RU2286249C2 - Method for manufacturing a multi-layer building product - Google Patents
Method for manufacturing a multi-layer building product Download PDFInfo
- Publication number
- RU2286249C2 RU2286249C2 RU2005104369/03A RU2005104369A RU2286249C2 RU 2286249 C2 RU2286249 C2 RU 2286249C2 RU 2005104369/03 A RU2005104369/03 A RU 2005104369/03A RU 2005104369 A RU2005104369 A RU 2005104369A RU 2286249 C2 RU2286249 C2 RU 2286249C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- layer
- concrete mixture
- polystyrene
- gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству многослойных строительных изделий, в том числе теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных, с улучшенными теплотехническими, физико-механическими и эксплуатационными свойствами.The invention relates to the production of multilayer construction products, including heat-insulating and structural-heat-insulating, with improved heat engineering, physico-mechanical and operational properties.
Известен способ изготовления многослойного строительного изделия (см. патент РФ №2130107, МПК6 Е 04 С 2/26, 1999 г.), включающий укладку и уплотнение наружного конструкционного слоя бетона заданной толщины, на который укладывают слой пористого утеплителя в виде пенополистирольной плиты, затем размещают паронепроницаемый теплоотражающий экран из фольги, укладывают на него второй слой пористого утеплителя в виде пенополистирольной плиты требуемой толщины, после чего полученную слоистую конструкцию закрывают внутренним конструкционным слоем бетона, который также уплотняют.A known method of manufacturing a multilayer building product (see RF patent No. 2130107, IPC 6 E 04 C 2/26, 1999), including laying and sealing the outer structural layer of concrete of a given thickness, on which a layer of porous insulation in the form of a polystyrene foam plate is laid, then a vapor-tight heat-reflecting foil screen is placed, a second layer of porous insulation is laid on it in the form of a polystyrene foam plate of the required thickness, after which the resulting layered structure is closed with an internal structural layer without She, who is also compacted.
Недостатком данного способа является то, что в изготавливаемых строительных изделиях в виде панелей не обеспечивается плотное сцепление между уплотненным бетоном наружного и внутреннего слоев и уложенными между ними пенополистирольными плитами. При эксплуатации панелей в зазорах между слоями может скапливаться влага с образованием "мостиков холода". Изготовление наружных слоев из уплотненного бетона приводит к утяжелению панели и увеличению ее теплопроводности. Кроме того, фольга теплоотражающего экрана не обеспечивает надежное сцепление между плитами пенополистирола, так как ни фольга, ни пенополистирол не содержат клеящих веществ. К тому же фольга является весьма дорогостоящим материалом.The disadvantage of this method is that in the manufactured building products in the form of panels, tight adhesion between the compacted concrete of the outer and inner layers and the polystyrene plates laid between them is not ensured. When using the panels in the gaps between the layers, moisture can accumulate with the formation of "cold bridges". The manufacture of outer layers of compacted concrete leads to a weighting of the panel and an increase in its thermal conductivity. In addition, the foil of the heat-reflecting screen does not provide reliable adhesion between the plates of expanded polystyrene, since neither the foil nor the expanded polystyrene contain adhesives. In addition, foil is a very expensive material.
Известен также способ изготовления многослойного строительного изделия (см. заявку РФ №96123547, МПК6 В 28 В 5/00, В 32 В 5/18, БИ №9, 1999 г.), включающий приготовление смеси мелкозернистого бетона путем перемешивания компонентов смеси с водой, заливку смеси в форму с образованием конструкционного слоя изделия и виброуплотнение смеси. На слой уплотненной смеси насыпают необходимое количество бисерного полистирола с образованием теплоизоляционного слоя, затем форму закрывают крышкой, образующей свободное пространство, соответствующее требуемой толщине теплоизоляционного слоя изделия, и нагревают компоненты изделия до температуры около 90°C с вспениванием полистирола и твердением бетонной смеси. Пар, образующийся при испарении воды из бетонной смеси, способствует вспениванию полистирола, который, увеличиваясь в объеме, занимает пространство под крышкой формы и создает избыточное давление, направленное в сторону конструкционного слоя изделия.There is also a known method of manufacturing a multilayer building product (see RF application No. 96123547, IPC 6 V 28 V 5/00, 32 V 5/18, BI No. 9, 1999), comprising preparing a mixture of fine concrete by mixing the components of the mixture with water, pouring the mixture into the mold with the formation of the structural layer of the product and vibration compaction of the mixture. The required amount of bead polystyrene is poured onto the layer of compacted mixture with the formation of a heat-insulating layer, then the form is closed with a lid forming a free space corresponding to the required thickness of the heat-insulating layer of the product, and the components of the product are heated to a temperature of about 90 ° C with foaming of the polystyrene and hardening of the concrete mixture. The steam generated during the evaporation of water from the concrete mixture promotes foaming of polystyrene, which, increasing in volume, occupies the space under the mold cover and creates excess pressure directed towards the structural layer of the product.
Получаемые известным способом изделия характеризуются пониженными теплоизоляционными свойствами вследствие использования в их составе тяжелого виброуплотненного бетона. Способ не обеспечивает хорошего сцепления полистирола с уплотненным бетоном, несмотря на создание внутри формы избыточного давления, поскольку вспененный полистирол взаимодействует с виброуплотненным полутвердым бетоном, что понижает эффективность адгезионного процесса. Кроме того, получаемые изделия характеризуются недостаточно высоким коэффициентом конструктивного качества и пониженными теплоизоляционными свойствами вследствие использования в их составе тяжелого виброуплотненного бетона, практически не имеющего пор.Obtained in a known manner, products are characterized by reduced thermal insulation properties due to the use of heavy vibro-compacted concrete in their composition. The method does not provide good adhesion of polystyrene to compacted concrete, despite the creation of excess pressure inside the mold, since foamed polystyrene interacts with vibro-compacted semi-solid concrete, which reduces the efficiency of the adhesive process. In addition, the resulting products are not characterized by a sufficiently high coefficient of structural quality and low heat-insulating properties due to the use of heavy vibro-compacted concrete with practically no pore in their composition.
