WO2024096760A1 - Способ получения декоративной фасадной плитки - Google Patents

Способ получения декоративной фасадной плитки Download PDF

Info

Publication number
WO2024096760A1
WO2024096760A1 PCT/RU2023/050242 RU2023050242W WO2024096760A1 WO 2024096760 A1 WO2024096760 A1 WO 2024096760A1 RU 2023050242 W RU2023050242 W RU 2023050242W WO 2024096760 A1 WO2024096760 A1 WO 2024096760A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
concrete
concrete mixture
strength
mica
decorative
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/050242
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владислав Олегович СМИРНОВ
Original Assignee
Владислав Олегович СМИРНОВ
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
Priority claimed from RU2022128067A external-priority patent/RU2788718C1/ru
Application filed by Владислав Олегович СМИРНОВ filed Critical Владислав Олегович СМИРНОВ
Publication of WO2024096760A1 publication Critical patent/WO2024096760A1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/08—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting
    • B28B1/087—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould
    • 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
    • B28B19/00—Machines or methods for applying the material to surfaces to form a permanent layer thereon
    • 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
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/38—Treating surfaces of moulds, cores, or mandrels to prevent sticking
    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/20—Mica; Vermiculite
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the production of building materials and can be used to obtain protective and decorative coatings on the surfaces of building concrete, reinforced concrete and metal structures by manual and mechanized methods.
  • a protective and decorative coating which consists in preparing the surface of a building structure and applying to it a composition containing phosphate salt 1 - 10 wt.%, hydrophlogopite 30 - 50 wt.%, expanded perlite 5 - 10 wt.%, liquid glass with a density 1.36 - 1.41 - the rest, while the composition is applied in layers, alternating with layers of mica, and mica fractions of 0.5 - 1 mm are applied to the first layer of the composition, mica fractions of 5 - 15 mm are applied to the second layer of the composition (RF patent No. 2093357, published 10.20.1997 according to IPC class B28B19/00).
  • the mica layer is secured by applying varnish to it.
  • the thickness of the layers of the composition is 2 - 4 mm.
  • the known method has the following disadvantages: the complexity of manufacturing the coating (each layer is applied separately), multi-component nature, and precise data on strength and water resistance are not provided.
  • a dry building mixture is known containing fluff lime 4.0-12.0, Portland cement 18.0-36.0, quartz sand 40.0-60.0, mica 3.3-5.0 (RF patent No. 2122532, publ. 11.27.1998 according to IPC classes C04B28/04, C04B111/20).
  • Obtaining a coating involves applying the resulting mixture with a brush to the plastered surface.
  • the listed analogues contain mica, which allows the resulting coatings to be used as decorative coatings for decorating building facades.
  • the coatings have the appearance of shimmering in different shades, reminiscent of scales, depending on the color of the added pigment.
  • the technical result is achieved due to the inventive method for producing decorative high-strength waterproof frost-resistant facade tiles, which consists in pre-lubricating the surface of the mold with transmission oil, then mica particles with a fraction size of 0.1-30 mm are evenly distributed over the lubricated surface of the mold in one layer 0.1-30 mm thick. 2 mm, after which the form is placed on a vibrating table and filled with concrete mixture while simultaneously carrying out the vibration process containing weight. %:
  • An additional pigment can be added to the concrete mixture in an amount of 0.1-1 wt. % over 100%.
  • a pigment of any color can be used as a pigment, depending on the required color conditions, design solutions when cladding buildings or structures with facade tiles.
  • the technical problem of the claimed invention is the creation of a method for producing decorative high-strength waterproof frost-resistant facade tiles and decorative reinforced concrete products ( reinforced concrete products) giving a high decorative effect, as well as having high frost resistance, water resistance and strength.
  • the technical result is an increase in frost resistance, water resistance, strength with simultaneous giving a decorative effect.
  • Molds for making tiles can be used from any material, as a rule, from materials that are resistant to a large number of pours and have high strength and durability. It is preferable that plastic molds for making tiles are made with additional stiffening ribs for stability on the flat surface of the vibrating table. Molds can be made from various materials, for example, high-strength plastic, metal, gypsum, silicone, or any polymer. The size, texture and pattern of the front surface of the forms are selected depending on the requirements for the resulting tiles and their area of application.
  • Mica particles are poured by hand onto the bottom of a greased mold to form an even coating. Mica particles immediately stick to the surface of the oil and sink a little into it. Some particles are pressed onto the surface of the oil, slightly recessed, to form a coating of uniform thickness.
  • the cost of manufactured tiles or products with a decorative coating, energy and financial costs are reduced due to the use of production waste from crushing plants, classifiers of fractionated granite crushed stone in natural quarries of granite rock minerals (granite screenings) and glass production waste (mica mass from mica dust to large mica particles).
  • granite screenings as part of a concrete mixture to produce facade tiles ensures high frost resistance and water resistance of the resulting facade tiles.
