Плитка безыскровая двухслойная и способ ее изготовления
Изобретения относятся к промышленности строительных материалов, а именно к двухслойным строительным изделиям и способам их изготовления, в частности к плиткам безыскровым двухслойным, предназначенным для покрытия полов в помещениях категории А и Б по пожарной безопасности. Плитка безыскровая двухслойная в виде бетонного монолитного тела с лицевым слоем, имеющая правильную или неправильную геометрическую форму, где материалом для обоих слоев являются смеси, примененные в полусухом состоянии, включающие, мас.%: состав смеси основного слоя: портландцемент марки не ниже 500 ДО 20,55-22,78, строительный песок фракции до 5 мм с модулем крупности не менее 2,4 72,89-75,34, «Полипласт МБ-1» 0,20-0,30, вода остальное, состав смеси лицевого слоя: портландцемент марки не ниже 500 ДО 23,98-26,19, известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности не ниже 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности не менее 2,4 69,84-71,94, «Полипласт МБ-1» 0,23-0,30, вода остальное, причем лицевой слой выполнен толщиной не менее 10 мм. Способ изготовления указанной плитки включает предварительную подготовку в смесителях каждой из указанных смесей с влажностью 6-8% путем последовательной загрузки указанного заполнителя, указанной добавки, указанного портландцемента, перемешивания сухих компонентов в течение 30-60 с, затем не останавливая перемешивания - дозирования воды и продолжения перемешивания смеси основного слоя в течение 30-40 с, а смеси лицевого слоя - в течение 2 мин, укладку в матрицу смеси основного слоя, предварительное уплотнение легкой вибрацией или трамбовкой без вибрации, укладку поверх уплотненного основного слоя смеси лицевого слоя, окончательное уплотнение вибропрессованием в течение 20-23 с указанных бетонных смесей и твердение в камере пропаривания при температуре до 40°С, влажности 95-100% со скоростью подъема и снижения температуры не более 25°С/ч. Технический результат - повышение прочности на сжатие и при изгибе, понижение истираемости. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретения относятся к промышленности строительных материалов, а именно к двухслойным строительным изделиям из мелкозернистого бетона и способу их изготовления, в частности плиткам для покрытия пола, и могут быть использованы, в том числе, для изготовления плиток безыскровых двухслойных, предназначенных для укладки полов в помещениях категории А и Б по пожарной безопасности согласно НПБ 105-03, например, в котельных ГРП, ШРП и т.п. сооружениях, в которых используется природный газ.
Полы в помещениях, где возможно образование взрывоопасных смесей газов, пыли, жидкостей и других веществ в концентрациях, при которых искры, образующиеся при ударе предметов о пол или разрядах статического электричества, могут вызвать взрыв или возгорание, а также при наличии в помещениях электронного оборудования, для которого искры могут создать помехи нормальной работе (предприятия с электронной гигиеной), должны выполняться из материалов, не образующих искр при ударах (СниП 2.03.13-88, Прил.1, Покр.33).
Известны безыскровые бетонные, мозаичные и цементно-песчаные заливные покрытия, для которых следует применять щебень и песок, приготовленные из чистых каменных материалов известняка, мрамора и др., не образующих искр при ударах стальными или каменными предметами (Рекомендации по устройству полов (в развитие СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия». - М.: АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ» Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений, 1998, п.7.11).
Недостатком подобных полов является сложность выполнения, повышенная истираемость, пыление, значительная усадка и трещинообразование, что снижает их показатели по прочности, а также срок службы и, следовательно, ограничивает их применение.
Известна мелкозернистая цементно-песчаная смесь для декоративной отделки бетонных изделий, содержащая цемент, кварцевый песок и воду (авторское свидетельство СССР №395346, В32В 13/00, 1973). (Патент №2017908, Е04С 2/06, В32В 13/00, С04В 28/00, 1994).
Недостатком такого изделия является низкая технологичность формования, высокая потребность в цементе и ограниченная область применения из-за искристости поверхности изделий.
Известен строительный стеновой кирпич в виде монолитного многогранника, изготовленный из смеси, характеризующейся влажностью 3-10%, содержащей известняк с размером частиц не более 8 мм, портландцемент марки не ниже 400, в качестве вяжущего, прессованием ее и тепловлажностной обработкой. Бетонная смесь может дополнительно содержать пигмент. Известен также способ изготовления строительного стенового кирпича, включающий приготовление смеси смешиванием вышеуказанных компонентов с введением при необходимости воды до достижения влажности смеси 3-10%, формование смеси прессованием и последующую тепловлажностную обработку (Патент 2275343, С04В 28/00, В28В 15/00, 2006; патент 2243178, С04В 28/00, В28В 15/00, 2004).
Недостатком является недостаточные характеристики прочности, повышенная истираемость, пыление, что ограничивает область применения. Известна сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона, содержащая цемент, песок и воду, а также сырьевая смесь, содержащая цемент, песок, наполнитель, представленный золой, и воду (Ю.М.Баженов. Технология бетона. М.: Высшая школа,1987, с.255, 257).