Техническим результатом способа согласно изобретению является улучшение теплофизических характеристик получаемых многослойных изделий при обеспечении надежного сцепления между слоями, а также повышение коэффициента конструктивного качества изделия.The technical result of the method according to the invention is to improve the thermophysical characteristics of the resulting multilayer products while ensuring reliable adhesion between the layers, as well as increasing the coefficient of structural quality of the product.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления многослойного строительного изделия, включающем перемешивание компонентов мелкозернистой бетонной смеси с водой, укладку смеси в форму с образованием первого конструкционного слоя изделия, размещение слоя гранулированного полистирола на поверхности первого конструкционного слоя с образованием теплоизоляционного слоя, закрытие формы крышкой и тепловую обработку изделия с вспениванием полистирола и твердением бетона, согласно изобретению в состав бетонной смеси вводят газообразующую добавку, при перемешивании компонентов используют холодную воду, пенополистирол берут в виде частично вспененных гранул, на теплоизоляционном слое располагают пароизоляционный слой из гидроизоляционного материала на основе органического вяжущего, на который укладывают мелкозернистую бетонную смесь с газообразующей добавкой с образованием второго конструкционного слоя изделия, причем тепловую обработку изделия ведут вначале при пониженной температуре, обеспечивающей вспучивание бетонной смеси первого и второго конструкционных слоев, а затем при повышенной температуре, обеспечивающей довспенивание гранул полистирола теплоизоляционного слоя и твердение бетона.The technical result is achieved in that in a method for manufacturing a multilayer building product, comprising mixing the components of a fine-grained concrete mixture with water, laying the mixture into a mold to form the first structural layer of the product, placing a granular polystyrene layer on the surface of the first structural layer to form a heat-insulating layer, closing the mold with a lid and heat treatment of the product with foaming polystyrene and hardening of concrete, according to the invention in the composition of the concrete mixture it is a gas-forming additive, cold water is used when mixing the components, polystyrene foam is taken in the form of partially foamed granules, a vapor barrier layer of a waterproofing material based on an organic binder is placed on the heat-insulating layer, onto which a fine-grained concrete mixture with a gas-forming additive is laid to form the second structural layer of the product, heat treatment of the product is carried out initially at a low temperature, which ensures expansion of the concrete mixture of the first and second structural layers, and then at elevated temperature, providing additional foaming of the polystyrene granules of the insulating layer and hardening of concrete.
Технический результат достигается также тем, что в качестве газообразующей добавки бетонной смеси используют алюминиевую пудру, а холодную воду берут с температурой 5-25°С.The technical result is also achieved by the fact that aluminum powder is used as a gas-forming additive of the concrete mixture, and cold water is taken with a temperature of 5-25 ° C.
Технический результат достигается также и тем, что при формировании теплоизоляционного слоя используют частично вспененный полистирол с коэффициентом вспенивания 4-11.The technical result is also achieved by the fact that when forming a heat-insulating layer, partially foamed polystyrene with a foaming coefficient of 4-11 is used.
На достижение технического результата направлено то, что гидроизоляционный материал на основе органического вяжущего представляет собой толь, рубероид или пергамин.To achieve a technical result, the aim is that the waterproofing material based on an organic binder is roofing felt, roofing felt or glassine.
На достижение технического результата направлено то, что тепловую обработку изделия ведут в предварительно разогретой до 40-45°С пропарочной камере путем выдержки изделия при этой температуре в течение 20-30 мин, повышения температуры до 70-95°С в течение 40-50 мин, выдержки изделия в течение 6-8 ч и снижения температуры в пропарочной камере до 35-40°С в течение 3-4 ч.The technical result is aimed at the fact that the heat treatment of the product is carried out in a steaming chamber preheated to 40-45 ° C by holding the product at this temperature for 20-30 minutes, raising the temperature to 70-95 ° C for 40-50 minutes , holding the product for 6-8 hours and lowering the temperature in the steaming chamber to 35-40 ° C for 3-4 hours
На достижение технического результата направлено также то, что перед укладкой мелкозернистой бетонной смеси с газообразующей добавкой для образования первого конструкционного слоя изделия на дно формы вначале укладывают нижний защитный слой мелкозернистой бетонной смеси без газообразующей добавки.The technical result is also directed to the fact that before laying the fine-grained concrete mixture with the gas-forming additive to form the first structural layer of the product, the lower protective layer of the fine-grained concrete mixture without the gas-forming additive is first laid on the bottom of the mold.
На достижение технического результата направлено также и то, что нижний защитный слой мелкозернистой бетонной смеси без газообразующей добавки содержит минеральную красящую добавку.To achieve the technical result, it is also directed that the lower protective layer of fine-grained concrete mixture without a gas-forming additive contains a mineral coloring additive.
Достижению технического результата способствует то, что после укладки мелкозернистой бетонной смеси с газообразующей добавкой для образования второго конструкционного слоя изделия на него укладывают верхний защитный слой мелкозернистой бетонной смеси без газообразующей добавки.The achievement of the technical result is facilitated by the fact that after laying the fine-grained concrete mixture with the gas-forming additive to form the second structural layer of the product, the upper protective layer of the fine-grained concrete mixture without the gas-forming additive is laid on it.
Достижению технического результата способствует и то, что суммарная начальная толщина hнач слоев изделия до тепловой обработки и конечная толщина hкон слоев изделия после тепловой обработки связаны соотношением:The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that the total initial thickness h beginning of product layers before heat treatment and the final thickness h con of product layers after heat treatment are related by the ratio:
hнач=(0,93-0,95)hкон.h beg = (0.93-0.95) h con .
