RU2641154C2 - Заполнение пустот строительного кирпича пористым материалом - Google Patents

Заполнение пустот строительного кирпича пористым материалом Download PDF

Info

Publication number
RU2641154C2
RU2641154C2 RU2014146295A RU2014146295A RU2641154C2 RU 2641154 C2 RU2641154 C2 RU 2641154C2 RU 2014146295 A RU2014146295 A RU 2014146295A RU 2014146295 A RU2014146295 A RU 2014146295A RU 2641154 C2 RU2641154 C2 RU 2641154C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
range
brick
porous material
stage
building brick
Prior art date
Application number
RU2014146295A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014146295A (ru
Inventor
Паскаль ДЕЛЬ-ГАЛЛО
Себастьен ГУДАЛЛЬ
Николя РИШЕ
Original Assignee
Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод filed Critical Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод
Publication of RU2014146295A publication Critical patent/RU2014146295A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2641154C2 publication Critical patent/RU2641154C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/04—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers
    • B28B11/042—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers with insulating material
    • B28B11/043—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers with insulating material filling cavities or chambers of hollow blocks
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Способ изготовления строительного кирпича, строительный кирпич и блок из строительных кирпичей используются при строительстве стен с высокой изолирующей способностью. Достигаемый результат - увеличение термостойкости изделий за счет минимизации конвекционных эффектов при сохранении высокой механической прочности. Строительный кирпич состоит из глины или цемента и имеет ячеистую структуру, которая содержит пористый материал. Пористый материал содержит от 25 до 75 мас.% диоксида кремния, от 75 до 25 мас.% гидроксида кальция и от 0 до 5 мас.% оксида магния. Микроструктура кирпича составлена из гранул и/или кристаллов игольчатой формы с образованием пор со средним диаметром D50, находящимся в интервале от 0,1 до 10 мкм. Пористый материал имеет пористость, находящуюся в интервале от 60 до 95% и содержится в по меньшей мере части ячеек ячеистой структуры. Способ изготовления строительного кирпича содержит следующие последовательные стадии. На стадии а) осуществляют нейтрализацию открытой пористости ячеистой структуры ячеистого кирпича. На стадии b) получают смесь, содержащую диоксид кремния, негашеную известь и воду, таким образом, что массовое отношение вода/(CaO+SiO) находится в интервале от 2 до 60 и массовое отношение СаО/SiOнаходится в интервале от 0,8 до 1,2. Затем придают непроницаемость внутренней поверхности ячеистого кирпича, полученного в результате стадии а). Заполняют ячейки кирпича указанной смесью, полученной на стадии b). Проводят гидротермический синтез кирпича нагреванием при температуре, находящейся в интервале от 80 до 200°С, и при давлении насыщенного водяного пара, находящегося в интервале от 110до 2510Па, в течение времени, составляющего от 1 до 40 часов, с получением керамической массы. Сушат кирпич при температуре, находящейся в интервале от 100 до 450°С, в течение времени от 1 до 30 часов. Блок включает один или несколько строительных кирпичей. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл., 2 пр.

Description

Объектом настоящего изобретения является строительный кирпич с ячеистой структурой, содержащий пористый магниево-кремниево-известняковый материал, который может быть использован при строительстве стен с высокой изолирующей способностью.
Глиняные кирпичи, называемые «моностена» («monomur»), или кирпичи из цемента, называемые «стеновыми блоками («parpaing»), с ячеистой структурой широко применяют при строительстве стен, полов, перегородок или других элементов зданий.
Обычно эти кирпичи состоят из пустых ячеек (незаполненных), более или менее крупных, более или менее разных форм, предназначенных для увеличения теплоизоляции. Эти структуры состоят из ячеек малого размера, чтобы ограничить тепловую конвекцию, и имеют малую толщину стенок, чтобы ограничить эффект проводимости.
Внутреннее пространство ячеек этих строительных кирпичей обычно является пустым. Когда существует градиент температуры внутри ячейки, воздух, содержащийся в этой ячейке, перемещается за счет конвекции. Прямым следствием этого является уменьшение теплового сопротивления системы. Одно из решений, применяемых для минимизирования конвекционных эффектов, заключается в увеличении числа ячеек, но это решение ограничено (i) применением все более и более сложной технологии изготовления кирпичей, (ii) более значительными количествами материала, (iii) появлением более заметных явлений проводимости.
Чтобы ограничить это явление, можно заполнить эти ячейки неорганическим материалом с низкой теплопроводностью и таким образом предотвратить эти конвективные перемещения. Роль этого неорганического материала заключается в том, чтобы благодаря его микроструктуре вызвать «механическую задержку воздуха или вакуума», а именно запереть воздух (или вакуум) таким образом, чтобы минимизировать конвекционные эффекты.
