Способ изготовления строительных блоков
Владельцы патента RU 2757968:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») (RU)
Изобретение относится к промышленному производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных блоков, предназначенных для строительства малоэтажных зданий и коттеджей. Способ включает смешивание 36,4-38,1 мас. % вяжущего, 29,0-33,7 мас. % рисовой лузги, 4,4-5,0 мас. % минерального наполнителя и 1,2-1,6 мас. % ускорителя твердения с последующим формованием, отверждением и сушкой. При этом смешивание ингредиентов осуществляют в три этапа. На первом этапе ускоритель твердения соединяют с 4,1-4,5 мас. % пенообразователя и перемешивают в течение от 20 до 30 мин. На втором этапе полученный раствор соединяют с 18,5-23,5 мас. % жома сахарной свеклы и выдерживают в течение от 45 до 55 мин при непрерывном перемешивании. На третьем этапе полученную смесь соединяют со смесью вяжущего, рисовой лузги и минерального наполнителя и перемешивают в течение от 10 до 15 мин. Техническим результатом является повышение эксплуатационных характеристик и расширение ассортимента материалов для строительных блоков. 4 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.
Изобретение относится к промышленному производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных блоков, предназначенных для строительства малоэтажных зданий и коттеджей.
Известен способ изготовления строительных плит универсального назначения (Патент № 2511245 RU, опубл. 10.04.2020 г.), включающий перемешивание магнезиального вяжущего, органического наполнителя, минерального наполнителя и водного раствора хлорида магния с последующим формованием, отверждением и сушкой, причем минеральный наполнитель состоит из двух и более компонентов, одним из которых является совместно осажденный кальциево-магниевый компонент, вторым - перлит, а водный раствор хлорида магния перед добавлением в смесь предварительно смешивают с ингибитором коррозии. В качестве магнезиального вяжущего может быть использован каустический магнезит, каустический доломит, обожженный брусит и синтетический оксид магния. Для приготовления водного раствора хлористого магния с плотностью 1,1-1,3 г/см3может быть использован шестиводный хлорид магния или раствор хлорида магния природного происхождения (бишофит). Для снижения коррозии контактирующего со строительными плитами металлического оборудования в раствор хлорида магния предварительно вводится ингибитор коррозии в количестве 0,015-0,025% масс. В качестве ингибитора коррозии может быть использован натрий дигидрофосфат и натрий гидрофосфат. В качестве органического наполнителя могут быть использованы древесные опилки, древесная мука, шелуха рисовых семян, шелуха хлопковых семян, лузга подсолнечных семян или их смеси и др.
Недостатком данного способа является получение строительных плит с низкими эксплуатационными характеристиками.
Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления строительных плит универсального назначения (Патент № 2504527 RU опубл. 20.01.2014 г.), включающий перемешивание магнезиального вяжущего, органического наполнителя, минерального наполнителя и водного раствора хлорида магния с последующим формованием, отверждением и сушкой, причем минеральный наполнитель состоит из двух или более компонентов, одним из которых являются твердые отходы производства строительных плит на основе магнезиального вяжущего, вторым – перлит, а перед добавлением в смесь все сухие компоненты перемешивают до однородного состояния. В качестве магнезиального вяжущего может быть использован каустический магнезит, каустический доломит, обожженный брусит и синтетический оксид магния. Для приготовления водного раствора хлористого магния с плотностью 1,1–1,3 г/см3 может быть использован шестиводный хлорид магния или раствор хлорида магния природного происхождения (бишофит). В качестве органического наполнителя могут быть использованы древесные опилки, древесная мука, шелуха рисовых семян, шелуха хлопковых семян, лузга подсолнечных семян и др. или их смесь.
Недостатком данного способа является получение строительных плит с низкими эксплуатационными характеристиками.
Задачей изобретения является расширение ассортимента материалов для строительных блоков.
Технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик строительных блоков, а именно средней плотности, прочности на сжатие и прочности на изгиб.
