RU2776655C9

RU2776655C9 - Arbolite block

Info

Publication number: RU2776655C9
Application number: RU2021136032A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Долматов; Владислав Олегович Цубикс; Никита Александрович Абрамов
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2023-02-20

Abstract

FIELD: construction industry.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction industry; it can be used for the construction of self-supporting walls or inner partitions of buildings, and as heat-insulating and soundproof material. Arbolite block (1) has a shape of a rectangular parallelepiped, it is made of composite material containing Portland cement with additives as a binder, and sawdust as a filler, and it is reinforced with wooden elements (2) made in the form of bars evenly located in a vertical plane along the longitudinal axis of the block. Reinforcing elements can also be located with the formation in plan of symmetrical equilateral triangles mirror-like relatively to the transverse axis, one of vertices of which lies on the longitudinal axis, and the other two vertices are located on a line parallel to the transverse axis of the block.

EFFECT: simplification of structure, and reduction in labor intensity of the manufacture.

1 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области строительной индустрии и может быть использовано для возведения самонесущих стен или внутренних перегородок зданий, а также в качестве теплоизоляционного и звукоизоляционного материала.The invention relates to the construction industry and can be used for the construction of self-supporting walls or internal partitions of buildings, as well as heat-insulating and sound-proofing material.

Глобализация, рост населения городов, развитие промышленности приводит к образованию значительных объемов промышленных и бытовых отходов. Развитие индустриального производства привело к тому, что способность природы поглощать и преобразовывать промышленные отходы в безопасный субстрат естественного экологического цикла, в значительной степени исчерпана. В этих условиях неизбежна необходимость в экономике замкнутого цикла.Globalization, the growth of urban population, the development of industry leads to the formation of significant volumes of industrial and domestic waste. The development of industrial production has led to the fact that the ability of nature to absorb and transform industrial waste into a safe substrate of the natural ecological cycle has been largely exhausted. Under these conditions, the need for a circular economy is inevitable.

Стратегия развития РФ в сфере переработки и обезвреживания промышленных отходов указывает на наличие проблемы по утилизации отходов лесопромышленных комплексов и деревоперерабатывающих комбинатов. Как приоритетное направление указывается перспектива производства строительных материалов с использованием древесного заполнителя.The development strategy of the Russian Federation in the field of processing and neutralization of industrial waste indicates the existence of a problem in the disposal of waste from timber industry complexes and wood processing plants. As a priority direction, the prospect of production of building materials using wood filler is indicated.

Необходимость увеличения производства доступных недорогих строительных материалов обусловлена высоким спросом на объекты жилищного строительства и сравнительно низкой платежеспособностью населения, делающего выбор в пользу доступного массового жилья.The need to increase the production of affordable low-cost building materials is due to the high demand for housing construction and the relatively low solvency of the population, which makes a choice in favor of affordable mass housing.

Для возведения высокоэффективных объектов жилищного строительства в условиях низких и высоких температур окружающей среды необходимы строительные материалы, имеющие высокие теплоизоляционные свойства, низкую массу, удобные методы транспортировки и возведения стен. Растущий интерес потребителей и застройщиков к зданиям, изготовленным с применением растительных, в том числе, древесных материалов, имеет три фундаментальных аспекта: 1 - экологичность и связанное с этим комфортное безопасное пребывание людей; 2 - экономичность конструкций, связанная с высокими теплоизоляционными показателями; 3 - уменьшение затрат, связанных с транспортировкой строительных материалов, возведением фундаментов, перекрытий и прочих элементов благодаря существенно меньшей удельной массе, по сравнению с кирпичом, бетоном.Building materials with high thermal insulation properties, low weight, convenient methods of transportation and wall construction are required for the construction of highly efficient housing construction projects in conditions of low and high ambient temperatures. The growing interest of consumers and developers in buildings made using plant materials, including wood materials, has three fundamental aspects: 1 - environmental friendliness and the associated comfortable and safe stay of people; 2 - cost-effectiveness of structures associated with high thermal insulation performance; 3 - reduction of costs associated with the transportation of building materials, the construction of foundations, ceilings and other elements due to a significantly lower specific gravity, compared with brick, concrete.

Известен состав арболитовой смеси (патент RU 2139838 С1, опубл. 20.10.1999), включающий вяжущее, состоящее из портландцемента и песка и имеющее удельную поверхность 4500-5000 см²/г (песок, взят в количестве 11-24 мас. % при соотношении в песке полевого шпата и кварца 0,9-1,1), древесный заполнитель (опилки), хлорид кальция и воду. Компоненты смеси находятся в соотношении, мас. %: портландцемент 30,7-35,0; песок 4,4-9,7; древесный заполнитель 31,8-34,0; хлорид кальция 4,2-5,7; вода 22,5-24,0.The composition of the wood concrete mixture is known (patent RU 2139838 C1, publ. 10/20/1999), including a binder consisting of Portland cement and sand and having a specific surface area of 4500-5000 cm ² /g (sand, taken in an amount of 11-24 wt.% at a ratio in feldspar and quartz sand 0.9-1.1), wood aggregate (sawdust), calcium chloride and water. The components of the mixture are in the ratio, wt. %: Portland cement 30.7-35.0; sand 4.4-9.7; wood filler 31.8-34.0; calcium chloride 4.2-5.7; water 22.5-24.0.