В качестве примера в документе FR 2521197 А1 упоминают глиняные кирпичи с ячейками, заполненными «ячеистым материалом с высокой теплоизоляционной способностью». Материалы, предлагаемые для заполнения ячеек, представляют собой: «пенополиуретан, пенополистирол или любые другие волокнистые (минеральная вата или стекловата) или измельченные (агломерат пробки) материалы».
Неудобство этого решения заключается в применении органических и/или неорганических материалов, которые или (i) могут плохо себя вести при столкновении с опасностью возгорания: огнестойкость, выброс(ы) токсичного(ых) газа(ов) и горючих отходов, или (ii) потенциально опасны, так как могут быть классифицированы в терминах категорий ОКР (FCR) (огнеупорные керамические волокна), требующих специфических условий кладки и контроля за отходами, или (iii) утрачивают изоляционные свойства с течением времени (усадка заполняющего материала, химическое разложение материалов, …), или (iv) не показывают или показывают низкую механическую прочность (<5 кг/см2), или (v) не могут быть повторно использованы с применением традиционных фильер), или (vi) обладают комбинацией недостатков с (i) по (vi). Можно также отметить, что в некоторых случаях заполнение пустот осуществляют на месте во время стройки, это является ограничением и требует дополнительной ручной работы.
В документе FR 2876400 описано между тем применение полых кирпичей, заполненных «изоляционным материалом на основе пористого(ых) продукта(ов) внавалку». Материал, называемый природным, для заполнения пустот представляет собой материал на основе вспученного перлита или вспученного вермикулита, в котором в качестве загустителя используют крахмал. Этот документ упоминает также о применении других компонентов, как коллоидный диоксид кремния, гидрофобные добавки или диспергированный пластик.
Неудобством этого решения является низкая механическая стойкость агломератов, что приводит к опасности повреждения этих уплотняющих масс во время транспортировки и монтажа этих элементов. Надо отметить низкую клеящую способность этой структуры, что приводит, в частности, к опасностям потери материала при сверлении, резке, … стен, например. Следует также отметить усадку зерен в течение нескольких лет после кладки строительных элементов, что приводит к снижению изолирующей способности. Равным образом, применение органических связующих или гидрофобной добавки значительно снижает термостойкость этих материалов и увеличивает опасность возгорания.
На том же основании можно упомянуть документ FR 2927623 А1, который раскрывает строительные элементы типа глиняного кирпича, заполненного мелкодисперсной известью. Этот пористый материал состоит из смеси известкового цемента с содержанием сухого вещества от 65 до 90%, волокон, минеральных наполнителей, отвердителя и порофора. Принцип заключается в применении извести с порофором для создания пузырьков воздуха, их захвате во время реакции и получении таким образом пористой структуры.
Такая структура обладает тем неудобством, что имеет низкую механическую стойкость, что ограничивает число перегородок глиняного кирпича и приводит к опасности разрушения пористого материала во время кладки строительных элементов.
Следовательно, проблема, которая возникает, заключается в разработке строительного кирпича, который бы не обладал недостатками, упомянутыми выше.
Решение согласно настоящему изобретению представляет собой строительный кирпич с ячеистой структурой, содержащий пористый материал 2, содержащий от 25 мас.% до 75 мас.% диоксида кремния, от 75 мас.% до 25 мас.% гидроксида кальция и от 0 до 5 мас.% оксида магния, и имеющий микроструктуру, составленную из гранул и/или кристаллов игольчатой формы 3 с образованием пор со средним диаметром D50, находящимся в интервале от 0,1 до 10 мкм, и таким образом, чтобы указанный пористый материал имел пористость, находящуюся в интервале от 60 до 95%.
Микроструктура пористого материала, состоящая из более или менее сферических гранул, связанных между собой кристаллами игольчатой формы, являющаяся результатом кристаллографического роста, происходящего во время гидротермального синтеза, представлена на фиг. 1. Надо отметить также потенциальное присутствие зерен непрореагировавших или находящихся в процессе реакции исходных продуктов.
Отметим, что именно эта микроструктура позволяет практически подавить любой эффект конвекции воздуха.
Общая пористость пористого материала может быть измерена при помощи ртутного порозиметра.
Теплопроводность может быть измерена при помощи прибора типа Paque Chaude Gardee при средней температуре, находящейся в интервале от 0 до 70°С.
Механическая прочность при сжатии может быть измерена путем изготовления куба 100×100 мм2 из пористого материала и приложения к его верхней поверхности силы сжатия, в то время когда он прижат к горизонтальной металлической пластине. Эта сила соответствует давлению (в кг/см2 или МПа), начиная с которого материал начинает растрескиваться.
