Результат интеллектуальной деятельности: АРБОЛИТОВЫЙ БЛОК

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Недостатком данной смеси является недостаточная прочность.

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.

К недостаткам данного блока относится высокая трудоемкость изготовления и сложность конструкции.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, снижение трудоемкости и стоимости изготовления.

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.

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.

Изобретение представлено на чертежах. На фиг. 1 показан арболитовый блок с равномерно расположенными вдоль продольной оси армирующими элементами.

На фиг. 2 - арболитовый блок с армирующими элементами, расположенными в форме равносторонних треугольников.

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.

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.