Мелкозернистый бетон, полученный на основе данных смесей имеет пониженную прочность при сжатии и изгибе и повышенную усадку.
При введении песка в определенном соотношении повышается прочность и морозостойкость отделочного слоя, но при этом не возможно получить безыскровое покрытие, что ограничивает область применения смеси.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому решению плитки безыскровой двухслойной является известный двухслойный облицовочный строительный элемент в виде бетонного стенового монолитного тела с облицовочным слоем, имеющим правильную или неправильную геометрическую форму, в котором смеси для материалов обоих слоев применены в полусухом фазовом состоянии, материалом для строительного слоя является смесь, включающая мелкий и крупный заполнитель, портландцемент марки не ниже 400 и воду, а материалом для облицовочного слоя является смесь, включающая портландцемент, в том числе М 500 любого цвета, заполнитель и воду (Патент RU №2311514, Е04С 1/40, Е04С 2/26, С04В 28/00, 2007). Данное изобретение принято за прототип.
Однако данный известный строительный элемент ограничен в применении, поскольку обладает недостаточной прочностью и его лицевая поверхность не обеспечивает безыскровость покрытия.
Известны технические решения получения строительных изделий вибропрессованием. Технология вибропрессования заключается в том, что на вибропрессе на бетонную смесь, находящуюся в пресс-форме, воздействуют давлением и определенными режимами колебаний, возбуждающих вибрирование бетонной смеси. Метод высокопроизводителен, допускает высокую степень автоматизации, дает возможность производить, в том числе, двухслойную плитку.
Известен способ изготовления вибропрессованных изделий с облицовочным слоем преимущественно из полусухих бетонных смесей (патент РФ №2097177, В28В 3/00, 1997), включающий их укладку в бездонную матрицу, предварительное и окончательное уплотнение под воздействиями колебательных и прессующих силовых импульсов соответственно подвижной рамы и пуансона формовочной установки и извлечение отформованного изделия. Согласно этому способу укладку полусухих бетонных смесей ведут в два этапа, чередуя последние с предварительным и окончательным процессами уплотнения, при этом на первом этапе укладки матрицу заполняют в течение 2,0-6,0 с полусухой бетонной смесью основного слоя под воздействием колебательных импульсов, а предварительное уплотнение производят прессующими силовыми импульсами пуансона с удельным давлением на поверхность смеси в матрице 120-250 г/см2 в течение 3,0-8,0 с до достижения плотности, превышающей в 1,1-1,2 раза первоначальную плотность полусухой строительной смеси основного слоя, а на втором этапе укладки производят досыпку в матрицу полусухой строительной смеси облицовочного слоя и осуществляют окончательное уплотнение в течение 15-25 с одновременными воздействиями колебательных импульсов подвижной рамы и прессующих импульсов пуансона с удельным давлением в 200-500 г/см2 на поверхность полусухой строительной смеси. Данный известный способ обеспечивает повышение плотности, прочности, истираемости, снижение водопоглощения, снижение расхода минерального вяжущего. Однако не обеспечивает высоких эксплуатационных показателей изделия и не обеспечивает получение безыскровой лицевой поверхности.
Наиболее близким к заявляемому способу изготовления плитки безыскровой двухслойной является известный способ изготовления двухслойного строительного изделия путем укладки в матрицу жесткой бетонной смеси основного слоя, предварительного уплотнения вибрацией, укладки поверх уплотненного основного слоя жесткой бетонной смеси лицевого слоя, окончательного уплотнения вибропрессованием уложенных в матрицу бетонных смесей и твердения полученного изделия. При этом используют жесткие бетонные смеси основного и лицевого слоя, включающие цемент, заполнитель и воду (патент №2311298, В32В 7/02; В28В 1/16, 2007). Данное изобретение принято за прототип.
Недостатком прототипа является невозможность получения безыскровой лицевой поверхности, а следовательно, область его применения ограничена. Таким образом, известные двухслойные бетонные изделия, полученные вибропрессованием, не сохраняют в процессе эксплуатации достаточно прочного сцепления между слоями, что может привести к сколам, отслоению и разрушению лицевой поверхности, их характеристики по прочности, истираемости, пылению и искристость лицевой поверхности ограничивают область их применения.
Задачей, решаемой в предложении заявителя, является создание покрытия, обладающего безыскровой лицевой поверхностью, высокими прочностными характеристиками, низкой истираемостью, пониженным пылением, пригодного для покрытия пола в помещениях категории А и Б по пожарной безопасности согласно НПБ 105-03, путем выполнения плитки безыскровой двухслойной с применением известняка в качестве заполнителя в составе смеси лицевого слоя и ее изготовление способом полусухого вибропрессования.
Технический результат заключается в возможности получения в соответствии с заявленными составами, количественным и качественным соотношением исходных компонентов бетонных смесей лицевого и основного слоев изделия и в соответствии с заявленным способом изготовления изделий при предложенных последовательности выполнения и режимах обработки плиток для покрытия пола, обладающих безыскровой лицевой поверхностью, высокой прочностью на сжатие, прочностью на растяжение при изгибе, низкой истираемостью, незначительным пылением, достаточной степенью прочности сцепления между слоями, обеспечивающих пожарную безопасность вышеуказанных помещений.