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что слои, составляющие конструкцию многослойного строительного изделия, а именно первый и второй конструкционные слои из бетонной смеси с газообразующей добавкой и размещенные между ними пароизоляционный слой из гидроизоляционного материала на основе органического вяжущего и теплоизоляционный слой из пенополистирола, образуются в процессе тепловлажностной обработки изделия в закрытой форме в пропарочной камере. Изделие формируют, как минимум, из трех материалов, два из которых - бетонная смесь с газообразующей добавкой и частично вспененные гранулы полистирола - последовательно увеличиваются в объеме в процессе нагревания. При этом происходит вдавливание образовавшегося пенополистирольного слоя в контактирующий с ним еще не затвердевший первый конструкционный слой, с одной стороны, и размягченный пароизоляционный слой из материала на основе органического вяжущего, с другой стороны. В свою очередь, пароизоляционный слой подпрессовывается ко второму еще не затвердевшему конструкционному слою. Вследствие расширения материалов изделия в замкнутом пространстве закрытой формы происходит взаимное прессование слоев с обеспечением прочного сцепления взаимодействующих слоев изделия без образования "мостиков холода", что улучшает теплофизические и физико-механические свойства многослойного изделия. Получаемые изделия имеют повышенный коэффициент конструктивного качества изделий, представляющий собой отношение прочности бетона к квадрату его плотности, а также улучшенные теплоизоляционные и эксплуатационные характеристики.The essence of the invention lies in the fact that the layers that make up the construction of a multilayer building product, namely, the first and second structural layers of concrete mix with a gas-forming additive and a vapor barrier layer made of a waterproofing material based on an organic binder and a thermal insulation layer of polystyrene foam placed between them, are formed in the process of moisture and moisture treatment of the product in a closed form in a steaming chamber. The product is formed of at least three materials, two of which - concrete mixture with a gas-forming additive and partially foamed polystyrene granules - consistently increase in volume during heating. In this case, the formed polystyrene foam layer is pressed into the yet not hardened first structural layer, on the one hand, and the softened vapor barrier layer from the material based on the organic binder, on the other hand. In turn, the vapor barrier layer is pressed to the second structural layer that has not yet hardened. Due to the expansion of the product materials in a closed space of a closed form, the layers are pressed together to provide strong adhesion to the interacting product layers without the formation of "cold bridges", which improves the thermophysical and physico-mechanical properties of the multilayer product. The resulting products have an increased coefficient of structural quality of products, which is the ratio of the strength of concrete to the square of its density, as well as improved thermal insulation and operational characteristics.
Введение в состав мелкозернистой бетонной смеси газообразующей добавки позволяет получить бетонную смесь, которая в результате вспучивания обеспечивает более надежное сцепление между конструкционным и теплоизоляционным слоями, а после затвердевания обладает пониженной теплопроводностью. Получаемое при этом изделие обладает повышенным коэффициентом конструктивного качества.The introduction of a gas-forming additive into the composition of a fine-grained concrete mixture makes it possible to obtain a concrete mixture, which, as a result of expansion, provides a more reliable adhesion between the structural and heat-insulating layers and, after hardening, has a reduced thermal conductivity. The resulting product has an increased coefficient of structural quality.
Перемешивание полученной бетонной смеси с холодной (неподогретой) водой позволяет затормозить газообразование и вспучивание бетонной смеси, так как эти процессы напрямую зависят от температуры, которая является оптимальной в диапазоне 40-45°С. Замедление этих процессов необходимо для размещения в форме остальных слоев изделия до начала активного вспучивания бетонной смеси с газообразующей добавкой.Mixing the resulting concrete mixture with cold (unheated) water allows you to slow down the gas formation and expansion of the concrete mixture, since these processes directly depend on the temperature, which is optimal in the range of 40-45 ° C. Slowing down of these processes is necessary for placement in the form of the remaining layers of the product before active swelling of the concrete mix with the gas-forming additive begins.
Формирование теплоизоляционного слоя из частично вспененных гранул полистирола позволяет ограничить расширение этого слоя по высоте при дальнейшем вспенивании полистирола. Это позволяет исключить разрушение укладываемого на него второго конструкционного слоя изделия.The formation of a heat-insulating layer from partially foamed polystyrene granules makes it possible to limit the expansion of this layer in height with further foaming of polystyrene. This eliminates the destruction of the second structural layer of the product laid on it.
Для предотвращения протекания бетонной смеси второго конструкционного слоя в межзерновое пространство полистирольных гранул, а также улучшения сцепления полистирола с бетоном этого конструкционного слоя на теплоизоляционном слое располагают пароизоляционный слой из гидроизоляционного материала на основе органического вяжущего. Пароизоляционный слой одновременно исключает увлажнение теплоизоляционного слоя вследствие возможной конденсации влаги между газобетоном и пенополистиролом преимущественно со стороны второго конструкционного слоя изделия.To prevent leakage of the concrete mixture of the second structural layer into the intergranular space of polystyrene granules, as well as to improve the adhesion of polystyrene to concrete of this structural layer, a vapor barrier made of a waterproofing material based on an organic binder is placed on the heat-insulating layer. The vapor barrier layer simultaneously eliminates the wetting of the heat insulation layer due to the possible condensation of moisture between the aerated concrete and polystyrene foam mainly from the side of the second structural layer of the product.
Использование второго конструкционного слоя, выполненного из бетонной смеси с газообразующей добавкой, позволяет повысить несущую способность изделия, а также его долговечность и пожаробезопасность.The use of a second structural layer made of concrete mixture with a gas-forming additive allows to increase the load-bearing capacity of the product, as well as its durability and fire safety.