  • granite screening particles in the concrete mixture was not identified by the author from the prior art.
  • granite screening particles for the most part have a cuboid shape (due to its high hardness) in contrast to rounded sand particles, which ensures a higher density between particles, which increases water resistance and strength, because Cuboid-shaped particles fit tightly to the faces of other particles of a similar shape (on all six faces) and to the walls of the mold, in contrast to spherical sand particles with a smooth surface, around which gaps will form on all sides between the spherical sand particles.
  • the spherical sand particles will adhere tangentially to the walls of the mold, i.e. The area of contact of sand particles with each other and with the walls of the mold will be much smaller, thereby reducing the density of laying the cement-sand mortar.
  • more water particles accumulate, which significantly reduces the strength of the finished product (or forming concrete) during freezing (low operating temperatures), which in turn leads to low frost resistance .
  • granite screening particles in combination with a plasticizing additive which also has water-reducing and stabilizing properties, makes it possible to create a dense structure of the resulting façade tiles with minimal intergranular voids.
  • a distinctive feature of the proposed method is that mica is not an additional layer on the surface of the resulting product, but is located in the thickness of the surface layer of the resulting coating (tile), being part of the cement-mineral crystal lattice of artificial stone, which confirms the novelty of the proposed method
  • a feature of the technology for retaining light mica particles on the surface of a dense concrete mixture under the influence of vibration is the change in the viscosity parameter of the gear oil when the temperature of the product changes. At 20°C, the viscosity of the gear oil is high, due to which mica particles adhere to the mold, due to which, during vibration, mica particles will remain on the front surface of the finished product.
  • cement laitance will not hide decorative mica particles on the finished product, i.e. they will not be in the thickness of the cement mortar after drying.
  • the formation of a mineral crystal lattice of artificial stone begins - a chemical reaction of cement and water with intense heat generation, the temperature of the mixture in the mold increases as it turns into a gel and the subsequent formation of a solid phase of cement minerals with filler. The viscosity of the transmission oil is reduced and mica particles are released.
  • Viscous gear oil acts as a release agent between the resulting product (a hardening solution with mica on the surface) and the mold. After pouring the concrete mixture, the molds are left to completely harden in air. As a rule, the period for gaining 100% strength after drying of the concrete mixture is on average 28 days, without heating or heat treatment. To accelerate the development of strength, forms with a poured concrete composition can be subjected to heat-humidity treatment (HMT).
  • HMT heat-humidity treatment
  • the HME mode can be selected individually depending on the equipment used in production and the required properties of the finished product or technical conditions.
  • FIG. 1 shows a photograph of facade tiles in the dark with light directed at the tile
  • figure 2 shows a photograph of facade tiles in the daytime
  • figure 3 shows a photograph of facade tiles in the evening.
  • FIG.1 Photograph of façade tiles in the dark with light directed at the tiles.
  • the cement used was cement grade M500 TsEM I 42.5 N GOST 31108-2020 produced by Mordovcement OJSC.
  • the pigment used was black soot (carbon black) Toda N 330, Afaya JSC.
  • Cemat R a plasticizer and stabilizer based on fractionated lignosulfonates produced by Tsem2010 LLC, was used as a plasticizing additive.
  • Waste phlogopite mica with a fraction size of 0.1-30 mm produced by Mica Factory JSC was used as mica. (Kolpino, St. Russia).
  • Oil of any manufacturer (semi-synthetic or mineral) intended for use in manual transmissions of passenger cars, trucks and off-road vehicles can be used as gear oil. It is preferable that the kinematic viscosity of the transmission oil according to the VZ-246 viscometer, nozzle 4, at 20°C is in the range of 100-200 mm 2 /s.
  • the method for producing decorative high-strength waterproof frost-resistant facade tiles is carried out as follows.
  • plastic molds for making tiles are made with additional stiffening ribs for stability on the flat surface of the vibrating table.
  • the mold matrices are made of high-quality and durable material - polypropylene with special additives, which allows them to be used a large number of times while maintaining the same quality of the finished product.
  • Oil from another manufacturer with increased viscosity can be used as gear oil. Then mica particles with a fraction of 0.1-30 mm are placed on the working surface of the molds, lubricated with oil. It is preferable that the mica particles be slightly (slightly) pressed into the oil layer, thereby adhering them to the viscous oil layer and ensuring their tight fixation to the mold in the viscous oil layer.
  • the molds with the poured concrete mixture are placed in a steaming chamber to provide the molded products with the required HME regime.
  • Specific HME modes depend on the type of equipment used in production and the required properties of the finished product.
  • the author used the TVO mode: humidity 95 ⁇ 5% for 10 hours at a temperature of 60 °C. The use of the selected HME mode allows you to speed up the process of gaining 100% strength up to one day.
  • the filled forms were kept at a humidity of 95 ⁇ 5% for 10 hours at a temperature of 60 °C. Then the finished products are removed from the molds.