Сущность изобретения состоит в том, что в плитке безыскровой двухслойной в виде бетонного монолитного тела с лицевым слоем, имеющей правильную или неправильную геометрическую форму, где материалом для обоих слоев являются смеси, примененные в полусухом состоянии, включающие портландцемент, заполнитель и воду, особенность состоит в том, что в смеси основного слоя используют портландцемент марки не ниже 500 ДО, в качестве заполнителя - строительный песок фракции до 5 мм с модулем крупности не менее 2,4, в смеси лицевого слоя используют портландцемент марки не ниже 500 Д0, в качестве заполнителя - известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности не ниже 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности не менее 2,4 и дополнительно в составы смесей обоих слоев введена комплексная добавка «Полипласт МБ-1» при следующем соотношении компонентов, мас.%: состав смеси основного слоя:
| указанный портландцемент | 20,55-22,78 |
| указанный песок | 72,89-75,34 |
| «Полипласт МБ-1» | 0,20-0,30 |
| вода | остальное, |
состав смеси лицевого слоя:
| указанный портландцемент | 23,98-26,19 |
| указанный известняк | 69,84-71,94 |
| «Полипласт МБ-1» | 0,23-0,30 |
| вода | остальное, |
причем лицевой слой выполнен толщиной не менее 10 мм.
Кроме этого, в состав смеси лицевого слоя дополнительно можно ввести не менее чем один пигмент в количестве 0,55-0,61 мас.%.
Сущность изобретения состоит и в том, что способ изготовления вышеуказанной плитки включает предварительную подготовку в смесителях каждой из указанных смесей с влажностью 6-8% путем последовательной загрузки указанного заполнителя, указанной добавки, указанного портландцемента, перемешивания сухих компонентов в течение 30-60 с, затем не останавливая перемешивания - дозирования воды и продолжения перемешивания смеси основного слоя в течение 30-40 с, а смеси лицевого слоя - в течение 2 мин, укладку в матрицу смеси основного слоя, предварительное уплотнение легкой вибрацией или трамбовкой без вибрации, укладку поверх уплотненного основного слоя смеси лицевого слоя, окончательное уплотнение вибропрессованием в течение 20-23 с указанных бетонных смесей и твердение в камере пропаривания при температуре до 40°С, влажности 95-100% со скоростью подъема и снижения температуры не более 25°С/ч. Кроме этого, в состав смеси лицевого слоя после загрузки указанного портландцемента дополнительно можно ввести не менее чем один пигмент в количестве 0,55-0,61 мас.%.
Заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат.
Выполнение плитки двухслойной с указанными составами смесей основного и лицевого слоев, с толщиной лицевого слоя не менее 10 мм обеспечивает получение требуемого класса бетона плиток по прочности на сжатие не менее В22,5, водопоглощение не более 6%, истираемость не выше 0,8 г/см2 и срок службы плиток не менее 10 лет. А изготовление изделий заявленным способом полусухого вибропрессования обеспечивает достаточное сцепление между слоями, достижение оптимальных показателей по прочности, истираемости, пылению, получение безыскровой лицевой поверхности. Изготовление изделий на вибропрессах обеспечивает строгую геометрию формы, параллельность поверхностей, точность геометрических размеров, стабильность основных эксплуатационных параметров, высокую производительность и высокую степень автоматизации. При изготовлении однослойных плит наблюдается ухудшение физико-механических характеристик изделия, что сказывается на его сроках эксплуатации.
Использование портландцемента марки 500 ДО в заявленных пределах позволяет получить качественные изделия, обеспечить необходимое связывание и уплотнение раствора, а также необходимую водостойкость раствора. При этом концентрация цемента ниже заявленных значений ухудшает качество сцепления между цементным камнем и заполнителем, снижает прочность бетона, а выше указанных значений увеличивает его усадку.
Использование известняка в виде песка из отсевов от дробления осадочных пород с маркой по прочности не менее 400 фракции 2-4 мм в качестве заполнителя в смеси лицевого слоя в заявленных пределах обеспечивает получение безыскровой поверхности и уплотняет бетонную смесь. При введении известняка ниже заявленных значений снижается пластичность из-за недостаточной вязкости и прочность изделия, а выше указанных значений приводит к необходимости снижения концентрации цемента, что повысит истираемость покрытия. При этом недостаточное количество известняка резко уменьшает объем изделия при твердении, т.е. увеличивает усадку изделия. Это приводит к появлению трещин. Введение известняка в смесь лицевого слоя плитки в заявленных пределах позволяет оптимально проявить физическую и физико-химическую составляющие структурообразующей роли карбоната кальция. Использование в качестве безыскрового заполнителя известняка в виде песка из отсевов от дробления осадочных пород с маркой по прочности не менее 400 необходимо для проявления им свойств микронаполнителя цементных систем и модифицирования структуры цементного камня. Тонкодисперсный известняк будет выступать в роли микронаполнителя в цементном вяжущем. Частицы известняка, выступая как микронаполнитель, образуют микрокаркас и создают микробетонную структуру материала. Кроме этого, частицы тонкомолотого известняка могут служить центрами кристаллизации, создавая условия для «зонирования» новообразований при их кристаллизации. В результате этого достигается соответствующая модификация структуры.