Тепловая обработка получаемого изделия осуществляется в первую очередь для ускорения твердения бетона. В процессе тепловой обработки при пониженной температуре происходит первоначальное вспучивание газобетонной смеси первого и второго конструкционных слоев. С последующим повышением температуры происходят довспенивание частично вспененных гранул полистирола теплоизоляционного слоя, расплавление органического вяжущего, содержащегося в гидроизоляционном материале, и приклеивание второго конструкционного слоя к пенополистирольному теплоизоляционному слою.The heat treatment of the resulting product is carried out primarily to accelerate the hardening of concrete. In the process of heat treatment at low temperature, the initial expansion of the aerated concrete mixture of the first and second structural layers occurs. With a subsequent increase in temperature, the foaming of partially foamed polystyrene granules of the heat-insulating layer, the fusion of the organic binder contained in the waterproofing material, and the second structural layer adhere to the polystyrene heat-insulating layer occur.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в улучшении теплофизических характеристик получаемых многослойных изделий при обеспечении надежного сцепления между слоями, а также в повышении коэффициента конструктивного качества изделия.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in improving the thermophysical characteristics of the resulting multilayer products while ensuring reliable adhesion between the layers, as well as in increasing the coefficient of structural quality of the product.
В конкретных частных случаях осуществления изобретения предпочтительно в качестве газообразующей добавки бетонной смеси использовать алюминиевую пудру как наиболее распространенный и эффективный газообразователь.In specific particular cases of the invention, it is preferable to use aluminum powder as the most common and effective blowing agent as the gas-forming additive of the concrete mixture.
Желательно, чтобы температура холодной воды составляла 5-25°С. При температуре выше 25°С ускорится вспучивание бетонной смеси, что не позволит заформовать изделие. Температура воды ниже 5 нежелательна из технологических и энергетических соображений.It is desirable that the temperature of cold water is 5-25 ° C. At temperatures above 25 ° C, the expansion of the concrete mixture will accelerate, which will not allow the product to be molded. Water temperatures below 5 are undesirable for technological and energy reasons.
Предпочтительно использовать частично вспененные гранулы полистирола с коэффициентом вспенивания 4-11. При коэффициенте вспенивания менее 4 будет происходить перепрессовка полистирола в форме, а при коэффициенте вспенивания более 11 будет происходить недопрессовка полистирола с выкрашиванием отдельных его гранул.Partially foamed polystyrene granules with a foaming coefficient of 4-11 are preferably used. When the foaming coefficient is less than 4, polystyrene in the mold will be repressed, and when the foaming coefficient is more than 11, polystyrene will be under-pressed with its individual granules chipping.
Предпочтительно в качестве гидроизоляционного материала на основе органического вяжущего использовать толь, рубероид или пергамин - рулонные материалы, в которых функцию органического вяжущего выполняют деготь или битум. Обычно пароизоляционный слой имеет форму изделия и его располагают на теплоизоляционном слое с зазором 3-5 мм между кромками листа материала и боковыми стенками формы. Во время тепловой обработки изделия гидроизоляционный материал размягчается, и выделяющийся из него деготь или битум пропитывает и склеивает контактирующие слои.Preferably, as a waterproofing material based on an organic binder, roofing material or roofing paper or glassine are used — roll materials in which tar or bitumen serve as an organic binder. Typically, the vapor barrier layer has the shape of the product and is placed on the heat insulation layer with a gap of 3-5 mm between the edges of the sheet of material and the side walls of the mold. During the heat treatment of the product, the waterproofing material softens, and the tar or bitumen released from it impregnates and glues the contacting layers.
Тепловую обработку изделия в закрытой форме предпочтительно проводить в пропарочной камере, обеспечивающей равномерный разогрев многослойного разнокомпонентного изделия, который получают по заявляемому способу. Пропарочную камеру предварительно разогревают до 40-45°С, чтобы ускорить нагрев бетона от его начальной температуры до температуры 40-45°С, при которой происходят ускоренные процессы газообразования и вспучивания содержащей газообразующую добавку бетонной смеси первого и второго конструкционных слоев изделия. Эта температура недостаточна для вспенивания гранул полистирола, и они остаются без изменений.The heat treatment of the product in a closed form is preferably carried out in a steaming chamber, providing uniform heating of the multilayer multicomponent product, which is obtained by the present method. The steaming chamber is preheated to 40-45 ° C in order to accelerate the heating of concrete from its initial temperature to a temperature of 40-45 ° C, at which accelerated processes of gas generation and expansion of the concrete mixture containing the gas-forming additive of the first and second structural layers of the product occur. This temperature is insufficient for foaming polystyrene granules, and they remain unchanged.
Вспучивание бетонной смеси первого и второго конструкционных слоев обеспечивается путем выдержки получаемого изделия при температуре 40-45°С в течение 20-30 мин. При температуре ниже 40°С и выдержке менее 20 мин происходит замедленное газообразование и вспучивание бетонной смеси, что нежелательно. При температуре более 45°С и выдержке более 30 мин газообразование будет происходить излишне интенсивно.The expansion of the concrete mixture of the first and second structural layers is achieved by holding the resulting product at a temperature of 40-45 ° C for 20-30 minutes. At a temperature below 40 ° C and a shutter speed of less than 20 minutes there is a slow gas formation and expansion of the concrete mixture, which is undesirable. At a temperature of more than 45 ° C and holding for more than 30 minutes, gas generation will occur too intensely.
При дальнейшем повышении температуры в пропарочной камере до 70-95°С в течение 40-50 мин с началом изотермической выдержки происходит довспенивание гранул полистирола с впрессовыванием их в теплоизоляционный слой и прижатием последнего к конструкционным слоям вследствие замкнутости объема закрытой формы и невозможности расширения материалов сверх объема формы. Повышение температуры в пропарочной камере менее чем за 40 мин может вызвать образование трещин в газобетоне из-за большого градиента температуры по сечению изделия, а повышение температуры более чем за 50 мин технологически нецелесообразно.With a further increase in the temperature in the steaming chamber to 70-95 ° С for 40-50 min, with the beginning of isothermal exposure, the polystyrene granules are expanded onto the insulating layer and pressed to the structural layers due to the closed volume of the closed form and the impossibility of expanding materials over the volume forms. An increase in temperature in a steaming chamber in less than 40 minutes can cause cracking in aerated concrete due to a large temperature gradient over the cross section of the product, and a temperature increase of more than 50 minutes is not technologically feasible.
