Смесь для получения стеновых материалов

В качестве заполнителя использована дробленка из свежесрублениой древесины смешанных пород, вкшочая 60 лиственных, влажностью 100 абс.. Фракция дробленки 2-10 мм. В качестве минерального вяжущего взят портландЦемент М 400.Изготавливают смесь следующим образом.Известь предварительно гасится в специальных гасильных ямах, сухую гидратную Известь перемешивают с древесиной, которую подвергают дроблению и рассеву на специальных ситах, затем добавляют молотый хлористый кальций, цемент и воду.Физике-механические характеристики изделий из состава-прототипа прочность на сжатие в возрасте 28 сут. - 3,26 МПа в возрасте Змес.- 3,5 МПа коэффициент морозостойкости 1,0 осевое сжатие 3,27 МПа прочность при растяжении 0,57 МПа.Основным недостатком искусственных стеновых камней из данной смеси является высокая себестоимость изготовления, ввиду значительного расхода. дорогостоящего портландцемента. То, что в качестве вяжущего взят портландцемент, ставит производство стеновых камней на его основе в жесткую зависимость от поставок, т.к. портландцемент является дефицитным вяжущим.Заявляемое изобретение явным образом не вытекает из изложеъшого и достигнутого на сегодняшний день уровня техники. Оно направлено на решение актуальных и значимых задач стройиндустрии. Учитывая потребности строительства, в частности малоэтажного, индивидуального, строительные организации решают сегодня задачи по разработке И выпуску мелкоштучных строительных элементов. В силу этого конкретная задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение это создание состава для получения стеновых материалов в виде мелких камней или блоков на основе минерального вяжущего и органического заполнителя, применяемых преимущественно для кладки наружных и внутренних стен малоэтажных зданий и сооружений коттеджей, дач, гаражей, надворных построек И Т.Д.При осуществлении изобретения ожидается технический результат, который выразится в том, что улучшается физико-механические характеристшш мелкошгутппзтх строительных элементов из заявляемой смеси, а именно повышается прочность до 5 МПа, трещиностойкость, биостойкость и долговечность. При этом себестоимость их изготовления будет ниже, чем при изготовлении на основе известных смесей.Прешгущесгва изготовления мелкоразмерпых стеновых блоков, камней, плит по сравнению с формованием индустриальных деталей и конструкций Состоят в том, что первые получают,как правило, на недорогом, негромоздком, мобильном оборудовании, которое можно размещать в условиях действующих производств,или на небольших площадях непосредственно в местах строительства. Сырьем для мешюштучных строительных элементов служат местные материалы - сапропель Добеевского озера Витебской области и древесные отходы.Для возведет-пая шалых домов из мегших егеновых блоков и камней, построек производственного назначения, вспомогательная) построек не обязательны подъемно-транспортные механизмы.Таким образом, строительство из мелких стеновых камней и блоков различных объектов позволит экономить вяжущие материалы,которые являются дефицитными и дорогостоящими, а также электроэнергию, сократить транспортные расходы. Труд по монтажу стеновых блоков по сравнению с возведением стен из кирпича производительной.Существенные признаки, характеризующие заявляемое изобретение, заключается в том,что смесь для получения стековых материалов,включающая древесные отходы, минеральное вяжущее, воронкообразную известь, хлористый кальций и воду, дополнительно содержит сапропель с относительной влажностью 70-75 ,и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой смеси и техническим результатом такова. Компоненты заявляемой смеси не требуют специальной подготовки, снижающей содержание в опилках водорастворимых веществ и влаги. Опилки взяты в естественном виде. Смешивание опилок с гидратной известью и жидким стеклом минерализует опилки, т.е. создается вещество, ускоряющее процесс образования нерастворимого химического соединения вокруг опилок, что предохраняет их от влияния окружающей среды, а также улучшает сцепление минерального вяжущего с опилками и нейтрализует отрицательное влияние водорастворимых веществ опилок на прочность стеновых камней, изготовляемых из заявляемой смеси.В качестве шшерального вяжущего взят гипс,который в смеси с жидким стеклом и хлористым кальцием ускоряет процесс схватывания и твердения. Это дает искусственный камень с прочностью, достаточной для получения стенового материала. Введение в заявляемую смесь сапропеля с относительной влажностью 70-75 и минералнзованных известковой пастой опилок и стружки обеспечит адгезионные свойства и пластичность смеси, однородность ее при перемешивании и реологические свойства при формировании.В результате использования сапропеля и последующего интенсивного перемешивания в диспергаторе улучшаются реологические характеристики сапропелевого вяжущего, появляется способность его к образованию тонких пленок при высыхании. Сплошные пленки дают только те дисперсии, фазы которых находятся в вязкопластичном или вязкотекучем состоянии, т.