Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления блочного (мелкоштучного) строительного материала на ледяной основе

Изобретение относится к области строительства и может использоваться при производстве строительных материалов для сооружения временных конструкций, эксплуатируемых в зимний период в северных и арктических условиях.

Известно применение льда при строительстве в Арктике зимних автомобильных дорог, причалов, аэродромов и аналогичных сооружений путем намораживания льда [1. К.Ф. Войтковский. Основы гляциологии. -М.: Наука, 1999. - 255 с. 2. Б. Скупов. Лед - знакомый и таинственный строительный материал / Архитектура и строительство. - №01(141), 2017 г.].

Известно применение ледяных блоков толщиной 20-30 см, в том числе призматической формы, при строительстве различных сооружений [2. Studepedia.org/10-3744 html].

Изготовление ледяных блоков путем распиловки льда на водоемах сопряжено со сложностями их извлечения из ледовых покрытий, затратами на транспортировку блоков и дальнейшей механической обработки для обеспечения необходимой точности геометрических размеров. Кроме того, в северных и арктических климатических зонах толщина льда на водоемах нарастает интенсивно в зависимости от толщины снежного покрова и скорости ветра достигает 1-2 см в сутки. Поэтому период заготовки льда оптимальной толщины (20-30 см) ограничен практически одним месяцем (ноябрем). В декабре толщина льда достигает более 50 см и его заготовка в значительной мере затрудняется.

Изготовление ледяных блоков путем замораживания воды в формах широко не применяется по следующим причинам:

- высокая продолжительность замерзания воды;

- сложность извлечения блока при его примерзании к поверхности формы;

- возможность разрушения формы из-за объемного расширения льда при замерзании воды.

Целью настоящего изобретения является упрощение технологии изготовления ледяных блоков в формах.

Для достижения поставленной цели перед замораживанием в воду добавляют снег и перемешивают в форме до получения однородной массы, уплотняют, извлекают из формы в перевернутом состоянии и замораживают в свободном состоянии

Отличительной особенностью предлагаемого способа является дополнительное добавление в воду снега в количестве 40-60% от общей массы и замораживание отформованных блоков в свободном состоянии.

Снеговодяная смесь после смешивания и уплотнения в форме хорошо сохраняет геометрические размеры, может легко извлекаться и замораживаться в свободном состоянии.

Способ осуществляют следующим образом.

В полиэтиленовую форму заливают воду, добавляют снег, перемешивают, уплотняют, разравнивают поверхность, форму переворачивают, извлекают потряхиванием полученный блок и замораживают в свободном состоянии.

В табл. 1 представлены результаты исследования снеговодяных блоков, полученных в кубических формах с геометрическим размером 100×100×100 мм.

После извлечения из формы при содержании снега 40-60% геометрические размеры снеговодяных блоков практически не изменяются, изделие свободно извлекается из формы, что обеспечивает возможность замораживания в свободном состоянии. При содержании снега более 60% и менее 40% после выемки из формы геометрические размеры блоков не сохраняются. Замораживание в свободном состоянии практически исключается.

Прочность при сжатии определялась согласно ГОСТ 8462-85 «Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе» при температуре минус 20°С. Для образцов блоков с содержанием снега от 40 до 60% прочность на сжатие составляет от 3,1 до 5,0 МПа, что достаточно для строительства малоэтажных зданий и сооружений.

Измерения геометрических размеров полученных образцов блоков после замораживания показали достаточную стабильность. Разброс геометрических размеров образцов не превышает 1,5%, что соответствует требованиям по точности размеров кирпичей или бетонных блоков и полублоков, выпускаемых согласно ГОСТ 503-2012 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия» и ГОСТ 21520-89 «Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие. Технические условия».

Разработанный способ изготовления блочных строительных материалов из снеговодяных смесей может использоваться при строительстве временных сооружений для эксплуатации в зимний период в северных и арктических климатических зонах.