способ формования стеновых блоков

Формула изобретения

1. Способ формования стеновых блоков, включающий засыпку заполнителя в формы, его виброуплотнение, установку решетчатого пригруза, заливку бетонной смеси при вибрации, съем решетчатого пригруза, термообработку и распалубку, отличающийся тем, что в формы засыпают пористый легкий заполнитель, например керамзит фракции 20-50 мм, который перед засыпкой подвергают очистке от пыли и мусора, в процессе виброуплотнения заполнителя осуществляют его поверхностное смачивание по меньшей мере в два-три этапа с интервалом 10-30 с, после установки решетчатого пригруза заливают поризованной до 60% пенобетонной смесью, содержащей фракцию песка с модулем крупности менее 2 до формирования ее поверхности выше основания пригруза на 5-10 мм, выдерживают формы в течение 15-40 мин до частичного затвердевания пенобетонной смеси, после чего снимают пригруз, а фактурный слой бетонного раствора наносят на поверхность частично затвердевшего пенобетона с бороздами от решетчатого пригруза и осуществляют его поверхностное вибрирование.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формование осуществляют в формах, например, кассетных, внутренние поверхности стенок которых выполнены с чистотой обработки , а точность геометрических размеров формы соответствует допускам классов Н14-Н12 на металлоконструкции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении облегченных стеновых блоков, например керамзито- или азеритопенобетонных для строительства коттеджей, дачных домиков, гаражей и других жилых и хозяйственных одно-трехэтажных построек.

Известен способ изготовления бетонных изделий, включающий укладку крупного заполнителя в форму, его виброуплотнение, подачу цементного раствора, вибрирование и вакуумирование [1]

Такой способ не позволяет получить максимально плотную упаковку крупного пористого, легкого заполнителя, например керамзитового, так как силы трения между зернами, например, керамзита, при достижении определенной плотности, препятствуют дальнейшему уплотнению керамзитового каркаса. Кроме того, при подаче цементного раствора происходит существенное разуплотнением керамзитового каркаса в результате всплытия зерен крупного заполнителя.

Еще один недостаток заключается в том, что в процессе проникновения цементного раствора в межзерновое пространство происходит частичное поглощение заполнителем воды из цементного раствора. Это приводит к увеличению вязкости цементного раствора и затруднению дальнейшего заполнения межзернового пространства. В результате даже при вибровоздействии могут оставаться зоны, незаполненные цементным раствором, что снижает прочность бетонных изделий.

Наиболее близким к изобретению является способ, включающий укладку крупного заполнителя в форму, его виброуплотнение в течение 3 5 мин, последующее фиксирование крупного заполнителя перфорированной крышкой, подачу цементного раствора через отверстия в крышке, вибрирование и вакуумирование [2]

Однако и в этом способе, получить максимально плотную упаковку зерен заполнителя, а также исключить зоны, не заполненнме пенобетонным раствором, не удается, так как в сухом виде крупный заполнитель, например керамзит, не доуплотняется даже при вибрировании и частично поглощает воду из пенобетонного раствора, повышая его вязкость, что затрудняет заполнение межзернового пространства. Кроме того, при изготовлении бетонных изделий с фактурным слоем, после съемки перфорированной крышки, происходит частичное всплывание верхних зерен заполнителя. Это затрудняет нанесение фактурного слоя. Всплытие зерен, особенно если это зерна керамзита или азерита крупной фракции, продолжается и после нанесения фактурного слоя. Недостаточно плотная упаковка крупного заполнителя приводит к увеличенному расходу пенобетонной смеси, что одновременно увеличивает плотностью бетонного изделия, а если заполнитель, например керамзитовый, снижает теплозащитные свойства изделия, так как теплопроводность пенобетонной смеси больше, чем теплопроводность керамзита.

Недостатком является и то, что изготовление бетонных изделий с высокоточными геометрическими размерами (повышенной заводской готовности) известным способом невозможно в связи с наличием песка и мусора в исходном заполнителей, а также низкой геометрической точностью и чистотой обработки внутренних поверхностей форм. Примесь пыли и мусора затрудняет заполнение межзернового пространства между зернами заполнителя, что приводит к образованию каверн и дефектов как внутри, так и на поверхности бетонных изделий, а отсутствие геометрических точных форм с достаточно чистой внутренней поверхностью не позволяет изготавливать блоки высокоточных геометрических размеров.

Предлагаемый способ направлен на снижение расхода пенобетонной смеси, уменьшение плотности блока, повышение его теплоизоляционных свойств и заводской готовности.