Введение в состав смеси основного слоя в качестве заполнителя песка в указанных пределах позволяет получить материал с необходимыми свойствами по прочности и возможностью получения достаточного сцепления при виброуплотнении с материалом лицевого слоя. Снижение количества песка приводит к необходимости увеличению содержания в смеси цемента, что увеличивает усадку изделия. Использование песчаного наполнителя фракции до 5 мм позволяет повысить плотность за счет улучшенной компоновки зерновой составляющей состава песчаного бетона, а следовательно, прочность изделия.
Использование заполнителей в виде известняка фракции 2-4 мм и песка фракции до 5 мм способствует заполнению пространства между зернами цемента, увеличению числа контактов между частицами, что значительно уменьшает возможность расслоения смеси. При замене части цемента известняком происходит адсорбирование частиц наполнителя на поверхности цемента и связывание их между собой. В результате увеличиваются силы притяжения между цементом и заполнителем, что приводит к увеличению наибольшей пластической вязкости. Использование заполнителей с модулем крупности не менее 2,4 повышает прочность слоев и всего изделия. Использование более мелкого песка приводит к увеличению водопотребности смеси, что приводит к уменьшению прочности. Все это позволяет снизить расход цемента, а значит снизить себестоимость.
Введение добавки «Полипласт МБ-1» изменяет величину и характер пор, т.е. оптимизирует структуру бетона, что повышает плотность, прочность изделий, а также сцепление между слоями, приводит к снижению водоцементного отношения. Низкое водоцементное отношение оптимизирует расход цемента и обеспечивает высокую прочность. Это обеспечивает возможность изготовления изделий способом полусуого вибропрессования с высокими прочностными характеристиками и низкой истираемостью. Применение добавки позволяет повысить проектную прочность бетона на 10%, при этом получить экономию цемента на 10-20%, снизить расход воды. Время всего цикла вибропрессования в пределах 20-23 с обеспечивает получение изделий требуемого качества.
Поддержание температуры в камере термообработки до 40°С обеспечивает «мягкий» режим, который способствует отсутствию конденсатообразования.
В отличие от литьевой плитки, окраска вибропрессованной плитки сохраняет цветовую насыщенность на протяжении всего срока службы изделия (более 10 лет).
Экспериментально установлено, что указанные выше свойства покрытия из предложенных смесей по прочности, истираемости, пылению и искристости проявляются при сочетании указанных компонентов именно в предложенных пропорциях.
Важную роль в получении качественного бетона играет перемешивание. При перемешивании после определенного порядка загрузки компонентов каждая частица заполнителя покрывается тонкой пленкой вяжущего, увеличивая прочностные показатели. Влажность 6-8% обеспечивает удобоукладываемость смесей при вибропрессовании.
Рациональный подбор компонентного состава бетонной смеси и крупности наполнителя обеспечивают повышение качества бетонной смеси. При этом обеспечивается возможность получения безыскровой лицевой поверхности, высоких прочностных показателей бетонных изделий при относительно несложных технологиях их производства.
В таблице 1 представлены результаты испытаний прочности образцов при сжатии; в таблице 2 - результаты испытаний по определению искрообразования образцов; в таблице 3 - результаты испытаний по определению истираемости образцов.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Песок строительный соответствующий требованиям ГОСТ 8736 и ГОСТ 26633 фракции до 5 мм с модулем крупности не менее 2,4 и известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности не ниже 400 фракции 2-4 мм со склада подаются системой ленточных конвейеров в надбункерное отделение, где распределяются в бункера по секциям. Дозировка автоматизирована и происходит на закрытых электронных весах. Портландцемент марки не ниже 500 ДО (ГОСТ 10178-85) закачивается пневмотранспортом со склада в расходные силоса, укомплектованные фильтрами. Из силосов к смесителю цемент транспортируется по трубе со шнековым питателем. Герметизация тракта - латексными уплотнителями.
Пигмент в виде гранул, соответствующий ГОСТ 17608, закладывается из мешков в герметичную кассету. Дозировка ведется автоматизировано через электронные весы.
Добавка - «Полипласт МБ-1», соответствующая ТУ 5745-013-58042865-06, по своему химическому составу представляет собой комплексный продукт, содержащий поверхностно-активные натриевые соли метиленбиссульфокислоты.