Фигура 2 представляет кривые прочности при сжатии нескольких пористых материалов с химическими составами, таким как описанные в изобретении, но при разных операционных условиях, в частности температуре (Т), давлении (Р), скоростях подъема и снижения температуры (°С/мин) и продолжительности (t) гидротермального синтеза. Результатом является то, что в зависимости от параметров процесса для идентичных исходных смесей конечные микроструктуры получаются разными, откуда и разные механические свойства.
Фигура 3 представляет два примера образцов, идентичных в отношении исходных химических составов (смесь), но разных в отношении операционных условий (Т, t, Р, °С/мин). Это приводит к различным конечным механическим свойствам. Верхняя кривая фигуры 2 соответствует правому образцу фигуры 3. Левый образец фигуры 3 соответствует другим кривым фигуры 2.
По мере необходимости строительный кирпич согласно изобретению обладает одной или несколькими из следующих характеристик:
- пористый материал имеет микроструктуру, составленную из гранул и/или микрокристаллов игольчатой формы и, возможно, элементарных зерен с образованием пор со средним диаметром D50, находящимся в интервале от 0,1 до 1 мкм;
- пористый материал имеет механическую прочность, находящуюся в интервале от 5 до 40 кг/см2, предпочтительно от 10 до 30 кг/см2, и теплопроводность, находящуюся в интервале от 50 до 150 мВт/(К⋅м), предпочтительно меньше 100 мВт/(К⋅м);
- пористый материал содержит по меньшей мере 70 мас.% кристаллической фазы;
- кристаллическая фаза содержит, кроме того, одну или несколько кремниево-известковых фаз, составляющих от 0 до 50 мас.% пористого материала.
- кремниево-известняковые фазы выбраны среди ксонотлита, фошагита, тоберморита 11А, тоберморита 9А, риверсидеита 9А, трабзонита [Ca4Si3O10, 2H2O], розенханита [Ca3Si3O8(ОН)2], килалаита [Ca6Si4O14, H2O] и гиролита; обычно 1≤x≤10; 1≤у≤10; 1≤z≤30; 0≤i≤2; 0≤j≤50;
- пористый материал может содержать углеродные и/или стеклянные, и/или целлюлозные волокна,или любые другие волокнистые наполнители;
- указанный кирпич содержит ячеистую структуру из глины или цемента; и
указанный пористый материал, содержащийся в по меньшей мере части ячеек ячеистой структуры.
Отметим, что кристаллическая фаза может, кроме того, содержать:
- одну или несколько фаз типа MgwSiyOz(ОН)i⋅jH2O, составляющих в целом от 0 до 50 мас.% от общей массы пористого материала;
- одну или несколько фаз типа MgwCaxOz(ОН)i⋅jH2O, составляющих в целом от 0 до 50 мас.% от общей массы пористого материала;
- одну или несколько фаз типа MgwCaxSiyOz(ОН)i⋅jH2O, составляющих в целом от 0 до 50 мас.% от общей массы пористого материала.
Равным образом, объектом настоящего изобретения является способ изготовления строительного кирпича по одному из пп. 1-8, включающий в себя следующие последовательные стадии:
- стадию a) нейтрализации открытой пористости ячеистой структуры ячеистого кирпича;
- стадию b) получения смеси, содержащей диоксид кремния, негашеную известь и воду, таким образом, что массовое отношение вода/(CaO+SiO2) находится в интервале от 2 до 60 и массовое отношение CaO/SiO2 находится в интервале от 0,8 до 1,2;
- стадиию с) придания непроницаемости внутренней поверхности ячеистого кирпича, полученного в результате стадии а);
- стадию d) заполнения ячеек кирпича указанной смесью, полученной на стадии b);
- стадию e) гидротермического синтеза кирпича нагреванием при температуре, находящейся в интервале от 80°С до 200°С, и при давлении насыщенного водяного пара, находящегося в интервале от 1⋅105 Па до 25⋅105 Па, в течение времени, составляющего от 1 ч до 40 ч, с получением керамической массы, и
- стадию f) сушки кирпича при температуре, находящейся в интервале от 100 до 450°С, в течение времени от 1 до 30 часов
По мере необходимости, способ изготовления согласно изобретению обладает одной или несколькими из следующих характеристик:
- на стадии b) смесь содержит добавку, способствующую образованию зародышей, и приготовлена таким образом, что массовое отношение (CaO+SiO2 + добавка, способствующая образованию зародышей)/вода находится в интервале от 15 до 30%, и массовое отношение (СаО + добавка, способствующая образованию зародышей)/SiO2 находится в интервале от 0,8 до 1,2;
- добавка, способствующая образованию зародышей, выбрана среди оксида магния и коллоидного диоксида кремния;
- указанный способ содержит между стадией b) и стадией d) стадию b1) хранения смеси, полученной на стадии b);
- в течение всей продолжительности стадии b1) смесь перемешивают;
- указанный способ содержит после стадии f) стадию g) придания непроницаемости поверхностям кирпича, на которой пористый материал обрабатывают добавлением органического материала, кремнийорганического соединения или органического соединения.