Изотермическая выдержка изделия в течение 6-8 ч повышает прочность бетона до 65-70% марочной прочности. Последующее снижение температуры в пропарочной камере до 35-40°С в течение 3-4 ч исключает трещинообразование в изделии.Isothermal exposure of the product for 6-8 hours increases the strength of concrete to 65-70% of brand strength. A subsequent decrease in temperature in the steaming chamber to 35-40 ° C for 3-4 hours eliminates cracking in the product.
Укладка на дно формы нижнего слоя мелкозернистой бетонной смеси без газообразующей добавки перед укладкой мелкозернистой бетонной смеси с газообразующей добавкой позволяет повысить поверхностную твердость изделия, уменьшить его сорбционную влажность, водопоглощение и капиллярный подсос, что повышает эксплуатационные характеристики готового изделия. Толщина такого защитного слоя составляет 0,01-0,10 суммарной начальной толщины hнач слоев изделия до тепловой обработки.Laying the bottom layer of the lower layer of fine-grained concrete mixture without a gas-forming additive before laying the fine-grained concrete mixture with a gas-forming additive allows to increase the surface hardness of the product, reduce its sorption moisture, water absorption and capillary suction, which increases the operational characteristics of the finished product. The thickness of such a protective layer is 0.01-0.10 of the total initial thickness h of the beginning layers of the product before heat treatment.
Введение минеральной красящей добавки в нижний защитный слой мелкозернистой бетонной смеси, не содержащей газообразующую добавку, позволяет повысить декоративность изготовляемых строительных изделий. В качестве минеральной красящей добавки могут использоваться пигменты, обладающие термо-, влаго- и щелочестойкостью, в частности охра, сурик и т.п., при этом количество добавки зависит от требуемой цветности поверхности изделия и свойств пигмента.The introduction of a mineral coloring additive in the lower protective layer of fine-grained concrete mixture that does not contain a gas-forming additive allows to increase the decorativeness of manufactured building products. As a mineral coloring additive, pigments having thermal, moisture and alkali resistance, in particular ocher, red lead, etc., can be used, the amount of the additive depending on the desired color of the product surface and the properties of the pigment.
Укладка верхнего слоя мелкозернистой бетонной смеси без газообразующей добавки на второй конструкционный слой изделия с газообразующей добавкой позволяет дополнительно повысить его эксплуатационные характеристики. Толщина верхнего защитного слоя, так же как и нижнего, составляет 0,01-0,10 суммарной начальной толщины hнач слоев изделия до тепловой обработки.Laying the upper layer of fine-grained concrete mixture without a gas-forming additive on the second structural layer of the product with a gas-forming additive can further increase its operational characteristics. The thickness of the upper protective layer, as well as the lower one, is 0.01-0.10 of the total initial thickness h beginning of the product layers before heat treatment.
Желательно, чтобы суммарная начальная толщина hнач слоев изделия до тепловой обработки и конечная толщина hкон слоев изделия после тепловой обработки были связаны соотношением: hнач=(0,93-0,95)hкон. Это обусловлено необходимостью создания свободного объема в форме для вспучивания бетонной смеси с газообразующей добавкой и довспенивания полистирола при тепловой обработке изделия. При суммарной толщине слоев изделия до тепловой обработки менее 0,93 hкон будет иметь место недопрессовка полистирола, а при толщине слоев изделия более 0,95 hкон конструкционные слои изделия будут переуплотнены, что ухудшит его теплоизоляционные свойства.Desirably, the total initial thickness h nach layers of the article before the heat treatment and the final thickness h con layers of the article after the heat treatment were related by the equation: h nach = (0,93-0,95) h kon. This is due to the need to create a free volume in the mold for expanding the concrete mixture with the gas-forming additive and expanding the polystyrene during heat treatment of the product. When the total thickness of the layers of the article before the heat treatment less than 0,93 h con will occur nedopressovka polystyrene and layers of the article at a thickness of more than 0,95 h con structural layers products are overcrowded, which deteriorates its insulating properties.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения теплофизических характеристик получаемых многослойных изделий, обеспечения надежного сцепления между слоями, а также повышения коэффициента конструктивного качества изделия.The above particular features of the invention allow the method to be carried out in the optimal mode from the point of view of the thermophysical characteristics of the resulting multilayer products, to ensure reliable adhesion between the layers, and also to increase the coefficient of structural quality of the product.
Способ согласно изобретению осуществляют следующим образом. Вначале взвешивают расчетное количество твердых компонентов бетонной смеси: вяжущего вещества в виде цемента, извести или их смеси, а также кремнеземистого заполнителя в виде молотого песка или золошлаковых отходов. Взвешенные компоненты загружают в бетоносмеситель, в который предварительно заливают требуемое количество холодной (неподогретой) воды с температурой 5-25°С, и перемешивают в течение 2-3 мин. Затем в бетонную смесь вводят газообразующую добавку в виде водной суспензии алюминиевой пудры и компоненты перемешивают в течение 45-60 секунд.The method according to the invention is as follows. First, the calculated amount of the solid components of the concrete mixture is weighed: a binder in the form of cement, lime or a mixture thereof, as well as a siliceous aggregate in the form of ground sand or ash and slag waste. The suspended components are loaded into a concrete mixer, into which the required amount of cold (unheated) water with a temperature of 5-25 ° C is preliminarily poured, and mixed for 2-3 minutes. Then, a gas-forming additive in the form of an aqueous suspension of aluminum powder is introduced into the concrete mixture and the components are mixed for 45-60 seconds.