Вода, соответствующая ГОСТ 23732, дозируется автоматически. Приготовление бетонной смеси происходит в смесителе, например бетономешалке, оснащенной резиновыми уплотнителями. Сначала производят загрузку в смесители заполнителей бетонных смесей, затем дозируется добавка, потом цемент и происходит сухое перемешивание смеси в течение 30-60 с. Не останавливая перемешивания, автоматически дозируется вода. Перемешивание смеси основного слоя с водой составляет 30-40 с и позволяет получить однородную жесткую смесь влажностью 6-8%. Приготовление бетонной смеси лицевого слоя происходит в другом смесителе по такой же схеме. При необходимости в смесь лицевого слоя после загрузки цемента вводят один или более пигментов, например, «Bayferrox» (желтый; кирпично-красный), «Omnicom» (ярко-красный), «Omnixom» (песочный). Время перемешивания смеси лицевого слоя с водой составляет 2 минуты. После завершения цикла смешивания бетон подается ленточным конвейером в бункер пресса.
Ящик пресса заполняется бетонной смесью для основного слоя с бункера, расположенного над ящиком пресса. Бункер снабжен шибером с автоматическим открыванием и закрывается, когда бетонная смесь в ящике достигает требуемого количества. Ящик с бетонной смесью устанавливается над пресс-формой, запускается предварительная вибрация. По завершении времени предварительной вибрации ящик занимается свое заднее положение под бункером. Легкая вибрация придается пресс-форме, чтобы заставить опуститься высоту бетонной смеси в пресс-форме и оставить место для верхнего слоя порядка 10-20 мм. Может быть использована другая возможность: вместо того, чтобы вибрировать пресс-форму, опускается трамбовка без вибрации, чтобы слегка уплотнить бетонную смесь.
Ящик пресса заполняется бетонной смесью для верхнего слоя с бункера, расположенного над ящиком пресса. Бункер снабжен шибером с автоматическим открыванием и закрыванием. Сразу по завершении заполнения ящика он перемещается цилиндром на верх пресс-формы, включается вибрация, чтобы завершить заполнение. Ящик отходит в заднее положение и трамбовка опускается. Окончательная вибрация действует до момента, пока трамбовка не достигнет своего низшего положения, заданного механическими регулируемыми упорами, чтобы придать окончательную высоту изделию. Как только высота изделия достигнута, трамбовка слегка поднимается, чтобы не касаться изделия. Технологический поддон с изделиями убирается с вибрирующего стола с помощью толкателя поддонов. При этом давление обеспечивается массой трамбовки (пуансона) с траверсой и усилием гидроцилиндра 150-170 атм.
Одновременно новый пустой поддон подается под пресс-форму. Поддон со своими изделиями выталкивается на выходной ременный конвейер пресса, который транспортирует поддон до подъемника. Подъемник может производить забор груза, например 22 поддона в 11 этажей. В то же время трамбовка поднимается в верхнее положение и пресс-форма опускается на пустой поддон. Ящики по-новому заполняются бетоном и начинается новый цикл. Время всего цикла вибропрессования составляет 20-23 с.
Свежеотформованные изделия на деревянных поддонах транспортируются в камеры пропаривания. Перемещение осуществляется трансбордером, который состоит из грузовой тележки и прицепной тележки. Передвижение происходит по рельсам на колесах. Камеры оборудованы закрытыми регистрами и перфорированными регистрами, в которые подается водяной пар с давлением 0,4 кг/см2, температура в камере автоматически регулируется и составляет до 40°С при влажности 95-100%. При таком «мягком» режиме отсутствует конденсатообразование, однако для исключительного случая в полу каждой камеры есть организованный водосток со стоком в камеру сбора конденсата. В верхней зоне камер установлена вытяжка для удаления перед открыванием камеры остатка паровоздушной смеси. После термообработки изделия выходят из камер и трансбордером перемещаются к снижителю. Устройство снижителя аналогично устройству подъемника с той лишь разницей, что он вместо подъема опускает поддоны. Толкатель подает поддон под захват с точной установкой поддона под захватом, обеспечивает точное выравнивание слоев изделий на транспортном поддоне. Транспортный поддон с готовыми изделиями перемещается по рольгангам и в дальнейшем происходит упаковка и перевозка его на склад готовой продукции.
Примеры конкретного выполнения.
ПРИМЕР 1.