Стадия а) нейтрализации позволяет освободиться от влияния пористости ячеистой структуры кирпича. Глиняные кирпичи имеют пористость, находящуюся в интервале от 10 до 30%. Эта пористость, если она не нейтрализована, может за счет капиллярности поглощать воду из смеси после заполнения, результатом этого будет в таком случае понижение уровня внутри каналов кирпича пористой массы, что представляет собой источник дефектов. Чтобы избежать этого явления, кирпич может быть или предварительно погружен в бассейн, так чтобы насытить его водой, или может быть вновь покрыт внутри каналов органическим материалом (силикон, тефлон, …), который ограничит явления капиллярности, или может быть подвергнут сочетанию 2 решений, а именно защите непроницаемым или полупроницаемым покрытием и погружению в бассейн для насыщения кирпича водой.
Стадия b) получения смеси, содержащей известь, диоксид кремния и воду, включает в себя:
- первую подстадию синтеза негашеной извести прокаливанием при температуре, больше или равной 800°С, известковых камней со средним размером частиц, находящимся в интервале от 1 до 15 мм, имеющих степень чистоты по меньшей мере 90% масс. и открытую пористость, которая больше 0%, но меньше или равна 25%, с получением частиц негашеной извести;
- вторую подстадию смешивания указанной негашеной извести, воды и диоксида кремния с получением пасты указанных компонентов, и, возможно,
третью подстадию введения добавки, способствующей образованию зародышей, такой как оксид магния, например, в пасту, полученную на второй подстадии.
Отметим, что эта третья подстадия может быть включена во вторую подстадию.
Стадия b) получения смеси могла бы приводить к смесям «все в одной» или к смесям «в 2 стадии». В случае смеси «все в одной» неорганические и, возможно, органические материалы предварительно смешивают в сухом состоянии. Затем всю совокупность вводят в горячую воду, температура которой находится в интервале от 30 до 50°С. В случае смеси» в 2 стадии» известь гасят в первую очередь частью воды, затем все другие компоненты добавляют вместе с остальным количеством воды. Выбор порядка введения будет определяться специалистом в данной области в зависимости от специфических характеристик извести (реакционноспособность, вязкость, декантация). Эти специфические характеристики происходят из исходного материала (известняк) и истории его превращения (обжиг).
Надо отметить, что при необходимости возможно добавление органических соединений (диспергатор, связующее, добавка, препятствующая пенообразованию, …). Пример химических составов, включающий в себя соотношения различных компонентов, описан ниже. В таблице 1 приведены массовые соотношения неорганических компонентов, и в таблице 2 приведено массовое соотношение между сухим материалом и растворителем. Таблицы не принимают в расчет возможное добавление органических соединений, массовое содержание которых составляет меньше 1% от общего количества исходных материалов.
Figure 00000001
Figure 00000002
В таблицах 1 и 2 содержания исходных материалов и отношение исходные материалы/растворитель являются фиксированными. Это отношение и их содержания выбраны на основе тех же характеристик пористой массы, синтезированной в гидротермальных условиях. Смешивание обычно осуществляют в диспергаторе (скорость вращения оси вплоть до 1400 об/мин), оснащенном трехлопастной мешалкой, способной вращаться в двух направлениях, диаметр которой, идеально, находится в интервале от 1/3 до 1/2 диаметра резервуара, в котором осуществляют смешивание. Продолжительность перемешивания составляет от 10 до 40 мин. Размер аппаратов связан с объемом заполняемых кирпичей и, следовательно, будет зависеть от линии изготовления, на которой они будут установлены.
Фигура 4 показывает пример диспергатора, позволяющего осуществлять смешивание.
Стадия b1) хранения указанной смеси заключается в перемещении смеси (суспензии) в буферную емкость при перемешивании, чтобы избежать декантации этой последней. Система инжектирования будет смонтирована на этой буферной емкости.
Стадия с) придания непроницаемости внутренней поверхности кирпича позволяет заполнить каналы суспензией и сохранить смесь внутри пустот. Кирпич может быть затем, в случае необходимости, помещен в систему (вагонетка, салазки …) с целью облегчения его последующей загрузки в автоклав высокого давления/низкая температура, в котором будет развертываться гидротермальный синтез. Надо отметить, что эта технология является очень эффективной, если заполняемый кирпич был отшлифован во время процесса изготовления. Фигура 5 показывает пример системы на основе пластиковой пленки, позволяющей придать непроницаемость кирпичу перед заполнением смеси.