Технический результат достигается тем, что способ изготовления строительных блоков включает смешивание вяжущего, рисовой лузги, минерального наполнителя и ускорителя твердения с последующим формованием, отверждением и сушкой, отличающийся тем, что смешивание ингредиентов осуществляют в три этапа, на первом этапе ускоритель твердения соединяют с пенообразователем и перемешивают в течение от 20 до 30 мин, на втором этапе полученный раствор соединяют с жомом сахарной свеклы и выдерживают в течение от 45 до 55 мин при непрерывном перемешивании, на третьем этапе полученную смесь соединяют со смесью вяжущего, рисовой лузги и минерального наполнителя и перемешивают в течение от 10 до 15 минут, при этом соотношение исходных компонентов в общей смеси составляет, масс. %:
| вяжущее | 36,4 – 38,1 |
| рисовая лузга | 29,0 – 33,7 |
| минеральный наполнитель | 4,4 – 5,0 |
| ускоритель твердения | 1,2 – 1,6 |
| жом сахарной свеклы | 18,5 – 23,5 |
| пенообразователь | 4,1 – 4,5 |
В качестве вяжущего используют смесь цемента и гипса строительного, взятых в соотношении 1:1. В качестве минерального наполнителя используют кремнезем. В качестве пенообразователя используют жидкое мыло. В качестве ускорителя твердения используют водный раствор хлорида кальция с плотностью 1,1–1,3 г/см3.
Соединение на первом этапе ускорителя твердения, а именно водного раствора хлорида кальция с плотностью 1,1–1,3 г/см3, с пенообразователем – жидким мылом, и перемешивание в течение от 20 до 30 мин с последующим соединением на втором этапе полученной смеси с жомом сахарной свеклы и выдерживанием в течение от 45 до 55 мин при непрерывном перемешивании способствует получению стабильной пены. Это обусловлено увеличением вязкости пены в связи
со способностью пектиновых веществ, входящих в состав жома сахарной свеклы, образовывать гели в водных растворах. При этом пектиновые вещества, входящие в состав жома сахарной свеклы, также вступают во взаимодействие с ионами кальция, содержащихся в водном растворе хлорида кальция с плотностью 1,1–1,3 г/см3, и ионами калия, входящих в состав жидкого мыла, что способствует образованию плотных устойчивых гелей. Плотные устойчивые гели, образованные на основе пектиновых веществ, входящих в состав жома сахарной свеклы, обеспечивают стабильность пены, а также пластичность формовочной смеси материала для строительных блоков.
Предварительное соединение и перемешивание вяжущего (смесь цемента и гипса строительного в соотношении 1:1), рисовой лузгой и минерального наполнителя (кремнезем) способствуют получению смеси с однородной консистенцией.
Однородность консистенции формовочной смеси материала для строительных блоков обеспечивается также соединением и смешиванием в течение от 10 до 15 мин на третьем этапе стабильной пены с предварительно перемешанными до однородного состояния вяжущим (смесь цемента и гипса строительного в соотношении 1:1), рисовой лузгой и минеральным наполнителем (кремнезем). При взаимодействии вяжущего и минерального наполнителя со стабильной пеной происходит увеличение их объема (вспучивание), в результате чего вяжущее и минеральный наполнитель приобретают микропористую структуру, благодаря этому вяжущее и минеральный наполнитель заполняют пространство между частицами рисовой лузги и способствуют равномерному ее распределению по всему объему смести. В связи с этим происходит повышение прочности и снижение плотности материала для строительных блоков.
Таким образом, совокупность предложенных технологических операций способствует достижению заявленного технического результата.
Способ изготовления строительных блоков реализуется следующим образом.
Исходные компоненты подготавливают и дозируют.
Вяжущее, рисовую лузгу и минеральный наполнитель смешивают в бетоносмесителе принудительного типа (лопастном). В качестве вяжущего используют смесь цемента и гипса строительного, взятых в соотношении 1:1. В качестве минерального наполнителя используют кремнезем.
Смешивание исходных компонентов осуществляют в три этапа.
