PL190446B1 - Lekki materiał budowlany i sposób wytwarzania wyrobu budowlanego z lekkiego materiału budowlanego - Google Patents

Abstract

1 . Lekki m aterial budow lany zaw ierajacy spoiw o m ine- ralne, wode zarobow a, dodatki ulepszajace i w ypelniacz sztuczny, znamienny tym, ze m atryca (1) skladajaca sie ze spoiw a m ineralnego i w ody zarobow ej, zbrojona rozproszo- nym w lóknem polipropylenow ym w ilosci 1% objetosciow o, posiada jak o w ypelniacz lekki w ypelniacz granulow any (2), ze styropianu w zm ocnionego pow ierzchniow o zyw ica epok- sydow a o frakcji = 8 m m i korzystnie w stosunku objetoscio- wym zbrojonej m atrycy do w ypelniacza jak 1 do 1.1. 4 Sposób w ytw arzania w yrobu budow lanego z lekkiego m aterialu budow lanego zlo z ony z operacji przygotow ania lekkiego m aterialu budow lanego, form ow ania w yrobu bu- dow lanego, zageszczania m aterialu i pielegnacji uform ow a- nego w yrobu budow lanego, znamienny tym, ze m iesza sie spoiw o m ineralne z rozproszonym w lóknem polipropyleno- wym w ilosci 1% objetosciow o, a nastepnie m ieszanke zara- bia sie w oda z a ro b o w a po czym dodaje sie lekki w ypelniacz granulow any, ze styropianu w zm ocnionego pow ierzchniow o zyw ica epoksydow a o frakcji = 8 mm, korzystnie w stosunku objetosciow ym zbrojonej m atrycy do w ypelniacza ja k 1 do 1,1 i krótko m iesza sie, a nastepnie w arstw e lekkiego m ate- rialu budow lanego o grubosci 5-10 m uklada sie w formie i poddaje zageszczaniu na w strzasarkach o czestotliw osci 1 Hz w czasie ~30 sek , po czym operacje ukladania kolej- nych warstw m aterialu i ich zageszczanie pow tarza sie, az do osiagniecia w ym aganej grubosci w yrobu, a nastepnie ufor- m ow any wyrób budow lany poddaw any jest dojrzew aniu, a po uzyskaniu przez w yrób w ytrzym alosci na sciskanie 1-2 MPa rozform ow any. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest lekki materiał budowlany, zwłaszcza do wytwarzania wyrobów budowlanych o właściwościach izolacyjno-konstrukcyjnych oraz sposób wytwarzania wyrobu budowlanego z tego materiału. Wyroby z lekkiego materiału budowlanego o właściwościach izolacyjno-konstrukcyjnych znajdą powszechne zastosowanie w budownictwie ogólnym, komunikacyjnym i przemysłowym.

Znane są materiały budowlane (betony lekkie) stosowane do wytwarzania wyrobów budowlanych, produkowane na bazie mineralnego spoiwa wiążącego, takiego jak cement, gips z dodatkiem wypełniacza w postaci kruszywa sztucznego, na przykład granulatu styropianowego.

Znane betony lekkie zawierające wypełniacz w postaci granulatu styropianowego, takie jak styrobeton, w którym zaczyn cementowy lub zaprawa cementowa zmieszana jest z granulkami styropianowymi, lub styropianobeton, w którym zaczyn cementowy zmieszany jest z granulkami styropianowymi i pianą na przykład z kleju kostnego lub mydła kalafoniowego, produkowane są metodą tradycyjną, to znaczy przygotowaną masę betonową, którą wypełniane są formy, zagęszcza się na stołach wibracyjnych, a następnie uformowane wyroby poddaje się pielęgnacji zgodnie z wytycznymi Polskich Norm.

190 446

Pomimo bardzo dobrych własności izolacyjnych styropianu, wpływających na obniżenie współczynnika przewodności cicplncj X, wyroby ze styrobetonu i styropianobetonu nie znalazły szerszego zastosowania w przemyśle budowlanym.