Это достигается тем, что в способе изготовления стеновых блоков, включающем засыпку заполнителя в формы, его виброуплотнение, установку решетчатого пригруза, заливку бетонной смеси при вибрации, съем решетчатого пригруза, термообработку и распалубку, в формы засыпают пористый, легкий заполнитель, например керамзит фракции 20 50 мм, который перед засыпкой подвергают очистке от пыли и мусора, в процессе последующего виброуплотнения заполнителя осуществляют его поверхностное смачивание по меньшей мере в два-три этапа с интервалом 10 30 с заливают поризованной до 60 пенобетонной смесью, содержащей фракцию песка с модулем крупности менее 2 до формирования ее поверхности выше основания пригруза на 5 10 мм, выдерживают формы в течение 15 40 мин для частичного затвердевания пенобетонной смеси, после чего, снимают решетчатый пригруз, а фактурный слой бетонного раствора наносят на поверхность частично затвердевшего пенобетона с бороздами от решетчатого пригруза и осуществляют его поверхностное вибрирование.

Кроме того, формирование стеновых блоков осуществляют в формах, например кассетных, внутренние поверхности стенок которых выполнены с чистотой обработки , а точность геометрических размеров формы соответствует допускам классов Н14-Н12 на металлоконструкции.

Предлагаемый способ имеет более высокий технико-экономический уровень в сравнении с известными аналогами, так как основан на минимизации плотности блока за счет минимизации плотности каркаса, выполненного из контактирующих крупных зерен пористого, легкого заполнителя, например керамзита и пенобетонной смеси, образующей матрицу блока, а также на максимальном повышении степени заполнения объема бетонного изделия пористым, легким заполнителем. Одновременно с этими показателями достигается оптимальная вариатропность теплопроводности изделия, которая уменьшается в направлении от внутренней к наружной поверхности блока, что позволяет приблизить поверхность точки росы к наружной поверхности, а также повышается заводская готовность блоков, внутренняя и боковые поверхности которого имеют значительно меньшую шероховатость за счет отсутствия каверн.

Снижение плотности каркаса из пористого, легкого заполнителя достигается применением крупных фракций 20 50 мм зерен заполнителя, например, керамзита или азерита. Так как плотность оболочки зерна такого заполнителя выше, чем плотность его ядра, поэтому, при одинаковом качестве и влажности, удельная поверхность крупных зерен меньше, чем мелких, следовательно, и плотность крупных зерен также меньше. Не менее важным является и максимально плотная упаковка крупных зерен заполнителя, которая достигается известным виброуплотнением, а также поэтапным смачиванием поверхности зерен в процессе виброуплотнения.

Виброуплотнение, например, керамзитового каркаса без смачивания зерен уменьшает пустотность на 18 по сравнению с начальной после засыпки керамзита в формы, тогда как виброуплотнение с применением поэтапного смачивания на 24 Поэтапное смачивание позволяет исключить переувлажнение или недостаточное смачивание зерен заполнителя. Интвервал между этапами смачивания в 10 30 с достаточен для визуального контроля за смачиванием и уплотнением каркаса из пористого легкого заполнителя в процессе вибрации. Смачивание можно считать достаточным, если на поверхности вращающихся в процессе вибрации зерен заполнителя исчезли сухие участки.

Сохранение непрерывности каркаса, т. е. исключение разъединения зерен заполнителя после съема решетчатого пригруза, а также в момент нанесения фактурного слоя и в последующий период его затвердевания, достигается выдерживанием формы в течение 15 40 мин до частичного затвердевания пенобетонной смеси, после чего снимают пригруз.

Выдержка форм в течение 15 40 мин обеспечивает лучшую фиксацию зерен заполнителя досъема решетчатого пригруза. Нанесение фактурного слоя бетонного раствора на поверхность частично затвердевшего пенобетона с бороздами от решетчатого пригруза обеспечивает достаточно прочную связь фактурного слоя с поризованной матрицей.

Снижение плотности матрицы и теплопроводности основано на максимально возможной поризации пенобетона при одновременном сохранении прочностных свойств. Поризация до 60 достигается путем добавки ПАВ, воздухововлечения и активного перемешивания. Последнее важно для получения как можно более мелких пор и распределения их таким образом, чтобы межпоровые стенки имели достаточную толщину, обеспечивающую требуемую прочность матрицы. В процессе затвердевания бетонной смеси пузырьки воздуха перераспределяются. В верхней части объема концентрируются более крупные, которые успевают всплывать к наружной поверхности блока, а в нижней остаются самые мелкие. Такое перераспределение создает увеличение пористости от внутренней к внешней поверхности и одновременное снижение плотности в этом же направлении.