На первом этапе в гомогенизаторе соединяют ускоритель твердения с пенообразователем и перемешивают течение от 20 до 30 мин. В качестве пенообразователя используют жидкое мыло. В качестве ускорителя твердения используют водный раствор хлорида кальция с плотностью 1,1–1,3 г/см3.
На втором этапе полученный раствор ускорителя твердения и пенообразователя соединяют с жомом сахарной свеклы и выдерживают в течение от 45 до 55 мин при непрерывном перемешивании.
На третьем этапе полученную смесь соединяют со смесью вяжущего, рисовой лузги и минерального наполнителя и перемешивают в течение от 10 до 15 мин.
Полученную смесь загружают в кассеты виброформовочного станка и формуют. Формованные блоки направляют на отвердевание и сушку. При этом соотношении исходных компонентов в общей смеси составляет, масс. %:
| вяжущее | 36,4 – 38,1 |
| рисовая лузга | 29,0 – 33,7 |
| минеральный наполнитель | 4,4 – 5,0 |
| ускоритель твердения | 1,2 – 1,6 |
| жом сахарной свеклы | 18,5 – 23,5 |
| пенообразователь | 4,1 – 4,5 |
Предлагаемый способ изготовления строительных блоков подтверждается примерами.
Пример 1.
Исходные компоненты подготавливают и дозируют.
Вяжущее, рисовую лузгу и минеральный наполнитель смешивают в бетоносмесителе принудительного типа (лопастном). В качестве вяжущего используют смесь цемента и гипса строительного, взятых в соотношении 1:1. В качестве минерального наполнителя используют кремнезем.
Смешивание исходных компонентов осуществляют в три этапа.
На первом этапе в гомогенизаторе соединяют ускоритель твердения с пенообразователем и перемешивают течение 20 мин. В качестве пенообразователя используют жидкое мыло. В качестве ускорителя твердения используют водный раствор хлорида кальция с плотностью 1,1-1,3 г/см3.
На втором этапе полученный раствор ускорителя твердения и пенообразователя соединяют с жомом сахарной свеклы и выдерживают в течение 45 мин при непрерывном перемешивании.
На третьем этапе полученную смесь соединяют со смесью вяжущего, рисовой лузги и минерального наполнителя и перемешивают в течение 10 мин.
Полученную смесь загружают в кассеты виброформовочного станка и формуют. Формованные блоки направляют на отвердевание и сушку. При этом соотношение компонентов в общей смеси составляет, масс. %:
| вяжущее | 36,4 |
| рисовая лузга | 29,0 |
| минеральный наполнитель | 5,0 |
| ускоритель твердения | 1,6 |
| жом сахарной свеклы | 23,5 |
| пенообразователь | 4,5 |
Пример 2.
Исходные компоненты подготавливают и дозируют.
Вяжущее, рисовую лузгу и минеральный наполнитель смешивают в бетоносмесителе принудительного типа (лопастном). В качестве вяжущего используют смесь цемента и гипса строительного, взятых в соотношении 1:1. В качестве минеральной добавки используют кремнезем.
Смешивание исходных компонентов осуществляют в три этапа.
На первом этапе в гомогенизаторе соединяют ускоритель твердения с пенообразователем и перемешивают течение 25 мин. В качестве пенообразователя используют жидкое мыло. В качестве ускорителя твердения используют водный раствор хлорида кальция с плотностью 1,1–1,3 г/см3.
На втором этапе полученный раствор ускорителя твердения и пенообразователя соединяют с жомом сахарной свеклы и выдерживают в течение 50 мин при непрерывном перемешивании.
На третьем этапе полученную смесь соединяют со смесью вяжущего, рисовой лузги и минерального наполнителя и перемешивают в течение 13 мин.
Полученную смесь загружают в кассеты виброформовочного станка и формуют. Формованные блоки направляют на отвердевание и сушку. При этом соотношение компонентов в общей смеси составляет, масс. %:
| вяжущее | 37,8 |
| рисовая лузга | 32,5 |
| минеральный наполнитель | 4,7 |
| ускоритель твердения | 1,4 |
| жом сахарной свеклы | 19,3 |
| пенообразователь | 4,3 |
Пример 3.
