуют сквозные каналы; по крайней мере, на одной боковой стороне блока расположены дистанцирующие выступы, а на верхних гранях перемычек выполнен продольный паз (RU №22490, 10.04.2002).
Физико-механические свойства известных изделий определяются, наряду с другими характеристиками, свойствами полистиролбетонной смеси. Такие характеристики, как, например, прочность при сжатии и изгибе для таких изделий ниже, чем могут быть обеспечены при наличии армирующих элементов. Армирующий материал либо не перемешивают с другими компонентами сырьевой смеси, либо не могут распределить равномерно по объему изделия. Равномерность его распределения в получаемом изделии, а, следовательно, и физико-механические и эксплуатационные характеристики определяются равномерностью распределения нитей или прутков в
опалубке-форме и прочностью сцепления полистиролбетонной смеси с этими армирующими элементами.
Задачей настоящего технического решения является создание изделия в виде кладочного элемента - блока, характеризующегося при низкой плотности достаточно высокой прочностью при сжатии и изгибе, хорошими теплоизоляционными свойствами, высокой морозостойкостью, паропроницаемостью и низким водопоглощением.
3
Поставленная задача решается за счет того, что блок выполнен в виде тела из полистиролбетона с образующими перемычки между его лицевой и тыльной продольными частями сквозными пустотами, вертикальные оси которых пересекаются с продольной осью блока или перекрещиваются с ней, при этом, между лицевой и тыльной частями с двух смежных сторон блока выполнены образующие по его длине и высоте уступ, соответственно, продольный и торцевой пазы, в теле блока использован полистиролбетон с заполнителем в виде предварительно вспененных гранул полистирола размером 2,8-3,0 мм, полистиролбетон армирован щелочестойкой фиброй в виде распределенного в теле блока базальтового волокна с длиной волокон 15-20 мм и диаметром 12-15 мкм, при этом плотность тела блока составляет 175-425 кГ/м, прочность при сжатии - 0,35-1,8 МПа, коэффициент теплопроводности 0,065-0,10 Вт/мК, потеря прочности при 50-кратном цикле замерзании до - 50°С - 1,5-1,8%, а глубина продольного паза (от поверхности блока) не превышает толщину расположенной под ним перемычки, ширина перемычек между лицевой и тыльной продольными частями блока менее расстояния между обращенными друг к другу параллельными поверхностями лицевой и тыльной продольных частей в месте образования соответствующей сквозной пустоты. При этом, перемычка, расположенная со стороны, противоположной торцевому пазу, может быть выполнена в виде выступа на величину, не превышающую глубины данного торцевого паза. А со стороны, противоположной продольному пазу, по крайней мере, часть перемычек может быть выполнена
с выступом или в виде выступов на величину, не превышающую глубины данного продольного паза. Кроме того, для использования блока в качестве стенового блока, сумма толщин его лицевой и тыльной частей в поперечном сечении, проходящем перпендикулярно торцевому пазу, не менее ширины указанного паза в том же сечении. Для использования блока для возведения колонны, сумма толщин его лицевой и тыльной частей в поперечном сечении, проходящем перпендикулярно торцевому пазу, не более ширины указанного паза в том же сечении. Для использования блока для возведения перегородки, сумма толщин его лицевой и тыльной частей в поперечном сечении, проходящем через продольный или торцевой паз, не более величины расстояния между смежными перемычками.
3
Прочностные характеристики блока являются параметрами, обеспечивающими его полное соответствие назначению. Такие характеристики обеспечиваются использованием определенного материала блока - армированной полистиролбетонной смеси, включающий портландцемент, полистирольный заполнитель, щелочестойкое минеральное волокно, воздухововолекаюшую добавку - смолу древесную омыленную, пластифицирующую добавку - С-3 и воду, дополнительно содержит гидрофобизирующую добавку - ГКЖ-94, структурообразующую добавку - полиакриламид, и регулятор твердения - Лигнопан Б-2, а в качестве полистирольного заполнителя - предварительно вспененный гранулированный полистирол с размером гранул 2,8-3,0 мм и в качестве щелочестойкого минерального волокна - базальтовое волокно с длиной волокон 15-20 мм и диаметром 12-15 мкм, при следующем соотношении компонентов, кГ/м:
портландцемент
160-170
указанный полистирол
15-17
указанное базальтовое волокно
0,50-0,70
смола древесная омыленная (50%-ный раствор)
0,35-0,50
С-3 (на сухое)
1,50-2,50
ГКЖ-94 (50%-ной концентрации)
0,40-0,50
полиакриламид (10%-ный раствор)
0,40-0,60
Лигнопан Б-2
0,35-0,50
Вода
50-55.