е. если частицы их обладают свойством адгезии.Относительная влажность сапропеля 70-75 является оптимальной для заявляемой смеси в сочетании с известковой пастой, влажность которой т 40, что обеспечивает дополнительное пластифицирование смеси.Преимущество сапропеля по сравнению с другим органическим материалом, например,торфом, состоит в том, что после сушки в нем происходят необратимые процессы, которые превращают сапропель в камень с механической прочностью до 5 МПа, при этом камень не размокает под действием воды, что объясняется химическим составом сапропеля (значительным содержанием золы и окиси кальция до 60 ).Использование сапропеля позволит снизить вес стевового материала, улучшить его теплоизоляционные свойства. А замена дорогостоящих минеральных и других связующих на сапропель позволит получить значительный экономический эффект. Так, будет обеспечена экономия остродефипитного строительного материала - цемента по 360-380 кг на 1 м смеси,т.к. в предложенной смеси этот компонент полностью отсутствует, а заменяющий его сапропель вместе с минеральным вяжущим гипсом проявляет своиства вяжущего таким образом, что обеспечивает достаточные прочностные свойства строительным стеновьш материалам. Кроме того, организация производства стеновых материалов на основе цемента в качестве вяжущего (как это имеет место в ряду известных решений в т.ч. в прототипе) находится в жесткой зависимости от поставок цемента со строго определенным минералогическим составом (портландцемент без добавок),в то время как сапропель и гипс для строительных организаций Витебской области, респуб 10лики Беларусь является дешевым местным сырьем.Таким образом, использование отходов лесопиления и донных отложений озер - сапропеля позволит снизить себестоимость изготовления строительных стековых материалов. А физико-механические характеристики стеновых материалов на основе заявляемой смеси полностью соответствуют требованиям ГОСТ 6133-84 камни бетонные стеновые. Технические условия.Сведениями, подтверждающими возможНОСТЬ Осуществления изобретения, являются конкретные примеры заявляемой смеси, для экспериментальной проверки которгой были подготовлены семь конкретных составов инградиантов (табл. 5) один из которых показал оптимальные результаты (табл. 6).В лабораторных условиях были изготовлены образцы-кубы размером 10 х 10 х 10 см на основе гипсового минерального вяжущего,ГОСТ 125-79 (вяжущие гипсовые технические условия).Минеральные вяжущие - это тонкоизмельченные порошки, образующие при смешивании с водой пластичное тесто, под влиянием физико-химических процессов переходящее в камневидное состояние. Гипсовое вяжущее относится к воздушным вяжущим веществам, которые твердеют, долго сохраняют и повышают свою прочность только на воздухе. Гипсовое воздушное вяжущее состоит преимущественно из полуводного гипса, получают его путем тепловой обработки гипсового камня при т 150-160 С, т.е. это низкообжиговое гипсовое вяжущее. Основными характеристиками гипсовых вяжущих являются сроки схватывания,тонкость помола, прочность при сжатии и расТЯЖЕНИИ, водопотребность и др. Гипсовое вяжущее является быстросхватывающим и быстротвердеющим вяжущим веществом. По срокам схватьтватшя (ГОСТ 125-79) оно относится к нормалЬно-твердеющим (индекс Б.) с началом схватывания не ранее 6 мин, концом- не позднее 30 мин. Марку гипсовых вяжущих характеризуют по прочности при сжатии образцов-балочек в возрасте 2 ч после затворения водой, которая в заявляемой смеси равна 10-13 МПа, значит марка гипсового вяжущего Г 10-Г 13. При твердении гипс расширяется в объеме до 1, благодаря чему гипсовые отливки хорошо заполняют форму. Гипсовое вяжущее в воде снижает свою прочность.Строительному материалу минеральное вяжущее придает био- и огнестойкость, достаточную прочность И морозостойкость.Чтобы уменьшив расход вяжущего при получении стеновых материалов и уменьшить усадочные явления смеси после затвердевания, в нее добавляют заполнитель. В качестве орга 7 ВУ 1448 С 1 анического заполнителя взяты древесные отходы лесопиления и деревообработки - опилки и стружка. Опилки отличаются большим водопоглощением и способностью к гниению. В процессе гниения древесины выделяются гумусовые кислоты, разрушающие изделия.Значительное видящие на физико-механические свойства оказывает зерновой состав опилок. Тонкие опилки увеличивают свою суммарную поверхность и требуют дополнительного расхода вяжущего, поэтому в заявляемой смеси взяты ошалки и стружка фракции И 2,0 - 20 мм. Грубые опилки и 720 мм плохо поддаются шанерадшзацгш, что снижает прочность изделия.Плотность опилок и стружки при влажности 35-402, - 250-350 кг/Мз.Древесный заполнитель обеспечивает низкую объемную массу (650-800 кг/ьтз), пористую структуру (что обуславливает хорошее тепло и звукоизолирующие качества строительного материала), относительно высокую прочность на растяжение, повышенную трешиносшйкость,сопротивляемость ударным нагрузкам.Опилки должны отвечать требованиям ТУ 13-538-80 Опилки не допускается наличие видимых признаков плесени и гнили, а также примеси инородных материалов (кусков глины, растительного слоя почвы, камней и др. а в зимнее время - примесей льда и снега содержание водорастворимых редуцирующих веществ не должно быть более 2).