Недостатком данной смеси является недостаточная прочность.The disadvantage of this mixture is the lack of strength.

Известен арболитовый блок (патент RU 2344243 С2, опубл. 2009.01.20) состоящий из двух наружных прямоугольных слоев арболита, изготовленного на основе древесного заполнителя и одного внутреннего утепляющего слоя. Наружные и внутренний слои армированы и соединены между собой единым деревянным брусковым каркасом, обработанным раствором жидкого стекла, расположение которого в слоях блока позволяет не только прочно соединить все три слоя блока в продольном, поперечном и вертикальном направлениях, тем самым увеличить прочность на сжатие и изгиб, но и расчетно планировать необходимые прочностные величины в соответствии с классом и маркой по прочности на сжатие от В1,5 (м 25) до В7,5 (м 100) и выше. Этот блок принят за прототип.Known wood concrete block (patent RU 2344243 C2, publ. 2009.01.20) consisting of two outer rectangular layers of wood concrete, made on the basis of wood filler and one internal insulation layer. The outer and inner layers are reinforced and interconnected by a single wooden bar frame treated with a solution of liquid glass, the location of which in the layers of the block allows not only to firmly connect all three layers of the block in the longitudinal, transverse and vertical directions, thereby increasing the compressive and bending strength, but also to calculate the necessary strength values in accordance with the class and brand in terms of compressive strength from B1.5 (m 25) to B7.5 (m 100) and above. This block is taken as a prototype.

К недостаткам данного блока относится высокая трудоемкость изготовления и сложность конструкции.The disadvantages of this block include the high complexity of manufacturing and the complexity of the design.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, снижение трудоемкости и стоимости изготовления.The objective of the invention is to simplify the design, reduce labor intensity and manufacturing costs.

Поставленная задача достигается тем, что арболитовый блок в форме прямоугольного параллелепипеда, выполненный из армированного деревянными элементами композитного материала, содержащего портландцемент с добавками в качестве вяжущего, и древесные опилки в качестве заполнителя, согласно изобретению, армирующие элементы выполнены в виде брусков равномерно расположенных в вертикальной плоскости вдоль продольной оси блока, или расположенных с образованием в плане симметричных зеркальных равносторонних треугольников, одна из вершин которых лежит на продольной оси, а две другие расположены на линии, параллельной поперечной оси блока.The task is achieved by the fact that the wood concrete block in the form of a rectangular parallelepiped, made of a composite material reinforced with wooden elements, containing Portland cement with additives as a binder, and sawdust as a filler, according to the invention, the reinforcing elements are made in the form of bars evenly spaced in a vertical plane along the longitudinal axis of the block, or arranged to form symmetrical mirror equilateral triangles in plan, one of the vertices of which lies on the longitudinal axis, and the other two are located on a line parallel to the transverse axis of the block.

Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции и снижении трудоемкости изготовления обеспечивается за счет применения армирующих элементов, выполненных в виде брусков, либо равномерно расположенных в вертикальной плоскости вдоль продольной оси блока, или расположенных в виде симметричных зеркальных относительно поперечной оси равносторонних треугольников, одна из вершин которых лежит на продольной оси, а две другие расположены на линии параллельной поперечной оси блока.The technical result, which consists in simplifying the design and reducing the complexity of manufacturing, is ensured through the use of reinforcing elements made in the form of bars, either evenly spaced in a vertical plane along the longitudinal axis of the block, or arranged in the form of symmetrical mirror equilateral triangles relative to the transverse axis, one of the vertices of which lies on the longitudinal axis, and the other two are located on a line parallel to the transverse axis of the block.

Изобретение представлено на чертежах. На фиг. 1 показан арболитовый блок с равномерно расположенными вдоль продольной оси армирующими элементами.The invention is shown in the drawings. In FIG. 1 shows a wood concrete block with reinforcing elements evenly spaced along the longitudinal axis.

На фиг. 2 - арболитовый блок с армирующими элементами, расположенными в форме равносторонних треугольников.In FIG. 2 - wood concrete block with reinforcing elements arranged in the form of equilateral triangles.