Стадия d) заполнения заключается в заполнении пустот кирпичей смесью. Система, состоящая из насосов и инжекционного сопла, дает возможность заполнения, последовательного или параллельного, одного или нескольких кирпичей. Если необходимо, может быть установлена система, вибрирующая таким образом, чтобы срезать пасту во время заполнения и обеспечивающая таким образом лучшую гомогенизацию смеси.
Стадия е) гидротермального синтеза заключается в осуществлении гидротермального синтеза при температуре, находящейся в интервале от 80 до 200°С, предпочтительно от 100 до 160°С, в течение времени от 2 ч до 40 ч, предпочтительно от 5 ч до 24 ч. Давление внутри автоклава представляет собой давление насыщенного водяного пара, которое соответственно условиям обжига может изменяться в диапазоне от 105 Па до 25⋅105 Па (от 1 до 25 бар), предпочтительно от 1⋅105 Па до 10⋅105 Па (от 1 до 10 бар).
Целью стадии f) сушки является удаление остаточной воды, захваченной после синтеза в порах образовавшейся микроструктуры. Эту операцию осуществляют в традиционной электрической или газовой печи (которая может быть, или не быть, той же самой, что печь, используемая для операции гидротермального синтеза), причем сушку осуществляют при атмосферном давлении. Цикл сушки имеет место в интервале температур от 100°С до 450°С, предпочтительно от 100°С до 250°С, продолжительность сушки составляет от 1 до 30 ч, предпочтительно от 2 до 24 ч. Цикл сушки может иметь участки увеличения температуры и горизонтальные участки при промежуточных температурах.
Стадия g) придания непроницаемости заключается в нанесении добавки, придающей непроницаемость (силикон, химический отвердитель, золь-гель покрытие на основе Si, лак на основе целлюлозы), либо путем распыления, либо при помощи валиков на поверхности, на которых видна пористая масса, таким образом, чтобы придать этим последним гидрофобность. Кирпичи, заполненные пористым материалом, предварительно могут быть очищены, при необходимости, и/или отшлифованы с поверхности.
Наконец, объектом изобретения является также блок, включающий в себя один или несколько строительных кирпичей 1 согласно изобретению. Кроме того, кирпичи имеют форму, которая дает возможность строительства элементов здания, таких как стены, полы, потолки, крыши.
Теперь изобретение будет описано более подробно со ссылками на следующие примеры. Пример 1 касается заполнения пустот в кирпичах, исходя из смеси, называемой «в 2 стадии». Пример 2 касается заполнения пустот в кирпичах, исходя из смеси, называемой «все в одной».
Выбор протокола смешивания («все в одной» или «в 2 стадии») будет определяться специалистом в данной области в зависимости от специфических характеристик извести (реакционноспособность, вязкость известкового молока, декантация).
ПРИМЕРЫ
Пример 1: Изготовление кирпича, заполненного пористой массой при помощи смеси, называемой «в 2 стадии»
1A. Нейтрализация пористости
В первую очередь, кирпич погружали в воду на два часа с целью насытить черепки водой и избежать таким образом диффузии за счет капиллярности воды из суспензии в стенки кирпича. Наполненный кирпич в этом эксперименте имел пористость порядка 10-15%. Для пористых кирпичей общая пористость находилась при этом в интервале от 15 до 25% при увеличении времени погружения.
Фигура 6 иллюстрирует погружение кирпича в сосуд, содержащий воду.
1B. Получение смеси, называемой «в 2 стадии»
Смешивание осуществляли в две стадии, в первую очередь негашеную известь гасили в воде, нагретой до 43°С, перемешивание при 900 об/мин осуществляли в течение 20 мин. Затем во вторую очередь диоксид кремния и другие компоненты (оксид магния, органические соединения) вводили с водой при комнатной температуре. Чтобы гомогенизировать смесь в течение 20 мин, осуществляли перемешивание при 900 об/мин.
Чтобы охарактеризовать смешивание, осуществляли измерение вязкости на реометре Brookfield DVII при 20 об/мин измеренная вязкость составляла 3875 сП. Смесь имела состав, указанный в таблице 3.
Figure 00000003
1C. Хранение в буферной емкости
После того как смешивание завершали 25 литров полученной пасты хранили в сосуде.
1D. Приготовление кирпича для заполнения
Кирпич, перед тем как заполнять его смесью, упаковывали при помощи пластиковой пленки таким образом, чтобы сделать непроницаемым дно. Затем кирпич клали в вагонетку, которая будет непосредственно помещена на салазках в автоклав.