Приготовленную таким образом бетонную смесь заливают на дно формы, имеющей конфигурацию изделия, с образованием первого конструкционного слоя изделия. Форма снабжена крышкой с прижимными болтами для жесткой ее фиксации после окончания формования изделия. Толщина слоя бетонной смеси должна быть такой, чтобы после ее тепловой обработки получился бетонный слой требуемой прочности. На открытую поверхность залитой бетонной смеси засыпают слой частично вспененного полистирола, толщина которого равна высоте теплоизоляционного слоя готового изделия. Затем на слой частично вспененного полистирола укладывают лист, вырезанный из гидроизоляционного рулонного материала на основе органического вяжущего, и на него заливают слой бетонной смеси требуемой толщины с образованием второго конструкционного слоя изделия. Толщину слоев изделия выбирают с учетом того, чтобы суммарная начальная толщина слоев изделия до тепловой обработки и конечная толщина слоев изделия после тепловой обработки были связаны соотношением hнач=(0,93-0,95)hкон.Thus prepared concrete mixture is poured to the bottom of the mold having the configuration of the product, with the formation of the first structural layer of the product. The mold is equipped with a cover with clamping bolts for rigid fixation after the end of the molding of the product. The thickness of the concrete mixture layer must be such that after its heat treatment a concrete layer of the required strength is obtained. A layer of partially foamed polystyrene, the thickness of which is equal to the height of the heat-insulating layer of the finished product, is poured onto the open surface of the poured concrete mixture. Then, a sheet cut from a waterproofing roll material based on an organic binder is laid on a partially expanded polystyrene layer, and a layer of concrete mixture of the required thickness is poured onto it to form a second structural layer of the product. The thickness of the product layers is chosen taking into account that the total initial thickness of the product layers before heat treatment and the final thickness of the product layers after heat treatment are related by the ratio h beg = (0.93-0.95) h con .
После заливки второго слоя бетонной смеси форму закрывают фиксируемой крышкой, помещают в пропарочную камеру, предварительно разогретую 40-45°С, и начинают тепловую обработку изделия. Вначале изделие выдерживают при этой температуре в течение 20-30 мин, в результате чего компоненты изделия разогреваются до 40-45°С и начинаются газообразование и вспучивание бетонной смеси. Затем температуру в камере повышают до 70-95°С в течение 40-50 мин и подвергают выдержке при этой температуре в течение 6-8 ч. В начальной стадии выдержки в течение 3-5 мин происходит интенсивное довспенивание частично вспененного полистирола с образованием однородного пористого теплоизоляционного слоя, подпрессованного к первому и второму конструкционным слоям изделия. После окончания выдержки проводят плавное снижение температуры в пропарочной камере до 35-40°С в течение 3-4 ч. По окончании охлаждения форму выгружают из пропарочной камеры, разбирают и извлекают из нее изделие, которое подвергают сушке при температуре 50-60°С.After pouring the second layer of concrete mixture, the mold is closed with a fixed lid, placed in a steaming chamber, preheated 40-45 ° C, and the heat treatment of the product begins. Initially, the product is kept at this temperature for 20-30 minutes, as a result of which the components of the product are heated to 40-45 ° C and gas formation and expansion of the concrete mix begin. Then the temperature in the chamber is increased to 70-95 ° C for 40-50 minutes and subjected to exposure at this temperature for 6-8 hours. In the initial stage of exposure for 3-5 minutes, an intensive foaming of partially foamed polystyrene occurs with the formation of a uniform porous a heat-insulating layer pressed into the first and second structural layers of the product. After the end of the exposure, a gradual decrease in the temperature in the steaming chamber is carried out to 35-40 ° C for 3-4 hours. After cooling, the mold is unloaded from the steaming chamber, the product is disassembled and removed from it, which is dried at a temperature of 50-60 ° C.
Для повышения эксплуатационных характеристик изделия на дно формы вначале может быть уложена мелкозернистая бетонная смесь, используемая для образования первого и второго конструкционных слоев, но без газообразующей добавки. Возможна также укладка верхнего защитного слоя мелкозернистой бетонной смеси без газообразующей добавки на второй конструкционный слой изделия с газообразующей добавкой. При этом толщина как нижнего, так и верхнего защитных слоев находится в пределах 0,01-0,10 суммарной начальной толщины hнач слоев изделия до тепловой обработки.To improve the operational characteristics of the product, at the bottom of the mold, a fine-grained concrete mixture can be laid first, used to form the first and second structural layers, but without a gas-forming additive. It is also possible to lay the upper protective layer of fine-grained concrete mixture without a gas-forming additive on the second structural layer of the product with a gas-forming additive. Moreover, the thickness of both the lower and upper protective layers is in the range of 0.01-0.10 of the total initial thickness h of the beginning of the layers of the product before heat treatment.
Получаемые многослойные изделия наряду с улучшенными теплофизическими характеристиками обладают повышенной пожарной безопасностью и долговечностью, так как горючий материал в виде полистирола закрыт со всех сторон негорючим материалом - газобетоном. Кроме того, получаемые изделия имеют повышенный коэффициент конструктивного качества. Физико-механические и теплотехнические свойства изделий относительно легко и в широких пределах регулируются свойствами и толщиной газобетонного и пенополистирольного слоев. Варьируя плотностью и толщиной конструкционных слоев, можно изготавливать изделия широкой номенклатуры: от особо легких теплоизоляционных со средней плотностью 150-300 кг/м3 до конструкционно-теплоизоляционных - плотностью 500-1000 кг/м3.The resulting multilayer products along with improved thermophysical characteristics have increased fire safety and durability, since the combustible material in the form of polystyrene is closed on all sides by a non-combustible material - aerated concrete. In addition, the resulting products have an increased coefficient of structural quality. The physicomechanical and thermotechnical properties of the products are relatively easily and widely controlled by the properties and thickness of the aerated concrete and polystyrene foam layers. Varying the density and thickness of the structural layers, it is possible to produce products of a wide range: from especially light heat-insulating materials with an average density of 150-300 kg / m 3 to structural and heat-insulating ones with a density of 500-1000 kg / m 3 .
Сущность и преимущества заявленного способа могут быть пояснены следующими Примерами конкретного выполнения.The essence and advantages of the claimed method can be illustrated by the following Examples of specific performance.