В заявляемую смесь введен компонент сапропель (РСТ БССР 768-80) с ярко выраженным органическим происхождением. Сапропель это озерный гниющий ил, отлагающий-я на днеозер, болот и других водоемов с непроточной или слабопроточной водой. Содержит большое количество органических веществ соединения кремния, кальция, железа, алюминия, а также гуминовые кислоты, микроэлементы.Сапропель обладает хорошей пластичностью,вязкостью, лит-шестью, абсорбционной способностью, после сушки не размокает, не разрушается в результате механических воздействий,а образует прочный монолитный материал. Перечисленные свойства, обусловленные наличием в составе сапропеля органической части(туминовые кислоты, битумы, азотосодержаЩие соединения и т.д.) делают возможным использование его не только как органический тонкодисперсный заполнитель, но и как материал, проявляющий при определенных условиях (т 60100 С) свойства органического вяжущего.Сапропель, смешанный с другими компонентами заявляемой смеси, не вступает с ними в химические реакции. А благодаря физическому перемешиванию и тому, что сапропель представляет собой пластичное вязкое тесто, он способен обволакивать и связывать отдельные частицы заполнителя (опилок и стружек) и других составляющих заявляемой смеси в однородную вязкую пластичную смесь с хорошими формовочными свойствами. После воздействия повышенной температуры (б 0100 С) И ПОСЛЕ испарения физически примешанной влаги (воды) сапропель способен превратиться в камень с прочностью на сжатие 2,05,0 МПа, а значит и расход минерального вяжущего (гипса) можно уменьшить.Гидратная известь (ГОСТ 9179-79) вводится в заявляемую смесь в виде порошкообразного продукта гидратации комовой извести в качестве мтшершшзатора-вешества, которое при содержашш в сырьевой смеси в небольших количествах ускоряет процессы образоваъшя различных хизчшческих соединеншй. При ограшитчегшом количестве воды получают гидратную известь-пуТаблица 1 Качественные характеристики сапропеля И, содержания Наименование 1 В естественном состоянии В пересчете на сухое вещество Зольность 8,6 - 29,7 Оксиды кальция 1,6 - 3,1 Оксиды железа 0,1 - 3,6 Оксиды фосфора 0,1 0,3 Сера 0,6 - 2,1 Азот общий 2,5 3,2 Обменная кислотность (рН) 5,7 - 7,3шонку в виде тонкодисперснош порошка белого цвета с объемным весом 400-600 кг/мз.Гидратная известь проявляет свойства минерализатора для заполнителя растительного происхождения и пластификатора - для формовочной смеси. Гидратиая известь переводит водорастворимые сахара древесины в нерастворимые сахараты кальция.Основные показатели гидратной извести (пушонки)Жидкое стекло введено в заявляемую смесь так же, как и гидратная известь в качестве минерализатора. Растворимое (жидкое) стекло(ГОСТ - 13078-81) представляет собой натриевый силикат, получаемый в результате сплавления при т 13 ОО-1400 С кварцевого песка с кальцинированной содой и сульфатом натрия. Жидкое стекло твердеет на воздухе. Для ускорения твердения смеси жидкое стекло про Содержание активных СаО и МвО (очень мелких частиц гидроксидов кальция и магния) в Д, не менее Влажность в , считая на влажное вещество, не более Тонкость помола - остаток в И, частиц на сите спитывает древесный заполнитель в целях заЩИТЫ ОТ проникновения ВОДЬДГЗЗОВ. С УВЕЛИчением концентрации растворимого (жидкого) СТЕКЛЕ УВЕЛИЧИВЗВТСЯ СГО ВЯЗКОСТЬ. ДЛЯ ООССПВЧСНИЯ работы раствор МОЖНО ПОДОГрВТЬ. Жидкое стекло замерзает при т -12 С поэтому в зимнее время его Сохраняют в теплом помещении. При оттаивании стекло не изменяет первоначальные свойства.Основные показатели жидкого стеклаОкись кальция (СаО), Не более Серный ангидрид (5203), не более Окись натрия (Ыа 20)Химические добавки применяют для управ ления реологическими и физико-механическими свойствами строительной смеси. В качестве добавки - ускорителя схватывания и твердения в заявляемой смеси взят хлорид кальция (ХК) ГОСТ 450-70. Кроме того, добавки повышают защитные свойства строительного материала,а также бактерицидные и инсектицидные свойства.Химические добавки следует вводить в смесь в строго дозированных количествах. Превышение установленной нормы может вызвать резкое ухудшение качества строительного ма териала и конструкций из него.ВИД Жидкого стекла СодовосульфатноеХлористый кальций СаС 12 представляет собой кальциевую соль соляной кислоты, хорошо растворимую в воде. При введении в строительные растворы он ускоряет сроки схватывания и твердения. Одновременно повышает подвижность смеси. При положительной температуре твердения для неармированных констРУКЦгдй допускается добавка хлорида кальция не более 3. Хлорид кальция вводят в смесители в виде растворов рабочей концентрации плотностью 1,12 - 1,22. При приготовлении таких растворов и расчете их дозировки следует пользоваться данными таблицы 4.Характеристика водных растворов хлористого кальцияСодержание безводного СЗСЪ КГТемпературный коэф при 120 г/см в 1 л растворав 1 Кг раствора фициент плотности