1E. Заполнение кирпича
Кирпич помещали на вибрирующий стол, чтобы обеспечить оптимальное заполнение ячеек, понижая вязкость смеси за счет приложения напряжения сдвига.
Фигура 7 показывает пример вибрирующего стола, позволяющего обеспечить гомогенизацию во время заполнения кирпича, и фигура 8 показывает кирпич перед загрузкой в автоклав для гидротермального синтеза.
1F. Гидротермальный синтез смеси, содержащейся в ячейках кирпича
Заполненный кирпич помещали в автоклав в условиях гидротермального синтеза при 150°С или при относительном давлении насыщенного пара 4 бара.
Фигура 9 представляет цикл гидротермального синтеза.
Исходная система: известь, диоксид кремния и вода не могут спонтанно кристаллизоваться, вот почему гидротермальный синтез является необходимым в рамках заполнения пустот кирпичей. Изменение условий давления и температуры в течение заданного промежутка времени обеспечивает подвод энергии, которая потребляется системой, чтобы преодолеть энергетический барьер кристаллизации. Добавление добавок, способствующих зародышеобразованию, таких как оксид магния и/или коллоидный диоксид кремния, позволяет уменьшить время гидротермального синтеза.
1G. Удаление воды, содержащейся в пористой массе сушкой
Кирпич затем сушили согласно циклу, представленному на фигуре 10, вплоть до максимальной температуры 235°С, и в течение времени 24 ч при атмосферном давлении.
1H. Окончательная отделка
После сушки избыток пористой массы удаляли и при помощи валика на пористую массу наносили добавку, придающую непроницаемость.
На фиг. 11 показан кирпич после отделки и нанесения добавки, придающей непроницаемость.
Пример 2: Изготовление кирпича, заполненного пористой массой при помощи смеси, называемой «все в одной»
Все стадии, за исключением порядка введения компонентов смеси, были идентичны примеру 1. Вот почему теперь будет описана одна стадия, касающаяся осуществления смешивания.
Смешивание неорганических и органических компонентов осуществляли соответственно желаемым соотношениям в сухом состоянии.
Компоненты вводили в резервуар смесителя в следующем порядке: вода, нагретая до 43°С, затем добавка, модифицирующая pH (гидроксид натрия или негашеная известь), при этом целью является получение воды с pH, находящимся в диапазоне от 9 до 14, предпочтительно от 11 до 12,5. Затем вводили смесь порошков, при этом смесь перемешивали при 900 об/мин в течение 40 мин.
Чтобы охарактеризовать смешивание, осуществляли измерение вязкости на реометре Brookfield DVII при 20 об/мин, измеренная вязкость составляла 1080 сП. Так как вязкость была значительно ниже, заполнение могло быть облегчено, применение вибрирующего стола становилось в таком случае факультативным.
В конце смесь имела состав, указанный ниже (таблица 4).
Figure 00000004

Claims (20)

1. Строительный кирпич (1) с ячеистой структурой из глины или цемента, при этом указанная ячеистая структура содержит пористый материал (2), содержащий от 25 до 75 мас.% диоксида кремния, от 75 до 25 мас.% гидроксида кальция и от 0 до 5 мас.% оксида магния и имеющий микроструктуру, составленную из гранул и/или кристаллов игольчатой формы (3) с образованием пор со средним диаметром D50, находящимся в интервале от 0,1 до 10 мкм, таким образом, что указанный пористый материал имеет пористость, находящуюся в интервале от 60 до 95%, при этом указанный пористый материал содержится в по меньшей мере части ячеек ячеистой структуры.
2. Строительный кирпич по п. 1, отличающийся тем, что пористый материал имеет микроструктуру, составленную из гранул и/или кристаллов игольчатой формы и, возможно, элементарных зерен с образованием пор со средним диаметром D50, находящимся в интервале от 0,1 до 1 мкм.
3. Строительный кирпич по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что пористый материал имеет механическую прочность, находящуюся в интервале от 5 до 40 кг/см2, предпочтительно от 10 до 30 кг/см2, и теплопроводность, находящуюся в интервале от 50 до 150 мВт/(К⋅м), предпочтительно меньше 100 мВт/(К⋅м).
4. Строительный кирпич по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что пористый материал содержит по меньшей мере 70 мас.% кристаллической(их) фазы(з).
5. Строительный кирпич по п. 4, отличающийся тем, что кристаллическая фаза дополнительно содержит одну или несколько кремниево-известковых фаз, составляющих от 0 до 50 мас.% пористого материала.
6. Строительный кирпич по п. 5, отличающийся тем, что кремниево-кальциевые фазы выбраны из ксонотлита, фошагита, тоберморита 11А, тоберморита 9А, риверсидеита 9А, трабзонита [Ca4Si3O10 2H2O], розенханита [Ca3Si3O8(OH)2], килалаита [Ca6Si4O14, H2O] и гиролита.