2
Изготовление блока производят из армированной полистролбетонной смеси из компонентов указанного выше состава объемным вибропрессованием при величине уплотнения 8-15 кГ/см. В процессе формования используют пустотообразователи, предпочтительно прямоугольного сечения со скругленными ребрами.
Именно указанный качественный и количественный состав обеспечивает получение армированной полистиролбетонной смеси, характеризующейся равномерным распределением по объему гранул вспененного полистирола и базальтовых волокон, не расслаивающейся в течение времени (не менее часа), достаточного для ее транспортировки на производственной территории или для доставки на стройплощадки.
При содержании компонентов в составе выше или ниже указанных в формуле значений изменяются нежелательным образом такие характеристики смеси как устойчивость к расслаиванию, однородность смеси, форму емкость, а также характеристики изготавливаемых изделий: плотность, прочность, теплопроводность, морозостойкость, водопоглощение.
Именно указанные в формуле сочетания размеров гранул пенополистирола (2,8-3,0 мм) и базальтовых волокон (длина 15-20 мм и диаметр 12-15 мкм) необходимы для равномерного их распределения в смеси и повышения устойчивости смеси к расслаиванию. При длине волокон свыше 20 мм и их диаметре меньше 12 мкм отмечено скручивание волокон или их измельчение, что приводит к ухудшению перемешиваемости смеси, неравномерному распределению волокон, ухудшению физико-механических характеристик получаемых из такой смеси изделий. При увеличении размера гранул пенополистирола повышается склонность смеси к расслаиванию. При уменьшении размеров гранул пенополистирола и длины волокон и
увеличении их диаметра увеличивается плотность смеси и плотность формуемых из нее изделий.
Для изготовления блока используют следующие материалы:
- портландцемент по ГОСТ 10178-85;
- вспененный гранулированный полистирол с размером гранул 2,8-3,0 мм, полученный одно- или многоступенчатым вспениванием суспензионного вспенивающегося полистирола по ОСТ 301-05-202-92Е или марок R, SEPS, ZKF;
- пластификатор С-3 по ТУ 6-36-0204229-625;
- смола древесная омыленная - СДО по ТУ 13-02-81078-02-93
2
5
n
- ГКЖ-94 - гидрофобизирующая жидкость [-CHSi(H)О-], где n=9÷14;
- Лигнопан Б-2 - модифицированные электролитами лигносульфонаты с молекулярной массой 10-50;
- Полиакриламид, например, по ТУ 6-02-00209912-41-94 или ТУ 6-10-1049-92.
На фиг.1 представлен блок для возведения стены;
На фиг.2 представлен блок, выполненный из конструкционно-теплоизоляционного материала, используемый для колонн.
На фиг.3 представлен блок (узкий) из того же материала, используемый, например, в качестве кладочных изделий для перегородок или в качестве утеплителя при укладке его параллельно несущей или ограждающей конструкции здания или сооружения
Блок выполнен из полистиролбетона в виде тела со сквозными пустотами 1, образующими перемычки 2 между его лицевой 3 и тыльной 4 продольными частями блока. Вертикальные оси пустот 1 пересекаются с продольной осью блока или перекрещиваются с ней (находясь в параллельных плоскостях). Между лицевой 3 и тыльной 4 частями с двух смежных сторон блока выполнены образующие по его длине и высоте уступ, соответственно, продольный 5 и торцевой 6 пазы. Для получения блока с
3
требуемыми характеристиками использован полистиролбетон с заполнителем в виде предварительно вспененных гранул полистирола размером 2,8-3,0 мм, полистиролбетон армирован щелочестойкой фиброй в виде распределенного в теле блока базальтового волокна с длиной волокон 15-20 мм и диаметром 12-15 мкм, при этом плотность тела блока составляет 175-425 кГ/м, прочность при сжатии - 0,35-1,8 МПа, коэффициент теплопроводности 0,065-0,10 Вт/мК, потеря прочности при 50-кратном цикле замерзании до - 50°С - 1,5-1,8%. Глубина продольного 5 паза (от поверхности блока) не превышает толщину расположенной под ним перемычки 2, ширина перемычек 2 между лицевой 3 и тыльной 4 продольными частями блока менее расстояния между обращенными друг к другу параллельными поверхностями лицевой 3 и тыльной 4 продольных частей в месте образования соответствующей сквозной пустоты 1. Перемычка 2, расположенная со стороны, противоположной торцевому 6 пазу, выполнена в виде выступа 7 на величину, не превышающую глубины данного торцевого 6 паза. А со стороны, противоположной продольному 5 пазу, по крайней мере, часть перемычек 2 может быть выполнена с выступом 8 или в виде выступов на величину, не превышающую глубины данного продольного 5 паза. Блок может иметь достаточно широкое использование в строительства, например, в виде элементов стены, перегородки, колонны, для чего он выполняется с определенным соотношением толщин и других указанных выше его размеров. Соотношения данных величин размеров указаны исходя из характеристик используемого для блока материала.