Нами были изготовлены опытные образцы арболитовых плит по рецептуре древесно-цементного композита из следующих сырьевых компонентов: заполнитель - сосновые опилки, фракционного состава 4…5 мм, влажностью 45%; вяжущее - портландцемент II/А-Ш 32,5Б (ПЦ 400-Д20) (Портландцемент со шлаком (Ш) от 6% до 20%, класса прочности 32,5 быстротвердеющий, ГОСТ 31108-2003) производства ООО «Красноярский цемент». В качестве добавки к вяжущему использовали карьерный песок, модуль крупности - 0,2-3,5 мм, коэффициент фильтрации - 1,0-3,0 м/сутки, насыпная плотность - 1,55-1,65 кг/м³, химическая добавка - сульфат алюминия (ГОСТ 12966-85). Состав компонентов древесно-цементного композита (в пересчете на 1 м³) следующий: портландцемент 300 кг, опилки 200 кг, Al₂(SO₄)₃, - 30 кг, песок 350 кг, вода 350 кг. Дозировка компонентов проводилось весовым способом с точностью до 100 гр. Изготовление смеси проводили следующим образом. Опилки в течение трех часов замачивали в растворе Al₂(SO₄)₃, затем в лопастном растворосмесителе принудительного действия перемешивали с песком и добавляли одномоментно цемент. Полученной смесью заполняли металлические формы, с размерами 200×200×400 мм. Смесь уплотняли методом вибрирования. Затем в тело блока 1 внедряли предварительно изготовленные деревянные армирующие элементы в виде брусков 2 с размерами 15×15×200 мм таким образом, чтобы они были равномерно расположены в вертикальной плоскости вдоль продольной оси блока (в одну линию) (см. фиг. 1). Армирующие элементы могут быть расположены с образованием в плане симметричных зеркальных относительно поперечной оси равносторонних треугольников, одна из вершин которых лежит на продольной оси, а две другие расположены на линии, параллельной поперечной оси (стороне) блока (см. фиг. 2). Установка армирующих элементов обеспечивалась при помощи вспомогательных направляющих форм. Сушку блоков проводили при комнатной температуре в течение 28 суток в условиях естественной влажности. По аналогичным технологии и рецептуре, но без армирования были изготовлены контрольные блоки.We have made prototypes of arbolitic slabs according to the recipe of wood-cement composite from the following raw materials: filler - pine sawdust, fractional composition 4 ... 5 mm, moisture content 45%; binder - Portland cement II / A-Sh 32.5B (PC 400-D20) (Portland cement with slag (Sh) from 6% to 20%, strength class 32.5, fast-hardening, GOST 31108-2003) produced by Krasnoyarsk Cement LLC. Quarry sand was used as an additive to the binder, fineness modulus - 0.2-3.5 mm, filtration coefficient - 1.0-3.0 m / day, bulk density - 1.55-1.65 kg / m ³ , chemical additive - aluminum sulfate (GOST 12966-85). The composition of the components of the wood-cement composite (in terms of 1 m ³ ) is as follows: Portland cement 300 kg, sawdust 200 kg, Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , - 30 kg, sand 350 kg, water 350 kg. The dosage of the components was carried out by weight method with an accuracy of 100 g. The preparation of the mixture was carried out as follows. Sawdust was soaked for three hours in a solution of Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , then mixed with sand in a forced action paddle mixer and cement was added simultaneously. The resulting mixture was filled into metal molds with dimensions of 200×200×400 mm. The mixture was compacted by vibrating. Then, prefabricated wooden reinforcing elements in the form of bars 2 with dimensions of 15 × 15 × 200 mm were introduced into the body of block 1 so that they were evenly spaced in a vertical plane along the longitudinal axis of the block (in one line) (see Fig. 1) . The reinforcing elements can be arranged to form equilateral triangles that are mirror-symmetrical with respect to the transverse axis, one of the vertices of which lies on the longitudinal axis, and the other two are located on a line parallel to the transverse axis (side) of the block (see Fig. 2). The installation of reinforcing elements was provided with the help of auxiliary guide forms. The blocks were dried at room temperature for 28 days under natural humidity conditions. Control blocks were made using the same technology and recipe, but without reinforcement.

Испытания показали, что блоки обеспечивают прочность при сжатии 3,10 МПа с арматурой в одну линию и 3,22 МПа с арматурой в виде равносторонних треугольников. Заявляемый армированный блок отличается более простой конструкцией и упрощенным процессом изготовления по сравнению с прототипом.Tests have shown that the blocks provide a compressive strength of 3.10 MPa with reinforcement in one line and 3.22 MPa with reinforcement in the form of equilateral triangles. The inventive reinforced block has a simpler design and a simplified manufacturing process compared to the prototype.

Claims

Arbolite block in the form of a rectangular parallelepiped, made of a composite material reinforced with wooden elements, containing Portland cement with additives as a binder and sawdust as a filler, characterized in that the reinforcing elements are made in the form of bars evenly spaced in a vertical plane along the longitudinal axis of the block or located with the formation in terms of symmetrical mirror relative to the transverse axis of equilateral triangles, one of the vertices of which lies on the longitudinal axis, and the other two are located on a line parallel to the transverse axis of the block.