В Примерах при приготовлении бетонной смеси были использованы следующие материалы: 25-40 мас.% портландцемента марки 400, 10-15 мас.% известково-песчаного вяжущего с общим содержанием СаО и MgO 26-32%, 45-60 мас.% золошлаковой смеси из золоотвала ТЭЦ с насыпной плотностью 1000 кг/м3 и удельной поверхностью 220 м2/кг, 0,01-0,05 мас.% алюминиевой пудры марки ПАП-1 и 48-55 мас.% воды сверх 100% сухой смеси при температуре воды 5-25°С.In the Examples, in the preparation of the concrete mixture, the following materials were used: 25-40 wt.% Portland cement grade 400, 10-15 wt.% Lime-sand binder with a total content of CaO and MgO 26-32%, 45-60 wt.% Ash and slag mixture from the ash dump of a thermal power plant with a bulk density of 1000 kg / m 3 and a specific surface area of 220 m 2 / kg, 0.01-0.05 wt.% aluminum powder grade PAP-1 and 48-55 wt.% water in excess of 100% dry mix at water temperature 5-25 ° C.
Для определения свойств многослойного строительного изделия, таких как средняя плотность, прочность при сжатии, водопоглощение, морозостойкость, изготавливали стандартные образцы-кубы с размерами граней 7,07 см, для определения капиллярного подсоса - призмы 7,07×7,07×21 см, для определения теплопроводности - плитки 25×25×5 см.To determine the properties of a multilayer building product, such as average density, compressive strength, water absorption, and frost resistance, standard cubic samples with face sizes of 7.07 cm were made; for determining capillary suction, prisms were 7.07 × 7.07 × 21 cm. for determining thermal conductivity - tiles 25 × 25 × 5 cm.
В расчете на плотность газобетона в сухом состоянии 800 кг/м3 приготовляют бетонную смесь в лабораторном лопастном смесителе. Затем в форму, смазанную сульфанолом, заливают приготовленную смесь слоем различной толщины в зависимости от заданной плотности и прочности изделия для образования первого конструкционного слоя. На поверхность залитой бетонной смеси засыпают частично вспененный полистирол для образования теплоизоляционного слоя. Толщину слоя полистирола выбирают с учетом требуемой теплопроводности и средней плотности изделия. Частичное вспенивание полистирола производят путем обработки бисерного (невспененного) полистирола водяным паром в течение 1,5-3,0 мин до обеспечения коэффициента вспенивания 4-11. На засыпанный частично вспененный полистирол укладывают лист, вырезанный из гидроизоляционного рулонного материала на основе органического вяжущего: толи, рубероида или пергамина, с образованием пароизоляционного слоя. На него заливают слой бетонной смеси требуемой толщины для образования второго конструкционного слоя. Суммарную толщину всех слоев изделия до тепловой обработки выбирают в зависимости от его требуемой прочности с учетом того, чтобы начальная толщина слоев изделия hнач перед тепловой обработкой и конечная толщина hкон слоев изделия после тепловой обработки были связаны соотношением: hнач=(0,93-0,95)hкон. Затем форму закрывают крышкой и жестко фиксируют ее прижимными болтами. Закрытую таким образом форму помещают в пропарочную камеру, предварительно разогретую до 40-45°С, и начинают тепловую обработку образцов изделия. В начале тепловой обработки в течение 20-30 мин образцы разогревают до 40-45°С для вспучивания и стабилизации бетонной смеси. Затем в течение 40-50 мин поднимают температуру в пропарочной камере до 70-95°С и выдерживают эту температуру 6-8 ч. По окончании выдержки проводят плавное снижение температуры в пропарочной камере до 35-40°С в течение 3-4 ч. По завершении охлаждения форму выгружают из пропарочной камеры, разбирают и извлекают из нее образцы, которые сушат в сушильном шкафу при температуре 50-60°С до достижения ими постоянной массы.Based on the density of aerated concrete in the dry state of 800 kg / m 3 , the concrete mixture is prepared in a laboratory paddle mixer. Then, in the mold lubricated with sulfanol, the prepared mixture is poured with a layer of various thickness depending on the specified density and strength of the product to form the first structural layer. Partially foamed polystyrene is poured onto the surface of the poured concrete mixture to form a heat-insulating layer. The thickness of the polystyrene layer is selected taking into account the required thermal conductivity and the average density of the product. Partial foaming of polystyrene is carried out by treating bead (non-foamed) polystyrene with steam for 1.5-3.0 minutes to provide a foaming ratio of 4-11. A sheet cut from a waterproofing roll material based on an organic binder: roofing felts, roofing felt or glassine, is laid on a partially filled foam polystyrene, with the formation of a vapor barrier. A layer of concrete mixture of the required thickness is poured onto it to form a second structural layer. The total thickness of all layers of the article before the heat treatment is selected depending on the required strength, given that the initial thickness of the layers of the article nach h before heat treatment and final thickness h con layers of the article after the heat treatment were related by the equation: h = beg (0.93 -0.95) h con . Then the form is closed with a lid and rigidly fixed with clamping bolts. A mold thus closed is placed in a steaming chamber preheated to 40-45 ° C, and heat treatment of the product samples is started. At the beginning of heat treatment for 20-30 minutes, the samples are heated to 40-45 ° C to expand and stabilize the concrete mixture. Then, within 40-50 minutes, the temperature in the steaming chamber is raised to 70-95 ° C and this temperature is maintained for 6-8 hours. At the end of the exposure, the temperature in the steaming chamber is gradually reduced to 35-40 ° C for 3-4 hours. Upon completion of cooling, the form is unloaded from the steaming chamber, samples are removed and removed from it, which are dried in an oven at a temperature of 50-60 ° C until they reach a constant weight.
В Примере 7 перед укладкой мелкозернистой бетонной смеси с газообразующей добавкой для образования первого конструкционного слоя изделия на дно формы вначале укладывают нижний защитный слой мелкозернистой бетонной смеси без газообразующей добавки.In Example 7, before laying the fine-grained concrete mixture with the gas-forming additive to form the first structural layer of the product, the lower protective layer of the fine-grained concrete mixture without the gas-forming additive is first laid on the bottom of the mold.