  • the kinematic viscosity of the transmission oil is measured.
  • the production technology uses gear oil, which changes its “viscosity” property when the temperature changes (at low temperatures the oil is viscous “like glue for mica particles to a mold”; at high temperatures the oil becomes more liquid, similar in consistency to water, and works like “a release agent between the finished tile with mica on the surface and the mold” to remove the finished tile from the mold).
  • Kinematic viscosity according to the VZ-246 viscometer, nozzle 4, at 10°C is 220-240 mm 2 /s, at 20°C 100-200 mm 2 /s, at 40°C 60-80 mm 2 /s, at 60 °C 30-50 mm 2 /s.
  • the viscosity of the oil changes, which in turn leads to the fact that the layer with mica particles appears on the underside of the tile adjacent to the bottom of the form and is the front one, and is retained on its surface, but at the same time remains in the thickness of the concrete mixture.
  • the tile obtained using the proposed method acquires a high decorative effect ([Fig.1], 2, 3).
  • excess oil is forced out onto non-working unused surfaces of the mold, and the oil acquires the function of a release agent, due to which, after gaining strength, the resulting tile is easily removed from the mold, without leaving any residues of the concrete mixture and mica particles on the surface of the mold.
  • the author has not identified from the prior art technical solutions related to the compositions of decorative concrete mixtures with mica and methods for producing products from them, in the manufacturing methods of which gear oil is used.
  • samples were made according to the composition of the concrete of facade tiles (according to GOST 10180-2012) with dimensions of 100x100x100 mm.
  • Table 1 presents specific examples of the method, indicating the quantitative content of the components of the concrete mixture.
  • compositions Sample number Cement, weight. % Screening of granite (fractions 0.05-10 mm), wt.% Black soot, weight. % (over 100%) Cemactiv R, weight. % Water, wt.% 1 22.7 68.2 0.1 0.34 8.76 2 27.5 64.2 0.3 0.41 7.89 3 32.4 60.2 1.0 0.49 6.91
  • the manufactured samples were tested for strength in accordance with GOST 18105-2018, test methods in accordance with GOST 10180-2012.
  • the manufactured samples were tested for frost resistance according to GOST 10060-2012.
  • the manufactured samples were tested for water resistance according to GOST 12730.5-2018.
  • Table 2 presents the results of tests for strength, water resistance and frost resistance.
  • facade tiles have high frost resistance, water resistance, strength, and due to the uniform distribution of mica on the front surface of the tile, a high decorative effect.
  • inventive method for manufacturing facade tiles is simple, inexpensive and environmentally friendly, while allowing the use of mica and crushed granite production waste in the concrete mixture, and can be widely used in civil and industrial construction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения защитно-декоративных покрытий на поверхностях строительных бетонных, железобетонных и металлических конструкций ручным и механизированным способом. Технический результат - увеличение морозостойкости, водонепроницаемости, прочности с одновременным приданием декоративного эффекта. Способ получения декоративной высокопрочной водонепроницаемой морозостойкой фасадной плитки, заключающийся в предварительном смазывании поверхности формы трансмиссионным маслом кинематической вязкостью при температуре 20°C равной 100-200 мм2/с, затем по смазанной поверхности формы равномерно распределяют частицы слюды с размером фракций 0,1-30 мм в один слой толщиной 0,1-2 мм, после чего устанавливают форму на вибростол и заполняют бетонной смесью с одновременным осуществлением процесса вибрации с амплитудой вибрации 0,2-0,4 мм и частотой 50 Гц, содержащей, вес. %: цемент 22,7-32,4 отсев гранита 68,2-60,2 с размером фракций 0,05-10 мм пластифицирующая добавка 0,34-0,49 вода остальное, после чего смесь оставляют до полного высыхания на воздухе. Бетонная смесь может дополнительно содержать пигмент в количестве 0,1-1 вес. % сверх 100%.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕКОРАТИВНОЙ ФАСАДНОЙ ПЛИТКИ
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения защитно-декоративных покрытий на поверхностях строительных бетонных, железобетонных и металлических конструкций ручным и механизированным способом.
Известен способ получения защитно-декоративного покрытия, заключающийся в подготовке поверхности строительной конструкции и нанесения на нее композиции, содержащей фосфатную соль 1 - 10 мас.%, гидрофлогопит 30 - 50 мас.%, вспученный перлит 5 - 10 мас.%, жидкое стекло плотностью 1,36 - 1,41 - остальное, при этом композицию наносят слоями, чередуя со слоями слюды, причем на первый слой композиции наносят слюду фракции 0,5 - 1 мм, на второй слой композиции наносят слюду фракции 5 - 15 мм (патент РФ № 2093357, опубл. 20.10.1997 по классу МПК В28В19/00). Слой слюды закрепляют нанесением на него лака. Толщина слоев композиции составляет 2 - 4 мм. Известный способ обладает следующими недостатками: сложность изготовления покрытия (каждый слой наносится отдельно), многокомпонентность, а также не приведены точные данные по прочности и водостойкости.