Изготавливают образец №1 плитки безыскровой двухслойной. Для приготовления смеси основного слоя в бетономешалку, оснащенную резиновыми уплотнителями, вводят компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент марки 500 ДО - 20,83; песок строительный фракции до 5 мм с модулем крупности 2,6 - 73,15; добавку МБ-1 - 0,23 и воду - 5,79; (портландцемент марки 500 ДО - 450 кг; песок строительный фракции до 5 мм с модулем крупности 2,6 - 1580 кг; добавка МБ-1 - 5 кг; вода - 125 кг). Для приготовления смеси лицевого слоя в другую бетономешалку, оснащенную резиновыми уплотнителями, вводят компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент марки 500 ДО - 23,98; известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности 2,4 - 69,85; добавку МБ-1 - 0,27 и воду - 5,90 (портландцемент марки 500 ДО - 541 кг; известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности 2,4 - 1576 кг; добавка МБ-1 - 6 кг; вода - 133 кг). Сухое перемешивание каждой смеси выполняют в течение 50 с. Перемешивание смеси основного слоя с водой выполняют в течение 40 с и получают однородную жесткую смесь влажностью 8%. Перемешивание смеси лицевого слоя с водой выполняют в течение 2 мин и получают однородную жесткую смесь влажностью 6%. Пресс-форму заполняют смесью для основного слоя и запускают предварительную вибрацию до получения такой высоты бетонной смеси в пресс-форме, чтобы осталось место для лицевого слоя толщиной 10-20 мм. Далее пресс-форму заполняют смесью для лицевого слоя и опускают трамбовку. Давление обеспечивается массой трамбовки (пуансона) с траверсой и усилием гидроцилиндра 170 атм. Окончательная вибрация действует до достижения трамбовкой своего низшего положения, т.е. до придания окончательной высоты изделию с лицевым слоем толщиной 10 мм. Время всего цикла вибропрессования составляет 21 с. Температура в камере пропаривания составляет 40°С при влажности 98% и предельной скорости подъема и снижения температуры обработки 24°С/ч.
ПРИМЕР 2.
Изготавливают образец №2 плитки безыскровой двухслойной. Для приготовления смеси основного слоя в бетономешалку, оснащенную резиновыми уплотнителями, вводят компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент марки 500 ДО - 20,83; песок строительный фракции до 5 мм с модулем крупности 2,6 - 73,15; добавку МБ-1 - 0,23 и воду - 5,79; (портландцемент марки 500 ДО - 450 кг; песок строительный фракции до 5 мм с модулем крупности 2,6 - 1580 кг; добавка МБ-1 - 5 кг; вода - 125 кг). Для приготовления смеси лицевого слоя в другую бетономешалку, оснащенную резиновыми уплотнителями, вводят компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент марки 500 ДО - 23,98; известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности 2,4 - 69,85; добавку МБ-1 - 0,27 и воду - 5,90 (портландцемент марки 500 ДО - 541 кг; известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности 2,4 - 1576 кг; добавка МБ-1 - 6 кг; вода - 133 кг). Сухое перемешивание каждой смеси выполняют в течение 50 с. Перемешивание смеси основного слоя с водой выполняют в течение 40 с и получают однородную жесткую смесь влажностью 8%. Перемешивание смеси лицевого слоя с водой выполняют в течение 2 мин и получают однородную жесткую смесь влажностью 6%. Пресс-форму заполняют смесью для основного слоя и опускают трамбовку без вибрации, чтобы слегка уплотнить бетонную смесь до получения такой высоты бетонной смеси в пресс-форме, чтобы осталось место для лицевого слоя толщиной 10-20 мм. Далее пресс-форму заполняют смесью для лицевого слоя и опускают трамбовку. Давление обеспечивается массой трамбовки (пуансона) с траверсой и усилием гидроцилиндра 170 атм. Окончательная вибрация действует до достижения трамбовкой своего низшего положения, т.е. до придания окончательной высоты изделию с лицевым слоем толщиной 10 мм. Время всего цикла вибропрессования составляет 21 с. Температура в камере пропаривания составляет 40°С при влажности 98% и предельной скорости подъема и снижения температуры обработки 24°С/ч.
ПРИМЕР 3.
Изготавливают образец №3 плитки безыскровой двухслойной. Для приготовления смеси основного слоя в бетономешалку, оснащенную резиновыми уплотнителями, вводят компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент марки 500 ДО - 22,78; песок строительный фракции до 5 мм с модулем крупности 2,5 - 73,10; добавку МБ-1 - 0,23 и воду - 3,89; (портландцемент марки 500 ДО - 495 кг; песок строительный фракции до 5 мм с модулем крупности 2,5 - 1590 кг; добавка МБ-1 - 5 кг; вода - 85 кг). Для приготовления смеси лицевого слоя в другую бетономешалку, оснащенную резиновыми уплотнителями, вводят компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент марки 500 ДО - 24,36; известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности 2,4 - 71,55; пигмент «Bayferrox» (желтый) - 0,58; добавку МБ-1 - 0,27 и воду - 3,24 (портландцемент марки 500 ДО - 544 кг; известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности 2,4 - 1600 кг; пигмент «Bayferrox» (желтый) - 13 кг; добавка МБ-1 - 6 кг; вода - 73 кг). Сухое перемешивание каждой смеси выполняют в течение 60 с. Перемешивание смеси основного слоя с водой выполняют в течение 35 с и получают однородную жесткую смесь влажностью 6%. Перемешивание смеси лицевого слоя с водой выполняют в течение 2 мин. и получают однородную жесткую смесь влажностью 6%. Пресс-форму заполняют смесью для основного слоя и запускают предварительную вибрацию до получения такой высоты бетонной смеси в пресс-форме, чтобы осталось место для лицевого слоя толщиной 10-20 мм. Далее пресс-форму заполняют смесью для лицевого слоя и опускают трамбовку. Давление обеспечивается массой трамбовки (пуансона) с траверсой и усилием гидроцилиндра 160 атм. Окончательная вибрация действует до достижения трамбовкой своего низшего положения, т.е. до придания окончательной высоты изделию с лицевым слоем толщиной 11 мм. Время всего цикла вибропрессования составляет 22 с. Температура в камере пропаривания составляет 38°С при влажности 95% и предельной скорости подъема и снижения температуры обработки 20°С/ч.