Istotną wadą powyższych betonów jest to, że granulat styropianowy zastosowany jako kruszywo lekkie nie wykazuje żadnej przyczepności do matrycy cementowej, co powoduje znaczne pogorszenie właściwości fizyko-technicznych betonów lekkich. Ponadto słabe ziarna spienionego polistyrenu, z uwagi na bardzo małą gęstość pozorną w porównaniu z gęstością zaczynu cementowego, wypływają ku górze w trakcie formowania wyrobu, pogarszając tym samym jednorodność cech izolacyjnych i wytrzymałościowych betonu.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest lekki materiał budowlany, którego matryca składająca się ze spoiwa mineralnego i wody zarobowej, zbrojona rozproszonym włóknem polipropylenowym w ilości 1% objętościowo, posiada jako wypełniacz lekki wypełniacz granulowany, ze styropianu wzmocnionego powierzchniowo żywicą epoksydową o frakcji < 8 mm 'i korzystnie w stosunku objętościowym zbrojonej matrycy do wypełniacza jak 1 do 1,1. Lekki materiał budowlany może zawierać dodatki mineralne takie, jak piasek, popiół lotny, a także domieszki chemiczne typu napowietrzająco-uplastyczniającego.

Sposób wytwarzania wyrobu budowlanego z lekkiego materiału budowlanego według wynalazku, charakteryzuje się tym, że miesza się spoiwo mineralne z rozproszonym włóknem polipropylenowym w ilości 1%o objętościowo, a następnie mieszankę zarabia się wodą zarobową, po czym dodaje się lekki wypełniacz granulowany, ze styropianu wzmocnionego powierzchniowo żywicą epoksydową o frakcji < 8 mm, korzystnie w stosunku objętościowym zbrojonej matrycy do wypełniacza jak 1 do 1,1 i krótko miesza się. Następnie warstwę materiału budowlanego o grubości 5-10 cm układa się w formie i poddaje zagęszczaniu na wstrząsarkach o częstotliwości 1 Hz w czasie ~30 sek., po czym operacje układania kolejnych warstw materiału i ich zagęszczanie powtarza się, aż do osiągnięcia wymaganej grubości wyrobu. Następnie uformowany wyrób budowlany poddawany jest dojrzewaniu, a po uzyskaniu przez wyrób wytrzymałości na ściskanie 1-2 MPa rozformowany. Warstwy materiału budowlanego układane są w szalunkach, a zagęszczanie każdej z warstw prowadzone jest poprzez sztychowanie lub przy pomocy wibratorów pogrążalnych o częstotliwości minimum 100 Hz.

Lekki materiał budowlany według wynalazku odznacza się jednorodną budową wpływającą na uzyskanie bardzo dobrych właściwości izolacyjnych i konstrukcyjnych.

Dobre właściwości techniczne i użytkowe wyrobu budowlanego wykonanego z lekkiego materiału budowlanego otrzymuje się w wyniku właściwego doboru składników materiału oraz sposobu jego formowania.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania wyrobu budowlanego, którego strukturę zobrazowano na rysunku.

Lekki materiał budowlany składa się z matrycy 1 wykonanej z zarobionego wodą spoiwa mineralnego w postaci cementu i zbrojonej rozproszonym włóknem polipropylenowym oraz wypełniacza. Włókno polipropylenowe zapobiega powstawaniu rys skurczowych powstających w pierwszym okresie wiązania betonu. Zastosowano przezroczyste włókno polipropylenowe o długości 20 mm i grubości 1,7 denicra. Włókno dodane jest do betonu w ilości 15 objętościowo, to znaczy 600-900 g/m³. Wypełniaczem jest lekki wypełniacz granulowany, wykonany ze styropianu wzmocnionego powierzchniowo żywicą epoksydową, o frakcji < 8 mm. Stosunek objętości uzbrojonej matrycy 1 do objętości wypełniacza 2 wynosi jak 1:1,1.

W celu poprawienia urabialności mieszanki materiału i późniejszej izolacyjności wyrobu wprowadzono domieszkę chemiczną typu napowietrzająco-uplastyczniającego, która powoduje powstawanie pęcherzy powietrznych, przez co dodatkowo zmniejsza się współczynnik przenikalności cieplnej wyrobu budowlanego i jego ciężar.

Przedmiot wynalazku w zakresie sposobu wytwarzania wyrobu budowlanego z lekkiego materiału budowlanego jest bliżej wyjaśniony w przykładach jego wykonania.

Przykład I. Wytwarzanie wyrobu z lekkiego materiału budowlanego dokonuje się w ten sposób, że miesza się 480 kg cementu z 0,60 kg rozproszonego włókna polipropylenowego, a następnie zarabia się 206,00 litrami wody zarobowej. Do tak przygotowanego zaczynu cementowego dodaje się 1060 litrów lekkiego wypełniacza granulowanego (granulat styro4

190 446 pianowy w utwardzonej otoczce) o frakcji 0-8 mm i krótko miesza się. Do wymieszania składników mieszanki wykorzystuje się betoniarkę wolnospadową.