7. Строительный кирпич по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что пористый материал может содержать углеродные, и/или стеклянные, и/или целлюлозные волокна, или любые другие волокнистые наполнители.
8. Способ изготовления строительного кирпича по одному из пп. 1-7, включающий следующие последовательные стадии:
а) нейтрализация открытой пористости ячеистой структуры ячеистого кирпича;
b) получение смеси, содержащей диоксид кремния, негашеную известь и воду, таким образом, что массовое отношение вода/(CaO+SiO2) находится в интервале от 2 до 60 и массовое отношение СаО/SiO2 находится в интервале от 0,8 до 1,2;
с) придание непроницаемости внутренней поверхности ячеистого кирпича, полученного в результате стадии а);
d) заполнение ячеек кирпича указанной смесью, полученной на стадии b);
е) гидротермический синтез кирпича нагреванием при температуре, находящейся в интервале от 80 до 200°С, и при давлении насыщенного водяного пара, находящегося в интервале от 1.105 до 25.105 Па, в течение времени, составляющего от 1 до 40 часов, с получением керамической массы, и
f) сушка кирпича при температуре, находящейся в интервале от 100 до 450°С, в течение времени от 1 до 30 часов.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на стадии b) смесь содержит добавку, способствующую образованию зародышей, и получена таким образом, что массовое отношение (CaO+SiO2 + добавка, способствующая образованию зародышей)/вода находится в интервале от 15 до 30% и массовое отношение (СаО+добавка, способствующая образованию зародышей)/SiO2 находится в интервале от 0,8 до 1,2.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что добавка, способствующая образованию зародышей, выбрана из оксида магния и коллоидного диоксида кремния.
11. Способ изготовления по одному из пп. 8-10, отличающийся тем, что указанный способ включает между стадией b) и стадией d) стадию b1) хранения смеси, полученной на стадии b).
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что в течение всей продолжительности стадии b1) смесь перемешивают.
13. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанный способ включает после стадии f) стадию g) придания непроницаемости поверхностям кирпича, на которой пористый материал обрабатывают добавлением органического материала, кремнийорганического соединения или органического соединения.
14. Блок, включающий один или несколько строительных кирпичей (1) по одному из пп. 1-7.
RU2014146295A 2012-04-19 2013-04-15 Заполнение пустот строительного кирпича пористым материалом RU2641154C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1253605 2012-04-19
FR1253605A FR2989707B1 (fr) 2012-04-19 2012-04-19 Garnissage de brique de construction par une matiere poreuse
PCT/FR2013/050822 WO2013156722A1 (fr) 2012-04-19 2013-04-15 Garnissage de brique de construction par une matière poreuse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014146295A RU2014146295A (ru) 2016-06-10
RU2641154C2 true RU2641154C2 (ru) 2018-01-16

Family

ID=46785547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014146295A RU2641154C2 (ru) 2012-04-19 2013-04-15 Заполнение пустот строительного кирпича пористым материалом

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2838865A1 (ru)
BR (1) BR112014026178A2 (ru)
CA (1) CA2868442A1 (ru)
FR (1) FR2989707B1 (ru)
MA (1) MA20150103A1 (ru)
RU (1) RU2641154C2 (ru)
TN (1) TN2014000404A1 (ru)
WO (1) WO2013156722A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2987620B1 (fr) * 2012-03-05 2016-01-01 Air Liquide Brique de construction comprenant une matiere poreuse dont la microstructure est controlee par l'ajout d'un agent de germination lors de son procede d'elaboration
CN105859231B (zh) * 2016-03-30 2018-03-13 广西盈益环保建材科技股份有限公司 一种植物纤维混泥土板及其制作方法
CN109020248A (zh) * 2018-10-08 2018-12-18 肇庆三乐集成房屋制造有限公司 一种加筋纤维增强硅酸钙板及其制备方法
CN112939571B (zh) * 2021-02-07 2022-08-16 江西联达冶金有限公司 一种制备钢渣烧结砖的装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003160371A (ja) * 2001-11-20 2003-06-03 Mitsubishi Shoji Construction Materials Corp 建材用組成物
DE102007027653A1 (de) * 2007-06-15 2008-12-18 Horst Puckelwaldt Keramische Brandschutzplatte und Verfahren zu deren Herstellung
FR2927623A1 (fr) * 2008-02-19 2009-08-21 Imerys Tc Soc Par Actions Simp Composition de mousse de chaux pour isolation thermique
WO2010000999A1 (fr) * 2008-07-02 2010-01-07 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de fabrication d'une structure de garnissage avec controle de l'etape de sechage
RU2409531C1 (ru) * 2009-08-03 2011-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (БГТУ им. В.Г. Шухова) Способ приготовления смеси для силикатного кирпича и силикатный кирпич

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2521197A1 (fr) 1982-02-08 1983-08-12 Labasse Gaston Element de construction en terre cuite incorporant un isolant thermique
US6395205B1 (en) * 1996-07-17 2002-05-28 Chemical Lime Company Method of manufacturing an aerated autoclaved concrete material
DE102004049618B4 (de) 2004-10-12 2007-08-30 Knauf Perlite Gmbh Hohlbaustein und Verwendung einer rieselfähigen Mischung
DE202008017703U1 (de) * 2008-09-15 2010-05-12 Xella Technologie- Und Forschungsgesellschaft Mbh Porenbetonmaterial
EP2540684A1 (fr) * 2011-06-30 2013-01-02 L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Matière poreuse à base de silice et de portlandite pour le garnissage de briques d'isolation de structure contrôlée et procédé d'élaboration associé
FR2987620B1 (fr) * 2012-03-05 2016-01-01 Air Liquide Brique de construction comprenant une matiere poreuse dont la microstructure est controlee par l'ajout d'un agent de germination lors de son procede d'elaboration

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003160371A (ja) * 2001-11-20 2003-06-03 Mitsubishi Shoji Construction Materials Corp 建材用組成物
DE102007027653A1 (de) * 2007-06-15 2008-12-18 Horst Puckelwaldt Keramische Brandschutzplatte und Verfahren zu deren Herstellung
FR2927623A1 (fr) * 2008-02-19 2009-08-21 Imerys Tc Soc Par Actions Simp Composition de mousse de chaux pour isolation thermique
WO2010000999A1 (fr) * 2008-07-02 2010-01-07 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de fabrication d'une structure de garnissage avec controle de l'etape de sechage
RU2409531C1 (ru) * 2009-08-03 2011-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (БГТУ им. В.Г. Шухова) Способ приготовления смеси для силикатного кирпича и силикатный кирпич

Also Published As

Publication number Publication date
FR2989707A1 (fr) 2013-10-25
MA20150103A1 (fr) 2015-03-31
WO2013156722A1 (fr) 2013-10-24
RU2014146295A (ru) 2016-06-10
TN2014000404A1 (fr) 2015-12-21
BR112014026178A2 (pt) 2017-06-27
CA2868442A1 (fr) 2013-10-24
EP2838865A1 (fr) 2015-02-25
FR2989707B1 (fr) 2015-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Samson et al. Thermomechanical performance of blended metakaolin-GGBS alkali-activated foam concrete
KR101503657B1 (ko) 내화 단열 벽돌
RU2641154C2 (ru) Заполнение пустот строительного кирпича пористым материалом
JP6681272B2 (ja) 組成物及び不燃材
AU2015239093B2 (en) Method for producing an insulating composite building block
Goltsman et al. Production of foam glass materials from silicate raw materials by hydrate mechanism
US6368527B1 (en) Method for manufacture of foamed perlite material
RU2627775C2 (ru) Строительный кирпич, содержащий пористый материал, микроструктуру которого регулируют добавлением зародышеобразующего вещества в процессе способа его изготовления
RU2592909C2 (ru) Пористый материал на основе кремнезема и портландита для заполнения изолирующего кирпича с контролируемой структурой и соответствующий способ получения
RU2251540C1 (ru) Способ изготовления пенокерамических изделий
JP2001329629A (ja) 断熱性被覆粒体
RU2448065C2 (ru) Способ получения теплоизоляционного и утеплительного материала для строительных изделий
RU2255920C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона
JP6681273B2 (ja) 組成物及び不燃材
KR101520754B1 (ko) 벌집형 세라믹 발포폼 및 그 제조방법과 이를 이용한 공동주택 층간소음방지 시공방법
RU2526449C2 (ru) Тепло- шумовлагоизолирующий термостойкий материал и способ его изготовления
RU2162455C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления пенобетона на магнезиальном вяжущем
WO2018046764A1 (de) Dämmmasse
RU2408555C1 (ru) Способ приготовления смеси для изготовления легких силикатных строительных изделий и строительное изделие
RU2409531C1 (ru) Способ приготовления смеси для силикатного кирпича и силикатный кирпич
RU2330829C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного ячеистого бетона
KR20180046940A (ko) Pp 섬유 혼합형 단열소재 및 이의 제조 방법
JP2011157243A (ja) 軽量気泡コンクリートの製造方法
KR20230046943A (ko) 팽창 펄라이트를 이용한 불연 건축용 패널의 조성물
EP2915789B1 (en) Construction element for acoustical and thermal insulation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190416