Использование фракции песка с модулем крупности менее 2 обеспечивает возможность поризации пенобетонного раствора, позволяет уменьшить расход цемента и одновременно обеспечивает заполнение межзернового пространства пенобетонным раствором. Кроме того, содержание песка в бетоне позволяет получить достаточный толщины межпоровые перегородки в матрице, что необходимо для сохранения заданной прочности стеновых блоков. Максимально полное заполнение межзернового пространства обеспечивается предварительным двух-трехэтапным интервалом 10 30 с смачиванием зерен керамзита в процессе виброуплотнения. Увлажненная поверхность зерен керамзита существенно снижает влагопоглощение из бетонной смеси, сохраняя его вязкость и пластичность. Заводская готовность такого стенового блока зависит от степени шероховатости его поверхностей. Для снижения шероховатости, обусловленной кавернами и пустотами в межзерновом пространстве, исходный заполнитель перед засыпкой в форму подвергают очистке от пыли и мусора. Одновременно эта операция обеспечивает ускоренное и полное заполнение бетонной смесью межзернового пространства так как без очистки пыль и мусор задерживают продвижение пенобетонной смеси в межзерновом пространстве, способствует сохранению полостей без пенобетонного раствора внутри блока и на его поверхностях.

Способ реализуется следующим образом.

Перед засыпкой заполнитель, например керамзит или азерит фракции 20 50 мм, подвергают очистке путем вибрационного встряхивания, например, в емкости с решетчатым днищем и одновременной продувкой потоком воздуха.

Для изготовления стеновых блоков повышенной заводской готовности применяют кассетные формы (сталь марки СтЗ или Ст 35 для сварных конструкций), например, из четырех секций, разделенных стальными перегородками, вставленными в проточки, выполненные в днище и боковых стенках. Внутренние поверхности стенок кассеты и поверхности перегородок выполнены с чистотой обработки и точность геометрических размеров секция кассеты соответствует допускам классам Н14-Н12 на металлоконструкции. Такие формы позволяют обеспечить аналогичную точность геометрических размеров изготавливаемым стеновым блокам. Отклонения от номинальных размеров стеновых блоков не превышают по длине 0,5 мм по высоте 0,5 мм, по толщине 2,0 мм.

После засыпки заполнителя в формы, например кассетные, установленные на вибростоле, осуществляют его виброуплотнение (возможно, ударное или виброударное уплотнение), а в процессе виброуплотнения осуществляют его поверхностное смачивание в два-три этапа с интервалом 10 30 с. После усадки заполнителя и формировании поверхности каркаса из зерен заполнителя на уровне подфасочного изгиба стенок формы, прекращают виброуплотнение, на поверхность каркаса устанавливают решетчатый пригруз и заливают каркас из зерен заполнителя предварительно приготовленной поризованной до 60 пенобетонной смесью, содержащей фракцию песка с модулем крупности менее 2 до появления пенобетонной смеси по всей поверхности каркаса. Заливку осуществляют сверху в процессе вибрирования одновременно в разных участках решетчатого пригруза. Возможны варианты нагнетания пенобетонной смеси с краевых, боковых участков, а также снизу. Приготовление поризованного до 60 пенобетонного раствора осуществляют в специальных устройствах для поризации бетонных смесей, например, по авт. св. СССР N 1428590. После заливки пенобетонной смеси формы выдерживают 15 40 мин для частичного затвердевания пенобетонной смеси, что обеспечивает лучшую фиксацию зерен заполнителя до съема решетчатого пригруза. Затем снимают решетчатый пригруз и на поверхность частично затвердевшего пенобетона с бороздами от решетчатого пригруза наносят фактурный слой из предварительно приготовленной бетонной смеси, которой заполняют подфасочное пространство. Для получения качественного фактурного слоя осуществляют его поверхностное вибрирование. На поверхность фактурного слоя после вибрирования может быть нанесена минеральная декоративная крошка, например, из дробленных отходов гранита, мрамора, цветного стекла, синтетических и других материалов, или краситель, которые образуют лицевую поверхность.

После этого осуществляют пропарку блоков в форме и распалубку.

В настоящее время отработана технология поточного производства таких стеновых блоков, из которых построены первые жилые коттеджи в ближайшем Подмосковье.

Предлагаемый способ позволяет изготовить стеновые,например, керамзитобетонные блоки, обладающие пониженной плотностью 0,8 - 0,95г/см³, высокими теплозащитными свойствами (теплопроводность 0,18 - 0,26 Вт/м^2oС), которые обеспечивают отодвигание поверхности точки росы ближе к фактурному слою, а также повышенной заводской готовностью за счет уменьшения шероховатости и каверн его поверхностей. Низкая теплопроводность блоков позволяет уменьшить толщину стен, например, для широты Москвы до 320 мм против 630 мм при кладке из кирпича. Такие облегченные блоки позволяют ускорить и удешевить процесс строительства зданий и других построек, имеющих этажность до трех этажей, а также осуществлять кладку, используя клеевые составы и мастики и обходится без оштукатуривания внутренних поверхностей стен.

Расход цемента для изготовления керамзитобетонных блоков снижен на 30 - 39 в зависимости от преобладающей крупности исходного заполнителя.