Uzyskaną w powyższy sposób mieszankę układa się na dnie formy warstwą o grubości 5 cm. Następnie poddawana jest ona zagęszczaniu na wstrząsarce o częstotliwości 1 Hz w czasie ~30 sek. Na tak przygotowaną warstwę betonu układa się kolejną porcję betonu i poddaje zagęszczaniu w czasie kolejnych 30 sek. Czynności powtarzane są na przemian do momentu osiągnięcia w formie wymaganej grubości wyrobu. Po stwardnieniu betonu i uzyskaniu przez wyrób wytrzymałości na ściskanie 1-2 MPa wyrób wyjmuje się z formy i poddawany jest on pielęgnacji podobnie jak wyroby budowlane wykonane na przykład ze styrobetonu.

Otrzymany w powyższy sposób wyrób odznacza się dobrymi właściwościami fizykotechnicznymi i może być wykorzystany jako element konstrukcyjno-izolacyjny zbrojony na przykład w budownictwie mieszkaniowym.

Poniższa tabela przedstawia podstawowe parametry fizyko-techniczne wyrobu budowlanego wykonanego z lekkiego materiału budowlanego w sposób opisany powyżej oraz wyrobu wykonanego w znany sposób ze styrobetonu o składzie: 480,00 kg cementu, 200 litrów wody zarobowej, 1005 litrów granulatu styropianowego.

Właściwości	Lekki materiał budowlany	Styrobeton
Wytrzymałość na ściskanie wypełniacza (MPa)	1,79	0,20
Nasiąkliwość betonu (%)	12,00	16,50
Gęstość pozorna (kg/m3)	720	645
Wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach (MPa)	6,50	2,30
Moduł sprężystości (MPa)	3500	2400
Współczynnik λ (W/mK)	0,26	0,24

ΟΧ).

Przykład II. Mieszankę przygotowaną jak w przykładzie I układa się w kolejnych warstwach w drewnianych szalunkach, przy czym każdą warstwę materiału poddaje się zaęszczaniu wibratorami pogrążalnymi o częstotliwości 100 Hz. Po związaniu betonu i zdjęciu szalunku otrzymany monolityczny wyrób budowlany poddaje się pielęgnacji znanymi sposobami.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Lekki materiał budowlany zawierający spoiwo mineralne, wodę zarobową, dodatki ulepszające i wypełniacz sztuczny, znamienny tym, że matryca (1) składająca się ze spoiwa mineralnego i wody zarobowej, zbrojona rozproszonym włóknem polipropylenowym w ilości 1% objętościowo, posiada jako wypełniacz lekki wypełniacz granulowany (2), ze styropianu wzmocnionego powierzchniowo żywicą epoksydową o frakcji < 8 mm i korzystnie w stosunku objętościowym zbrojonej matrycy do wypełniacza jak 1 do 1,1.
2. 2. Lekki materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatki mineralne takie jak na przykład piasek, popiół lotny.
3. 3. Lekki materiał według zastrz. 3 albo 2, znamienny tym, że zawiera domieszki chemiczne typu napowietrzająco-uplastyczniającego.
4. 4. Sposób wytwarzania wyrobu budowlanego z lekkiego materiału budowlanego złożony z operacji przygotowania lekkiego materiału budowlanego, formowania wyrobu budowlanego, zagęszczania materiału i pielęgnacji uformowanego wyrobu budowlanego, znamienny tym, że miesza się spoiwo mineralne z rozproszonym włóknem polipropylenowym w ilości 1% objętościowo, a następnie mieszankę zarabia się wodą zarobową, po czym dodaje się lekki wypełniacz granulowany, ze styropianu wzmocnionego powierzchniowo żywicą epoksydową o frakcji < 8 mm, korzystnie w stosunku objętościowym zbrojonej matrycy do wypełniacza jak 1 do 1,1 i krótko miesza się, a następnie warstwę lekkiego materiału budowlanego o grubości 5-10 m układa się w formie i poddaje zagęszczaniu na wstrząsarkach o częstotliwości 1 Hz w czasie -30 sek., po czym operacje układania kolejnych warstw materiału i ich zagęszczanie powtarza się, aż do osiągnięcia wymaganej grubości wyrobu, a następnie uformowany wyrób budowlany poddawany jest dojrzewaniu, a po uzyskaniu przez wyrób wytrzymałości na ściskanie 1-2 MPa rozformowany.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że warstwy materiału budowlanego układane są w szalunkach, a zagęszczanie każdej z warstw prowadzone jest poprzez sztychowanie lub przy pomocy wibratorów pogrążalnych o częstotliwości minimum 10θ Hz.