Пример 1. В герметичный баросмеситель загружают 16 кГ вспененного гранулированного полистирола с размером гранул 2,8-3,0 мм, 0,6 кГ базальтового волокна с длиной волокна 18 мм и диаметром 13 мкм, 0,35 кГ смолы древесной омыленной, разбавленной частью воды затворения, 2 кГ С-3, 0,5 кГ полиакриламида, разбавленного частью воды затворения до 10%-ной концентрации, 0,4 кГ ГКЖ-94 в виде 50%-ной эмульсии, 0,4 кГ Лигнопана Б-2, перемешивают до однородной массы, затем при перемешивании вводят
2
3
160 кГ портландцемента М-500, продолжают перемешивать в течение 10 сек, после чего добавляют остаток воды затворения (общее ее содержание 55 кГ) и перемешивают 30 сек. Полученную однородную смесь пневмотранспортом подают к дозаторам линии формования для изготовления монолитных блоков с пазом на одной боковой стороне и выступом - на другой. Размещенную в формах смесь подвергают объемному вибропрессованию при наложении колебаний от ИВ-99Е снизу и уплотнении сверху при давлении 10 кГ/см. После формования блоки на поддонах ставят на сушку. Полученные блоки характеризуются плотностью 220 кГ/м, прочностью при сжатии 0,95 МПа, прочностью при изгибе 0,4 МПа, коэффициентом теплопроводности 0,078 Вт/м·К, водопоглощением при полном погружении 1,4% по объему, паропроницаемостью 0,85 мГ/м·ч·Па, морозостойкостью (по ГОСТ 10060.2-95) F70.
2
Пример 2. В герметичный баросмеситель загружают 15 кГ вспененного гранулированного полистирола с размером гранул 2,8-3,0 мм, 0,7 кГ базальтового волокна с длиной волокна 18 мм и диаметром 13 мкм, 0,45 кГ смолы древесной омыленной, разбавленной частью воды затворения, 2,5 кГ С-3, 0,45 кГ полиакриламида, разбавленного частью воды затворения до Юноной концентрации, 0,4 кГ ГКЖ-94 в виде 50%-ной эмульсии, 0,35 кГ Лигнопана Б-2, перемешивают до однородной массы, затем при перемешивании вводят 170 кГ портландцемента М-500, продолжают перемешивать в течение 15 сек, после чего добавляют остаток воды затворения (общее ее содержание 53 кГ) и перемешивают 40 сек. Полученную однородную смесь пневмотранспортом подают к дозаторам линии формования. Размещенную в формах смесь подвергают объемному вибропрессованию при наложении колебаний от ИВ-99Е снизу и уплотнении сверху при давлении 12 кГ/см. После формования блоки на поддонах ставят на сушку.
Пример 3. В герметичный баросмеситель загружают 17 кГ вспененного гранулированного полистирола с размером гранул 2,8-3,0 мм, 0,5 кГ
2
базальтового волокна с длиной волокна 18 мм и диаметром 13 мкм, 0,50 кГ смолы древесной омыленной, разбавленной частью воды затворения, 2,3 кГ С-3, 0,55 кГ полиакриламида, разбавленного частью воды затворения до 10%-ной концентрации, 0,45 кГ ГКЖ-94 в виде 50%-ной эмульсии, 0,35 кГ Лигнопана Б-2, перемешивают до однородной массы, затем при перемешивании вводят 165 кГ портландцемента М-500, продолжают перемешивать в течение 12 сек, после чего добавляют остаток воды затворения (общее ее содержание 50 кГ) и перемешивают 35 сек. В формы для получения блоков размещают пустотообразователи, имеющие в горизонтальном сечении форму близкую прямоугольной (например, со скругленными углами), подают приготовленную смесь и формуют объемным вибропрессованием при давлении сверху 15 кГ/см блок.
Получаемые изделия характеризуются следующими показателями:
Плотность, кГ/м<sup>3</sup>
175-425
прочность при сжатии, МПа
0,35-1,8
прочность при изгибе, МПа
0,15-0,6
коэффициент теплопроводности, Вт/мК
0,065-0,10
водопоглощение при полном погружении, % по объему
1-2
морозостойкость
F50-F100 (ГОСТ 10060.2-95)
паропроницаемость, мГ/м·ч·Па
0,85-0,90
потеря прочности при 50-кратном замерзании до -50°С, %
\tab1,5-1,8.