ПРИМЕР 4.
Изготавливают образец №4 плитки безыскровой двухслойной. Для приготовления смеси основного слоя в бетономешалку, оснащенную резиновыми уплотнителями, вводят компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент марки 500 ДО - 21,00; песок строительный фракции до 5 мм с модулем крупности 2,4 - 73,00; добавку МБ-1 - 0,24 и воду - 5,76; (портландцемент марки 500 ДО - 442 кг; песок строительный фракции до 5 мм с модулем крупности 2,4 - 1536 кг; добавка МБ-1 - 5 кг; вода - 122 кг). Для приготовления смеси лицевого слоя в другую бетономешалку, оснащенную резиновыми уплотнителями, вводят компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент марки 500 ДО - 25,00; известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности 2,5 - 71,50; пигмент «Omnicom» (ярко-красный) - 0,58; добавку МБ-1 - 0,27 и воду - 2,65 (портландцемент марки 500 ДО - 557 кг; известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности 2,5 - 1594 кг; пигмент «Omnicom» (ярко-красный) - 13 кг; добавка МБ-1 - 6 кг; вода - 59 кг).
Сухое перемешивание каждой смеси выполняют в течение 60 с. Перемешивание смеси основного слоя с водой выполняют в течение 40 с и получают однородную жесткую смесь влажностью 7%. Перемешивание смеси лицевого слоя с водой выполняют в течение 2 мин и получают однородную жесткую смесь влажностью 6%. Пресс-форму заполняют смесью для основного слоя и опускают трамбовку без вибрации, чтобы слегка уплотнить бетонную смесь до получения такой высоты бетонной смеси в пресс-форме, чтобы осталось место для лицевого слоя толщиной 10-20 мм. Далее пресс-форму заполняют смесью для лицевого слоя и опускают трамбовку. Давление обеспечивается массой трамбовки (пуансона) с траверсой и усилием гидроцилиндра 150 атм. Окончательная вибрация действует до достижения трамбовкой своего низшего положения, т.е. до придания окончательной высоты изделию с лицевым слоем толщиной 12 мм. Время всего цикла вибропрессования составляет 23 с. Температура в камере пропаривания составляет 38°С при влажности 98% и предельной скорости подъема и снижения температуры обработки 20°С/ч.
После изготовления образцов были проведены испытания плиток безыскровых двухслойных по определению их свойств согласно принятым в отрасли методикам.
Прочность при сжатии определяли по ГОСТ 10180-90 путем испытаний на прессе ПСУ-125. Результаты испытаний приведены в таблице 1. По результатам проведенных испытаний определили, что класс прочности при сжатии составил В22,5.
Испытания по определению искрообразования осуществляли в соответствии с СО-004-02495342-2006 «Полы. Метод оценки покрытий полов на искрообразование при ударных воздействиях». Результаты испытаний приведены в таблице 2. По результатам проведенных испытаний определили, что данные плитки признаются не искрящими.
Испытания по определению истираемости проводили согласно ГОСТ 13087-81 на установке типа «Круг шлифовальный». Результаты испытаний приведены в таблице 3. По результатам проведенных испытаний определили, что данные плитки имеют истираемость не более 0,8 г/см2.
Результаты проведенных испытаний плиток, изготовленных согласно предлагаемому способу, представленные в таблицах, подтверждают возможность объективного проявления технического результата при использовании изделий.
Толщина лицевого слоя должна составлять не менее 10 мм для обеспечения лучшего сцепления между слоями, получения требуемого класса бетона плит по прочности на сжатие, по водопоглощению, по истираемости, а также для обеспечения безыскровой лицевой поверхности. Толщина лицевого слоя плитки менее 10 мм может не обеспечить безыскровую лицевую поверхность, особенно в условиях эксплуатации.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат, а именно получить безыскровое покрытие и обеспечить его достаточную прочность, снизить истираемость, уменьшить пыление.
Заявителем не выявлены составы для безыскровой двухслойной плитки в таком количественном и качественном соотношении, которые при изготовлении изделий способом полусухого вибропрессования формируют плотную и прочную структуру, имеющие лицевой слой на основе известняка и обладающие безыскровой лицевой поверхностью.
Изготовление заявляемой плитки осуществимо на серийно выпускаемом оборудовании.