Известна сухая строительная смесь, содержащая известь пушонка 4,0-12,0, портландцемент 18,0-36,0, песок кварцевый 40,0-60,0, слюда 3,3-5,0 (патент РФ № 2122532, опубл. 27.11.1998 по классам МПК С04В28/04, С04В111/20). Получение покрытия заключается в нанесении полученной смеси кисточкой на заштукатуренную поверхность.
Перечисленные аналоги имеют в составе слюду, что позволяет использовать получаемые покрытия в качестве декоративных покрытий для украшения фасадов зданий. Покрытия имеют вид переливающейся разными оттенками, напоминающие чешую, в зависимости от цвета добавляемого пигмента.
Технический результат достигается за счет заявляемого способа получения декоративной высокопрочной водонепроницаемой морозостойкой фасадной плитки, заключающегося в предварительной смазке поверхности формы трансмиссонным маслом, затем по смазанной поверхности формы равномерно распределяют частицы слюды с размером фракций 0,1-30 мм в один слой толщиной 0,1-2 мм, после чего устанавливают форму на вибростол и заполняют бетонной смесью с одновременным осуществлением процесса вибрации, содержащей, вес. %:
цемент 22,7-32,4
отсев гранита 68,2-60,2 с размером фракций 0,05-10 мм
пластифицирующая добавка 0,34-0,49
вода остальное,
после чего смесь оставляют до полного высыхания на воздухе.
В состав бетонной смеси может быть добавлен дополнительно пигмент в количестве 0,1-1 вес. % сверх 100%.
В качестве пигмента может быть использован пигмент любого цвета в зависимости от необходимых цветовых условий, дизайнерских решений при облицовке зданий или конструкций фасадной плиткой.
Технической проблемой заявляемого изобретения является создание способа получения декоративной высокопрочной водонепроницаемой морозостойкой фасадной плитки и декоративных железобетонных изделий (ЖБИ) с приданием высокого декоративного эффекта, а также обладающей высокими показателями морозостойкости, водонепроницаемости и прочности.
Технический результат - увеличение морозостойкости, водонепроницаемости, прочности с одновременным приданием декоративного эффекта.
Формы для изготовления плиток могут быть использованы из любого материала, как правило, из материалов, устойчивых к большому количеству заливок и обладающих высокой прочностью и долговечностью. Предпочтительно, чтобы пластиковые формы для изготовления плиток были выполнены с дополнительными ребрами жесткости для устойчивости на ровной поверхности вибростола. Формы могут быть изготовлены из различных материалов, например, высокопрочный пластик, металл, гипс, силикон, любой полимер. Размер, фактуру и рисунок лицевой поверхности форм подбирают в зависимости от предъявляемых требований к получаемым плиткам и области их применения.
Частицы слюды насыпают вручную сверху на дно смазанной маслом формы, образуя при этом равномерное покрытие. Частицы слюды сразу же прилипают к поверхности масла и немного утопают в нем. Некоторые частицы прижимают к поверхности масла, слегка утопив их, чтобы образовалось равномерное по толщине покрытие.
С помощью заявляемого способа получения декоративной высокопрочной водонепроницаемой морозостойкой фасадной плитки можно изготавливать также и сразу несколько плиток при использовании соответствующей формы.
Благодаря заявляемому способу снижается себестоимость изготавливаемой плитки или изделия с декоративным покрытием, энергетические и финансовые затраты за счет использования отходов производства дробильных установок классификаторов фракционированного гранитного щебня на природных карьерах гранитной породы минералов (отсев гранита) и отходов стекольного производства (слюдяная масса от пыли слюды до крупных частиц слюды).
Применение отсева гранита в составе бетонной смеси для получения фасадной плитки обеспечивает высокие показатели по морозостойкости и водонепроницаемости получаемой фасадной плитки. Использование частиц отсева гранита в составе бетонной смеси автором не было выявлено из уровня техники.
Как правило, частицы отсева гранита по большей части имеют кубовидную форму (вследствие его высокой твердости) в отличие от окатанных частиц песка за счет чего обеспечивается более высокая плотность между частицами, которая влияет на увеличение водонепроницаемости и прочности, т.к. частицы кубовидной формы плотно прилегают к граням других частиц аналогичной формы (со всех шести граней) и к стенкам формы в отличие от шаровидных частиц песка с гладкой поверхностью, вокруг которых будут образовываться зазоры со всех сторон между шаровидными частицами песка.
Шаровидные частицы песка будут прилегать к стенкам формы по касательной, т.е. площадь соприкосновения частиц песка друг с другом и со стенками формы будет намного меньше за счет чего снижается плотность укладки цементно-песчаного раствора. В образующихся межзерновых пустотах между частицами песка частиц воды скапливается больше, что существенно снижает прочность готового изделия (или образующего бетона) при замораживании (низких температурах эксплуатации), что в свою очередь приводит к низкой морозостойкости. Таким образом, частицы отсева гранита в совокупности с пластифицирующей добавкой, обладающей также водоредуцирующими и стабилизирующими свойствами, позволяет создать плотную структуру получаемой фасадной плитки с минимальной межзерновой пустотностью.
Благодаря использованию отсева гранита с комплексной добавкой для ЖБИ в составе бетонной смеси снижается количество воды, необходимое для приготовления бетонной смеси, что в свою очередь приводит к повышению прочности, морозостойкости и водонепроницаемости получаемой фасадной плитки, т.е. увеличению срока ее эксплуатации, что очень актуально при облицовке зданий, расположенных в областях с агрессивными климатическими условиями окружающей среды: повышенной влажностью, попеременным замораживанием – оттаиванием, напр., в Санкт-Петербурге.
Отличительный признак заявляемого способа заключается в том, что слюда не является дополнительным слоем на поверхности получаемого изделия, а находится в толще поверхностного слоя получаемого покрытия (плитки), являясь частью цементно-минеральной кристаллической решетки искусственного камня, что подтверждает новизну заявляемого способа
Особенность технологии удержания легких частиц слюды на поверхности плотного состава бетонной смеси под действием вибрации заключается в изменении параметра вязкости трансмиссионного масла при изменении температуры изделия. При 20°С вязкость трансмиссионного масла высокая, за счет чего частицы слюды приклеиваются к форме, благодаря чему в процессе вибрации частицы слюды будут оставаться на лицевой поверхности готового изделия.
Таким образом, цементное молочко не скроет декоративные частицы слюды на готовом изделии, т.е. они не будут находиться в толще цементного раствора после высыхания. При заполнении формы бетонной смесью, начинается образование минеральной кристаллической решетки искусственного камня - химическая реакция цемента и воды с интенсивным тепловыделением, увеличивается температура смеси в форме при переходе в гель и последующее образование твердой фазы минералов цемента с заполнителем. Вязкость трансмиссионного масла снижается, и частицы слюды освобождаются.
Вязкое трансмиссионное масло выступает в роли разделительной смазки между получаемым изделием (затвердевающим раствором со слюдой на поверхности) и формой. После заливки бетонной смеси формы оставляют до полного затвердевания на воздухе. Как правило, срок набора 100% прочности после высыхания бетонной смеси в среднем составляет 28 суток, без прогрева или ТВО. Для ускорения набора прочности формы с залитым бетонным составом могут быть подвержены тепло-влажностной обработке (ТВО). Режим ТВО может быть подобран индивидуально в зависимости от используемого оборудования на производстве и требуемых свойств готового изделия или технических условий.
В пропарочной камере при усадке изделия при повышении температуры (до 60°С) излишки потерявшего вязкость масла выдавливаются за пределы изделия и формы. Частицы слюды остаются на лицевой поверхности изделия и вступают в химическую реакцию при затвердевании и наборе прочности изделия с минералами, из которых состоит цемент (алит, белит, целит и четырех кальциевый алюмоферрит), становятся одним целым с готовым изделием на его поверхности.
Изобретение поясняется фотографиями полученной декоративной высокопрочной водонепроницаемой морозостойкой фасадной плитки, где на фигуре 1 представлена фотография фасадной плитки в темноте с направленным на плитку светом, на фигуре 2 – фотография фасадной плитки в дневное время, на фигуре 3 – фотография фасадной плитки в вечернее время.
[Fig.1] Фотография фасадной плитки в темноте с направленным на плитку светом.
[Fig.2] Фотография фасадной плитки в дневное время.
[Fig.3] Фотография фасадной плитки в вечернее время.
В качестве цемента был использован цемент марки М500 ЦЕМ I 42,5 Н ГОСТ 31108-2020 производства ОАО «Мордовцемент».
В качестве пигмента была использован пигмент черная сажа (технический углерод) Toda N 330, АО «Афая».
В качестве пластифицирующей добавки был использован Цемактив Р - пластификатор, стабилизатор на основе фракционированных лигносульфонатов производства ООО «Цемактив».
В качестве слюды были использованы отходы слюды флогопит с размером фракций 0,1-30 мм производства АО «Слюдяная фабрика»
(г. Колпино, Санкт-Петербург).
В качестве отсева гранита был использован отсев гранита, полученный при производстве гранитного щебня, (ОАО «Гранит-Кузнечное») с размером фракций 0,05-10 мм.
В качестве трансмиссионного масла может быть использовано масло любого производителя (полусинтетическое или минеральное), предназначенное для использования в механических коробках передач легковой, грузовой и внедорожной техники. Предпочтительно, чтобы кинематическая вязкость трансмиссионного масла по вискозиметру ВЗ-246, сопло 4, при 20°C находилась в пределах 100-200 мм2/с.
Способ получения декоративной высокопрочной водонепроницаемой морозостойкой фасадной плитки осуществляют следующим образом.
Формы необходимого размера раскладывают на твердую, ровную поверхность. Для изготовления образцов фасадной плитки были использованы формы для изготовления тротуарной плитки производства «ФормаДон» (Россия) размером 26,8х33х2 см.
Предпочтительно, чтобы пластиковые формы для изготовления плиток были выполнены с дополнительными ребрами жесткости для устойчивости на ровной поверхности вибростола. Матрицы форм изготовлены из качественного и прочного материала - полипропилена со специальными добавками, что позволяет их использовать большое количество раз с сохранением того же качества готовой продукции.
Затем наносят кистью на рабочую поверхность форм трансмиссионное масло, выполняющее роль разделительной смазки, в несколько слоев до общей толщины покрытия 0,5-1,5 мм. Для изготовления образцов и проведения испытаний было использовано трансмиссионное мало Gazpromneft 80W-90В, кинематическая вязкость, заявленная производителем, 14,5 мм2/с при 100°C.
В качестве трансмиссионного масла может быть использовано масло другого производителя с повышенной вязкостью. Затем укладывают частицы слюды фракцией 0,1-30 мм на рабочую поверхность форм, смазанную маслом. Предпочтительно, чтобы частицы слюды немного (слегка) были вдавлены в слой масла, тем самым, приклеивая их, к вязкому слою масла и обеспечивая их плотную фиксацию к форме в вязком слое масла.
Формы с равномерно распределенным декоративным компонентом (слюдой) устанавливают на вибростол. Наполняют бетонной смесью смазанные маслом формы с распределенными по этому слою частицами слюды, после чего формы с бетонной смесью подвергаются вибрации на вибростоле параметры вибрации: амплитуда А=0,2…0,4 мм, частота f=50 Гц. Продолжительность вибрации 1-3 минуты.
В процессе вибрации из смеси высвобождаются излишки воздуха в виде пузырей, что обеспечивает плотную структуру готовых изделий. Вибрацию осуществляют до полного прекращения выхода пузырей воздуха из бетонной смеси. Контроль за выходом пузырей воздуха ведут визуально. В процессе вибрации частицы масла отталкивают от себя частицы воды, вытесняя тем самым излишки воды из бетонной смеси (с лицевой поверхности изделия), а частицы слюды еще плотнее прилипают к слою масла на поверхности форм.
После завершения вибрации формы с виброуплотненной бетонной смесью оставляют до полного затвердевания на воздухе при комнатной температуре (на 28 суток). В среднем по нормативной документации технологии бетонов (ГОСТ, СП) процесс схватывания бетонной смеси происходит за 1 сутки без ТВО (для извлечения изделий из форм прочность не достаточна, изделия сломаются), процесс затвердевания (полного набора 100% прочности) без ТВО бетонной смеси происходит в течение 28 суток. Для ускорения процесса затвердевания (набора 100% прочности) можно осуществить ТВО.
После виброуплотнения формы с залитой бетонной смесью помещают в пропарочную камеру для обеспечения заформованным изделиям необходимого режима ТВО. Конкретные режимы ТВО зависят от типа используемого оборудования на производстве и требуемых свойств готового изделия. Автором для ускорения процесса набора прочности бетонной смеси был использован режим ТВО: влажность 95±5% в течение 10 часов при температуре 60 °С. Применение выбранного режима ТВО позволяет ускорить процесс набора 100% прочности до одних суток.
В пропарочной камере наполненные формы выдерживали при влажности 95±5% в течение 10 часов при температуре 60 °С. После чего из форм извлекают готовые изделия. В процессе ТВО ведут измерения кинематической вязкости трансмиссионного масла. В технологии производства используется трансмиссионное масло, которое меняет свое свойство «вязкость» при изменении температуры (на низких температурах масло вязкое «как клей для частиц слюды к форме», на высоких температурах масло становится более жидким, схожим по консистенции с водой, и работает как «разделительная смазка между готовой плиткой со слюдой на поверхности и формой» для извлечения готовой плитки из формы). Кинематическая вязкость по вискозиметру ВЗ-246, сопло 4, при 10°C равна 220-240 мм2/с, при 20°C 100-200 мм2/с, при 40°C 60-80 мм2/с, при 60°C 30-50 мм2/с. При повышении температуры происходит изменение вязкости масла, что приводит в свою очередь к тому, что слой с частицами слюды оказывается на нижней стороне плитки, прилегающей к дну формы и являющейся лицевой, и удерживается на ее поверхности, но при этом остается в толще бетонной смеси.
Таким образом, получаемая с помощью заявляемого способа плитка приобретает высокий декоративный эффект ([Fig.1], 2, 3). Кроме этого, при повышении температуры в процессе ТВО излишки масла вытесняются на нерабочие неиспользуемые поверхности формы, и масло приобретает функцию разделительной смазки, благодаря чему после набора прочности получаемая плитка легко извлекается из формы, не оставляя остатков бетонной смеси и частиц слюды на поверхности формы.
Применение трансмиссионного масла при изготовлении декоративной фасадной плитки и других бетонных изделий при температуре 20°C как клеящего слоя для легких декоративных частиц слюды к форме за счет высокой вязкости масла и последующего изменения функции слоя (изменение вязкости масла при увеличении температуры до 60°C) масла с клеящего слоя на разделительный слой, подтверждает наличие у заявляемого способа изобретательского уровня. Автором не выявлены из уровня техники технические решения, относящиеся к составам декоративных бетонных смесей со слюдой и способам получения из них изделий, в способах изготовления которых применено трансмиссионное масло.
По заявляемому способу были изготовлены образцы по составу бетона фасадной плитки (по ГОСТ 10180-2012) размером 100х100х100 мм.
В таблице 1 представлены конкретные примеры осуществления способа с указанием количественного содержания компонентов бетонной смеси.
Таблица 1. Конкретные примеры составов
Номер образца Цемент, вес. % Отсев гранита (фракции 0,05-10 мм), вес.% Черная сажа, вес. %
(сверх 100 %)		 Цемактив Р, вес. % Вода, вес.%
1 22,7 68,2 0,1 0,34 8,76
2 27,5 64,2 0,3 0,41 7,89
3 32,4 60,2 1,0 0,49 6,91
Изготовленные образцы были испытаны на прочность по ГОСТ 18105-2018, методика испытаний по ГОСТ 10180-2012.
Изготовленные образцы были испытаны на морозостойкость по ГОСТ 10060-2012.
Изготовленные образцы были испытаны на водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5-2018.
В таблице 2 представлены результаты испытаний на прочность, водонепроницаемость и морозостойкость.
Таблица 2. Результаты измерений свойств получаемой плитки
Номер образца Предел прочности на сжатие, R, МПа Водонепроницаемость, W Морозостойкость, F
1
2
3		 75,8 В55
76,3 В55
78,9 В55		 W14
W14
W14		 (72,2 В55) F3 300
(74,5 В55) F3 300
(77,1 В55) F3 300
В соответствии с ГОСТ 10060-2012 (третий ускоренный метод в солевом растворе) изделия, полученные заявляемым способом, относится к маркам по морозостойкости F3 300.
Кроме этого, полученные образцы были исследованы на световозвращение и светоотражение (исследования были проведены компанией ООО «ПитерДорНИИ» с помощью ретрорефлектометра ZRM 6006 Standard S/N: 522836006). Для этого в соответствии с составами, перечисленными в таблице 1, были изготовлены образцы плиток размером 26х33 см с одинаковым количеством пигмента 0,3 вес.% сверх 100%. В таблице 3 представлены результаты исследования.
Таблица 3. Результаты измерений коэффициентов световозвращения и светоотражения
Образец
 Коэффициент световозвращения для условий темного времени суток при сухом покрытии RL мкд лк-1 м-2
(не менее 100 мкд лк-1 м-2)		 Коэффициент светоотражения при диффузном дневном или искусственном освещении при сухом покрытии
Qd мкд лк-1 •м-2
(не менее 100 мкд лк-1 •м-2)
Контрольный образец без слюды Диапазон показаний на приборе в ходе испытания
0 RL		 Диапазон показаний на приборе в ходе испытания
0 Qd
Образец 1 Диапазон показаний на приборе в ходе испытания
28 RL		 Диапазон показаний на приборе в ходе испытания
37 Qd
Образец 2
Диапазон показаний на приборе в ходе испытания
41 RL		 Диапазон показаний на приборе в ходе испытания
45 Qd
Образец 3 Диапазон показаний на приборе в ходе испытания
54 RL		 Диапазон показаний на приборе в ходе испытания
53 Qd
Зеркало Эталонный показатель при калибровке прибора перед началом испытания 136 RL Эталонный показатель при калибровке прибора перед началом испытания
137 Qd
Результаты проведенных исследований свойств изготовленной фасадной плитки по заявляемому способу показывают, что фасадная плитка обладает высокой морозостойкостью, водонепроницаемостью, прочностью, а за счет равномерного распределения слюды на лицевой поверхности плитки высоким декоративным эффектом. Кроме этого, заявляемый способ изготовления фасадной плитки является простым, недорогим и экологически безопасным, позволяя при этом использовать в составе бетонной смеси отходы производств слюды и гранитного щебня, и может найти широкое применение в гражданском и промышленном строительстве.

Claims (2)

1. Способ получения декоративной высокопрочной водонепроницаемой морозостойкой фасадной плитки, заключающийся в предварительном смазывании поверхности формы трансмиссионным маслом кинематической вязкостью при температуре 20°C равной 100-200 мм2/с, затем по смазанной поверхности формы равномерно распределяют частицы слюды с размером фракций 0,1-30 мм в один слой толщиной 0,1-2 мм, после чего устанавливают форму на вибростол и заполняют бетонной смесью с одновременным осуществлением процесса вибрации с амплитудой вибрации 0,2-0,4 мм и частотой 50 Гц, содержащей, вес. %:
цемент 22,7-32,4
отсев гранита 68,2-60,2 с размером фракций 0,05-10 мм
пластифицирующая добавка 0,34-0,49
вода остальное,
после чего смесь оставляют до полного высыхания на воздухе.
2. Способ по п.1, в котором бетонная смесь дополнительно содержит пигмент в количестве 0,1-1 вес. % сверх 100%.
PCT/RU2023/050242 2022-10-30 2023-10-15 Способ получения декоративной фасадной плитки WO2024096760A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022128067A RU2788718C1 (ru) 2022-10-30 Способ получения декоративной высокопрочной водонепроницаемой морозостойкой фасадной плитки
RU2022128067 2022-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024096760A1 true WO2024096760A1 (ru) 2024-05-10

Family

ID=90931095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/050242 WO2024096760A1 (ru) 2022-10-30 2023-10-15 Способ получения декоративной фасадной плитки

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024096760A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA7171A (ru) * 1995-01-25 1995-06-30 Айказ Михайлович Пузьян Способ изготовления декоративных изделий на основе бетонной смеси
RU2122532C1 (ru) * 1996-09-30 1998-11-27 Левин Валерий Павлович Сухая строительная смесь
RU2351562C1 (ru) * 2007-07-19 2009-04-10 Вадим Михайлович Александровский Бетонная смесь для изготовления тонкостенных изделий
RU2473420C2 (ru) * 2011-04-04 2013-01-27 Олег Михайлович Харит Способ изготовления декоративных бетонных изделий

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA7171A (ru) * 1995-01-25 1995-06-30 Айказ Михайлович Пузьян Способ изготовления декоративных изделий на основе бетонной смеси
RU2122532C1 (ru) * 1996-09-30 1998-11-27 Левин Валерий Павлович Сухая строительная смесь
RU2351562C1 (ru) * 2007-07-19 2009-04-10 Вадим Михайлович Александровский Бетонная смесь для изготовления тонкостенных изделий
RU2473420C2 (ru) * 2011-04-04 2013-01-27 Олег Михайлович Харит Способ изготовления декоративных бетонных изделий

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Weger et al. 3D printing of concrete structures using the selective binding method–Effect of concrete technology on contour precision and compressive strength
Salavessa et al. Historical plasterwork techniques inspire new formulations
MX2011005826A (es) Panel compuesto elaborado de mortero cementoso con propiedades de transparencia.
CN108947433B (zh) 一种石膏基自流平地坪材料的制备方法
CN109851289A (zh) 内墙薄抹灰找平抗裂砂浆粉料及其制备方法
WO2024096760A1 (ru) Способ получения декоративной фасадной плитки
RU2788718C1 (ru) Способ получения декоративной высокопрочной водонепроницаемой морозостойкой фасадной плитки
US5451620A (en) Methods of producing light weight cement-like building products
US5730797A (en) Mortar composition
JP7362111B2 (ja) コンクリート化粧剤、コンクリート化粧部材およびコンクリート化粧剤の製造方法
RU2320624C1 (ru) Способ декорирования поверхности бетонных изделий
KR20100072530A (ko) 주변 환경의 온도에 따라 다양한 색깔로 변화하는 콘크리트제품 및 그 제조법
GB2145651A (en) Concrete structures
RU2786184C1 (ru) Способ изготовления имитирующей натуральный камень декоративной поверхности и декоративная поверхность, изготовленная таким способом
RU2320599C1 (ru) Способ изготовления декоративного заполнителя
RU2114084C1 (ru) Способ изготовления декоративных и облицовочных строительных изделий
CN109320158B (zh) 一种外墙水泥砖及其制备方法
CA3075596A1 (en) Method of manufacturing a concrete element
RU2792294C1 (ru) Способ изготовления бетонных изделий с использованием одноразовых пластиковых форм
RU2771801C1 (ru) Двухфазная смесь на основе белого цемента для получения декоративного композита в технологии строительной 3D-печати
RU2531981C1 (ru) Способ приготовления самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести и способ изготовления бетонных изделий из полученной смеси
RU2776797C1 (ru) Способ изготовления изделий из декоративного бетона
US1233265A (en) Manufacture of artificial-stone structures.
Bustillo Revuelta et al. Mortars
JP3408603B2 (ja) 流動性モルタルを用いる穴あきｐｃ板の表面化粧先付け工法及び表面化粧層先付け穴あきｐｃ板

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23886431

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1