Исходные компоненты подготавливают и дозируют.
Вяжущее, рисовую лузгу и минеральный наполнитель смешивают в бетоносмесителе принудительного типа (лопастном). В качестве вяжущего используют смесь цемента и гипса строительного, взятых в соотношении 1:1. В качестве минерального наполнителя используют кремнезем.
Смешивание исходных компонентов осуществляют в три этапа.
На первом этапе в гомогенизаторе соединяют ускоритель твердения с пенообразователем и перемешивают течение 30 мин. В качестве пенообразователя используют жидкое мыло. В качестве ускорителя твердения используют водный раствор хлорида кальция с плотностью 1,1–1,3 г/см3.
На втором этапе полученный раствор ускорителя твердения и пенообразователя соединяют с жомом сахарной свеклы и выдерживают в течение 55 мин при непрерывном перемешивании.
На третьем этапе полученную смесь соединяют со смесью вяжущего, рисовой лузги и минерального наполнителя и перемешивают в течение 15 мин.
Полученную смесь загружают в кассеты виброформовочного станка и формуют. Формованные блоки направляют на отвердевание и сушку. При этом соотношение компонентов в общей смеси составляет, масс. %:
| вяжущее | 38,1 |
| рисовая лузга | 33,7 |
| минеральный наполнитель | 4,4 |
| ускоритель твердения | 1,2 |
| жом сахарной свеклы | 18,5 |
| пенообразователь | 4,1 |
В таблице 1 представлены эксплуатационные характеристики строительных блоков, полученных по известному и заявленному способам.
| Таблица 1 – Эксплуатационные характеристики строительных блоков, полученных по известному и заявляемому способам | ||||
| Наименование показателя | Строительные блоки, полученные по известному способу | Строительные блоки, полученные по заявляемому способу | ||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | ||
| Средняя плотность, кг/м3 | 170,0 – 200,0 | 221,0 – 234,0 | 250,0 – 280,0 | 260,0 – 290,0 |
| Прочность на сжатие, МПа | 0,15 – 0,2 | 0,20 – 0,26 | 0,24 – 0,30 | 0,25 – 0,31 |
| Прочность на изгиб, МПа | 2,0 – 3,0 | 2,8 – 3,3 | 3,0 – 3,5 | 3,4 – 3,7 |
Таким образом, предложенный способ изготовления строительных блоков позволяет повысить эксплуатационные характеристики, а именно среднюю плотность, прочность на сжатие и прочность на изгиб, и расширить ассортимент материалов для строительных блоков.
1. Способ изготовления строительных блоков, включающий смешивание вяжущего, рисовой лузги, минерального наполнителя и ускорителя твердения с последующим формованием, отверждением и сушкой, отличающийся тем, что смешивание ингредиентов осуществляют в три этапа, на первом этапе ускоритель твердения соединяют с пенообразователем и перемешивают в течение от 20 до 30 мин, на втором этапе полученный раствор соединяют с жомом сахарной свеклы и выдерживают в течение от 45 до 55 мин при непрерывном перемешивании, на третьем этапе полученную смесь соединяют со смесью вяжущего, рисовой лузги и минерального наполнителя и перемешивают в течение от 10 до 15 мин, при этом соотношение исходных компонентов в общей смеси составляет, мас. %:
| вяжущее | 36,4-38,1 |
| рисовая лузга | 29,0-33,7 |
| минеральный наполнитель | 4,4-5,0 |
| ускоритель твердения | 1,2-1,6 |
| жом сахарной свеклы | 18,5-23,5 |
| пенообразователь | 4,1-4,5 |
2. Способ изготовления строительных блоков по п. 1, отличающийся тем, что в качестве вяжущего используют смесь цемента и гипса строительного, взятых в соотношении 1:1.
3. Способ изготовления строительных блоков по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минерального наполнителя используют кремнезем.
4. Способ изготовления строительных блоков по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пенообразователя используют жидкое мыло.
5. Способ изготовления строительных блоков по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ускорителя твердения используют водный раствор хлорида кальция с плотностью 1,1–1,3 г/см3.