В Примере 8 процесс ведут в соответствии с условиями Примера 7 с добавлением в нижний защитный слой железного сурика в количестве 2,5% от массы цемента бетонной смеси без газообразующей добавки.In Example 8, the process is carried out in accordance with the conditions of Example 7 with the addition of iron minium in the lower protective layer in the amount of 2.5% by weight of the cement concrete mixture without a gas-forming additive.
В Примере 9 помимо создания нижнего защитного слоя после укладки мелкозернистой бетонной смеси с газообразующей добавкой для образования второго конструкционного слоя изделия на него укладывают верхний защитный слой мелкозернистой бетонной смеси без газообразующей добавки.In Example 9, in addition to creating a lower protective layer after laying a fine-grained concrete mixture with a gas-forming additive to form a second structural layer of the product, an upper protective layer of fine-grained concrete mixture without a gas-forming additive is laid on it.
При испытании полученных образцов-кубов на прочность при сжатии было зафиксировано плотное сцепление в стыке между газобетоном и пенополистиролом. Разрушение образца происходило, как правило, по газобетону, а не по стыку.When testing the obtained cubic samples for compressive strength, a tight adhesion was fixed at the interface between aerated concrete and polystyrene foam. The destruction of the sample occurred, as a rule, along aerated concrete, and not along the joint.
Расход исходных материалов и результаты испытания образцов изделий по Примерам 1-9 согласно изобретению, а также данные Примеров 10-12 по прототипу представлены в Таблице. В Примерах 10-12 в составах бетонной смеси вместо золошлаковой смеси используют природный песок, а в качестве теплоизоляционного слоя - невспененный бисерный полистирол.The consumption of raw materials and the test results of product samples according to Examples 1-9 according to the invention, as well as the data of Examples 10-12 of the prototype are presented in the Table. In Examples 10-12, natural sand is used in the concrete mixes instead of the ash and slag mix, and non-foamed polystyrene beads are used as the heat-insulating layer.
Из вышеприведенной Таблицы видно, что предлагаемое изобретение позволяет получать многослойные строительные изделия, которые при сопоставимой плотности имеют теплопроводность на 17-30% ниже, чем у изделий по прототипу, при обеспечении более прочного сцепления полистирола с газобетоном в результате взаимного прессования слоев в закрытой форме и клеящих свойств пароизоляционного слоя. Кроме того, коэффициент конструктивного качества получаемых изделий выше в среднем на 26%.From the above Table it can be seen that the present invention allows to obtain multilayer construction products, which at a comparable density have a thermal conductivity of 17-30% lower than that of the products of the prototype, while providing more durable adhesion of polystyrene with aerated concrete as a result of the mutual pressing of the layers in a closed form and adhesive properties of vapor barrier. In addition, the coefficient of structural quality of the products obtained is higher by an average of 26%.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005104369/03A RU2286249C2 (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Method for manufacturing a multi-layer building product |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005104369/03A RU2286249C2 (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Method for manufacturing a multi-layer building product |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005104369A RU2005104369A (en) | 2006-07-27 |
| RU2286249C2 true RU2286249C2 (en) | 2006-10-27 |
Family
ID=37057637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005104369/03A RU2286249C2 (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Method for manufacturing a multi-layer building product |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2286249C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472615C1 (en) * | 2011-07-27 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Method of making composite construction article |
| RU2593400C2 (en) * | 2014-10-30 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" | Method of making double-layer kauton-concrete girders |
-
2005
- 2005-02-17 RU RU2005104369/03A patent/RU2286249C2/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472615C1 (en) * | 2011-07-27 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Method of making composite construction article |
| RU2593400C2 (en) * | 2014-10-30 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" | Method of making double-layer kauton-concrete girders |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005104369A (en) | 2006-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI438325B (en) | Building panel, its making method and composition for use in its manufacture | |
| JPH04244840A (en) | Light-weight building material thick board | |
| CA2278517C (en) | A light-weight material containing expanded perlite, and a process for producing same | |
| CN102444216B (en) | Inorganic fireproof heat insulation board and preparation method thereof | |
| US4229222A (en) | Earthen cement compositions for building materials and process | |
| RU2286249C2 (en) | Method for manufacturing a multi-layer building product | |
| KR20070121147A (en) | Flame Retardant Composition for Multifunctional Flame Retardant Foamed Polystyrene Foam | |
| HU213905B (en) | Process for producing light concrete aggregates, light concrete, carrige way surfacing, masonry units, heat-insulating and/or levelling layer | |
| EP2655294A2 (en) | Isolation and building materials and production method thereof | |
| CN105239681A (en) | Inorganic fireproof thermal insulation plate and preparation method thereof | |
| RU2504529C1 (en) | Method of producing heat insulating fireproof material | |
| US20230286865A1 (en) | Composition comprising a binder and bio-based aggregates and the binder therof | |
| RU2251540C1 (en) | Foam-ceramic items production method | |
| US3830903A (en) | Carbonization of expanded natural grains | |
| KR101768513B1 (en) | Manufacturing method for carbonized insulating board using rice husks | |
| JP5214849B2 (en) | Wooden plasterboard | |
| KR20060012497A (en) | Foaming agent and method for preparing heat insulating materials by using the same | |
| KR20070048268A (en) | Improved method for the manufacture of a composition for producing partitions based on different materials, composition and partition thus obtained | |
| WO2011014097A1 (en) | Method for producing heat insulation and lagging material for construction articles | |
| RU2259272C1 (en) | Method of manufacturing construction articles | |
| EP0945412B1 (en) | Composite shaped article | |
| KR100885535B1 (en) | Multilayer structured non-combustible vermiculite panel | |
| KR101520754B1 (en) | Porous ceramic forms with honeycomb type and methods for manufacturing the same and constructing noiseproof structure between floors in apartment houses using the same | |
| KR102424989B1 (en) | Method for manufacturing non-combustible building panel using expanded perlite | |
| CN106892640A (en) | One kind contains bentonitic novel insulation board and preparation method thereof |