Производство плит является безотходным, не загрязняющим окружающую среду. Ингредиенты не являются источником загрязнения воды, почвы и воздуха. Сокращается расход высококачественного цемента, обеспечивается возможность использования в производстве широкодоступного распространенного в природе материала, сокращается время набора проектной прочности изделия, повышается производительность. Разработаны и утверждены ТУ 5746-001-57162417 Плиты бетонные безыскровые, изделия сертифицированы, соответствуют санитарным правилам СП 2.6.1.758-99 Нормы радиационной безопасности НРБ-99.
| Таблица 1 | ||||||||
| Результаты испытаний прочности образцов при сжатии | ||||||||
| Дата испытания | Наименование | Дата изготовления | Геометрические размеры, мм | Вес, кг | Прочность, кгс/см2 | Плотность, кг/м | ||
| длина | ширина | высота | ||||||
| 02.10.07 | Плитки безыскровые двухслойные | 29.09.07 | ||||||
| Образец №1 | 199,7 | 99,1 | 71,4 | 3,07 | 336 | 2158 | ||
| Образец №2 | 199,7 | 99,1 | 71,4 | 3,07 | 336 | 2158 | ||
| Образец №3 | 199,2 | 98,0 | 70,0 | 3,01 | 270 | 2110 | ||
| Образец №4 | 199,0 | 98,4 | 71,2 | 3,04 | 270 | 2128 |
| Таблица 2 | |||||
| Результаты испытаний по определению искрообразования образцов | |||||
| Дата испытания | Наименование | Дата изготовления | Частота вращения шлифовального круга, об/мин | ||
| 1200 | 1440 | 2500 | |||
| 02.10.07 | Плитки безыскровые двухслойные | 29.09.07 | |||
| Образец №1 | Искры не образуются | Искры не образуются | Искры не образуются | ||
| Образец №2 | Искры не образуются | Искры не образуются | Искры не образуются | ||
| Образец №3 | Искры не образуются | Искры не образуются | Искры не образуются | ||
| Образец №4 | Искры не образуются | Искры не образуются | Искры не образуются |
| Таблица 3 | ||||||
| Результаты испытаний по определению истираемости образцов | ||||||
| Дата испытания | Наименование | Дата изготовления | Вес, г | Площадь, см2 |
Истираемость, г/см2 | |
| до испытания | после испытания | |||||
| 04.10.07 | Плитки безыскровые двухслойные | 29.09.07 | ||||
| Образец №1 | 840 | 800 | 62,7 | 0,63 | ||
| Образец№2 | 840 | 800 | 62,7 | 0,63 | ||
| Образец№3 | 1155 | 1110 | 75,5 | 0,60 | ||
| Образец№4 | 830 | 790 | 63,0 | 0,63 |
1. Плитка безыскровая двухслойная в виде бетонного монолитного тела с лицевым слоем, имеющая правильную или неправильную геометрическую форму, где материалом для обоих слоев являются смеси, примененные в полусухом состоянии, включающие портландцемент, заполнитель и воду, отличающаяся тем, что в смеси основного слоя используют портландцемент марки не ниже 500 ДО, в качестве заполнителя - строительный песок фракции до 5 мм с модулем крупности не менее 2,4, в смеси лицевого слоя используют портландцемент марки не ниже 500 ДО, в качестве заполнителя - известняк в виде песка из отсевов дробления осадочных пород с маркой прочности не ниже 400 фракции 2-4 мм с модулем крупности не менее 2,4 и дополнительно в составы смесей обоих слоев введена комплексная добавка «Полипласт МБ-1» при следующем соотношении компонентов, мас.%:
состав смеси основного слоя:
| Указанный портландцемент | 20,55-22,78 |
| Указанный песок | 72,89-75,34 |
| Полипласт МБ-1 | 0,20-0,30 |
| Вода | Остальное |
состав смеси лицевого слоя:
| Указанный портландцемент | 23,98-26,19 |
| Указанный известняк | 69,84-71,94 |
| Полипласт МБ-1 | 0,23-0,30 |
| Вода | Остальное |
причем лицевой слой выполнен толщиной не менее 10 мм.
2. Плитка по п.1, отличающаяся тем, что в состав смеси лицевого слоя дополнительно вводят не менее чем один пигмент в количестве 0,55-0,61 мас.%.
3. Способ изготовления плитки по п.1, включающий предварительную подготовку в смесителях каждой из указанных смесей с влажностью 6-8% путем последовательной загрузки указанного заполнителя, указанной добавки, указанного портландцемента, перемешивания сухих компонентов в течение 30-60 с, затем не останавливая перемешивания - дозирования воды и продолжения перемешивания смеси основного слоя в течение 30-40 с, а смеси лицевого слоя - в течение 2 мин, укладку в матрицу смеси основного слоя, предварительное уплотнение легкой вибрацией или трамбовкой без вибрации, укладку поверх уплотненного основного слоя смеси лицевого слоя, окончательное уплотнение вибропрессованием в течение 20-23 с указанных бетонных смесей и твердение в камере пропаривания при температуре до 40°С, влажности 95-100% со скоростью подъема и снижения температуры не более 25°С/ч.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в состав смеси лицевого слоя после загрузки указанного портландцемента дополнительно вводят не менее чем один пигмент в количестве 0,55-0,61 мас.%:
