Способ получения гидрофобного цемента с улучшенными прочностными характеристиками. Цемент с торфом


Почему гипертуф (торф и цемент) используют вместо бетона

Гипертуф можно получить добавляя в привычную цементную смесь (частично или полностью заменяя кварцевый песок), торф или легкие ингредиенты такие, как перлит и вермикулит. Последние используются в саду как рыхлители для почвы и могут быть приобретены в соответствующих магазинах.

Естественно, что изделия из гипертуфа будут значительно уступать по своей прочности бетонным. Для чего же тогда в цементную смесь добавляют торф?

Дело в том, что подмешивая дешевый торф получаем смесь, которая становится значительно пластичней и которой можно придать почти любую форму. Кроме торфа можно использовать мох и перлит (вермикулит).  Поскольку эти составляющие значительно легче кварцевого песка, то при лепке из гипертуфа стекание и расплывание раствора ниже, а пластичность выше.

После того, как декоративное изделие окончательно окрепнет (2-3 дня) мягкие компоненты могут быть вымыты или вычищены с поверхности изделия. При этом оно получает внешний вид близкий к натуральному пористому камню (туф, известняк, песчаник).

Добавляя железоокисные красители в несколько отдельно приготовленных смесей и затем, смешав их, можно получить цветную смесь с разводами. При этом можно получить поверхность еще более схожую с природной. Аналогичную операцию мы уже проделывали при изготовлении двухцветной бетонной вазы.

Готовое изделие можно окрасить и снаружи, например, акриловой краской, но такое цветное покрытие долго не продержится.

Внешний вид и структура гипертуфа позволяют получить состаренные изделия. На его поверхности легко вырастить мох, который придаст изделию еще больший возраст (например фонари в японском саду). Для этого достаточно подготовить раствор из соскобленного зеленого мха и какого-либо кисломолочного продукта, а затем нанести его на поверхность изделия из гипертуфа.

Учитывая, что цементная составляющая имеет щелочное свойство, а торф кислотное, то гипертуф в зависимости от количества этих ингредиентов может иметь колебание параметра в ту или иную сторону, или быть нейтральным.

Это необходимо учитывать, как при выращивании мха на поверхности искусственного камня, так и при выращивании определенного вида растений в горшках из гипертуфа.

Количественный состав гипертуфа

Выбираемое соотношение между количеством цемента, песка и торфа зависит от того, какого качества изделие Вы хотите получить. Чем больше составляющая цемента, тем крепче и ровнее можно получить поверхность, и наоборот.

Чаще всего используют усредненные значения — их равные части. Но это кому как нравится.

Как уже неоднократно указывалось, чем меньше воды использовать в подготавливаемой смеси, имеющей в составе цемент, тем крепче можно получить отливку. Этот принцип также применим и к гипертуфу. Чтобы уменьшить количество необходимой воды можно добавить в нее, в качестве пластификатора, 0,05% жидкого моющего средства типа Fairy.

Мы его использовали при изготовлении ваз для фонтана и видов бетона, не требовательных к качеству пластификатора.

При добавлении воды в сухую смесь (она должна быть без комков) последняя при тщательном перемешивании получается похожей на мягкую глину, творог, пластилин или густое тесто.

При сжатии комка смеси в ладони он не должен рассыпаться и количество выжатой жидкости должно быть минимальным.

Изготовление цветочных вазонов из гипертуфа

При изготовлении горшков и вазонов для цветов из гипертуфа многие, чтобы не сверлить в дне дренажные отверстия, кладут на дно формы различные пробки, трубки или деревянные нагеля. После окончательного застывания изделия их без труда можно будет извлечь и получить готовые отверстия. Но, поскольку за счет торфа гипертуф имеет очень пористую структуру, то стенки изготовленного вазона пропускают и воздух, и воду. Поэтому дренажные отверстия делают не всегда. Это зависит от количества и качества применяемого цемента.

Что можно использовать в качестве формы для вазона

Для этой цели подойдут различные коробки для упаковки, миски, тазики, ведерки и старые кастрюли. Изготовить форму можно и самому: из досок, фанеры, ДСП, плотного картона и других материалов.

Самый простой способ защиты стенок формы — полиэтиленовая пленка. Если при отливке (трамбовке) гипертуфа используется вкладыш в форму, то и его желательно обмотать пленкой.

Поскольку, в отличие от бетонных отливок, поверхность изделий из гипертуфа в принципе должна быть не ровной, то и следы от складок полиэтиленовой пленки будут вполне допустимы.

Если необходимо получить более ровную поверхность, то  вместо полиэтилена можно использовать техническое или растительное масло для смазки и защиты поверхности формы, а также в раствор добавить больше цемента. При этом также необходимо более сильно прижимать смесь к дну и особенно к стенкам формы.

Если поверхность вазона должна быть по виду близкой к «рваному» камню, то комки смеси нужно не сильно прижимать к стенке формы, но стараться хорошо скрепить их между собой, выравнивая при этом внутреннюю поверхность вазона.

После лепки необходимо на два дня поместить вазон вместе с формой в полиэтиленовый мешок .

Потом, после извлечения вазона из формы, пока гипертуф имеет достаточно мягкую и влажную поверхность, можно ее дополнительно обработать  ножом и металлической щеткой, чтобы придать шероховатость поверхности и сделать дополнительный рисунок.

После обработки необходимо снова на пару дней поместить готовое изделие в полиэтиленовый мешок.

Для получения необычной поверхности можно вместо гладкой пленки использовать пузырчатую, а также смятую алюминиевую фольгу. Если в качестве формы взять старые плетеные корзины с вложенными пленками, то это также позволит получить оригинальную рифленую поверхность.

Если использовать железоокисный пигмент, белый цемент и перлит, то можно получить материал с нежным цветовым оттенком и удобный для резки необходимого рисунка с глубоким рельефом на поверхности.

Зная основу, больше экспериментируйте с компонентами и обязательно получите свои оригинальные результаты.

Всем удачи в вашем творчестве и до новых встреч на страницах kamsaddeco.com.

Статьи по теме

Оригинальные плитки

Цвет бетона

Скульптуры для сада

Советы самоделкиных. Часть 1

Художественный бетон

Скульптурный бетон

Изготовление силиконовой формы

Изготавливаем садовый фонтан с ангелом

Бетонная подставка — колонна под вазу

 

 

 

 

 

 

kamsaddeco.com

Способ получения гидрофобного цемента с улучшенными прочностными характеристиками

Изобретение относится к области производства строительных материалов на основе портландцемента и может найти применение при изготовлении растворных и бетонных смесей, сухих строительных смесей, обладающих гидрофобным эффектом. Способ получения гидрофобного цемента с улучшенными прочностными характеристиками включает смешивание портландцемента с добавкой диспергированного торфа в количестве не более 10% в пересчете на абсолютно сухое вещество и операцию нагрева. В качестве диспергированной торфяной добавки к портландцементу используют термомодифицированный торф. Для этого перед смешиванием нагреву подвергают непосредственно торф, причем нагрев торфа осуществляют при температуре 400-800°С, после чего полученный после нагрева до соответствующей температуры торф измельчают до пылевидного состояния и затем смешивают с портландцементом в количестве не менее 4% в пересчете на абсолютно сухое вещество. В качестве добавки может быть использован диспергированный термомодифицированный низинный или верховный торф. Технический результат - улучшение прочностных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов на основе портландцемента и может найти применение при изготовлении растворных и бетонных смесей, сухих строительных смесей, обладающих гидрофобным эффектом.

Для улучшения гидрофобных свойств цемента используются различные добавки, в том числе и битуминозные. Известен способ получения гидрофобного цемента по авторскому свидетельству на изобретение СССР №58128, в котором в качестве битуминозной добавки для придания гидрофобности цементу предлагается применять тонкоизмельченный богхед в количестве не менее 10-15%. Хотя богхед и является веществом, содержащим битум, но в авторском свидетельстве не указана температура его предварительного нагрева для получения гидрофобной добавки, поэтому не ясно, как будет влиять это вещество, вводимое в цемент в количестве 10-15%, на прочность вяжущего. Последний может также быть подвергнут предварительной термической обработке или действию минеральных кислот.

Известен способ получения гидрофобного цемента, в котором используются добавки 0,1…0,2; мылонафта, асидола, окисленного петралатума и др. гидрофобизирующих ПАВ (Вяжущие вещества, бетоны и изделия из них. /Под ред. Г.И.Горчакова. Учеб. пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1976, с.51-54/. Эти вещества, адсорбируясь на частицах цемента, понижают его гигроскопичность. Однако прочность цементного камня и бетона не увеличивается.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату является способ получения гидрофобного цемента по патенту РФ №2220924, опубл. 10.01.2004. Цемент имеет следующий состав, мас.% сухого вещества: портландцемент 90-99,5, гидрофобная добавка (углеродсодержащий природный материал - торф, графит, уголь 0,5-10. Способ по прототипу включает сначала смешение цемента и гидрофобной добавки, предварительно раздробленной до пылевидного состояния (диспергированной добавки). Затем смесь подвергают нагреву при температуре 180-350°С в течение 30-60 минут. Смесь, полученная таким способом, обладает высокой водоотталкивающей способностью. Недостатком прототипа является то, что вместе с добавкой производится нагрев цемента до температуры 180-350°С. Известно, что нагрев цемента приводит к необратимым изменениям его состава и свойств. В портландцементе всегда содержится, например, добавка гипсового камня (CaSO4·2h3O), которая необходима для регулирования свойств цементного камня (скорость твердения, прочность, морозостойкость). Известно, что при нагревании уже в интервале температур 80-120°С двуводный гипс переходит в полуводный, что отрицательно сказывается на свойствах цемента /А.В.Волженский. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат. - 1986. - с.19-24/. Увеличивается скорость схватывания цемента, нарушаются процессы структурообразования в цементном камне, образуются соединения, приводящие к снижению прочности, морозостойкости, коррозионной стойкости.

Задача изобретения - используя торфяную добавку, получить цемент, обладающий наряду с гидрофобными свойствами улучшенными прочностными показателями. Технический результат от реализации способа заключается в повышении прочности цементного камня, полученного из цемента по заявляемому способу, при изгибе и сжатии при высоких показателях гидрофобности цемента.

Задача решена следующим образом:

Общим с известным способом, принятым за прототип, является смешивание портландцемента с диспергированным торфом в качестве добавки, взятым в количестве не более 10% в пересчете на абсолютно сухое вещество. В отличие от прототипа согласно заявляемому способу в качестве диспергированной торфяной добавки к портландцементу используют термомодифицированный торф, для этого перед смешиванием нагреву подвергают непосредственно торф, причем нагрев торфа осуществляют при температуре 400-800°С, после чего полученный после нагрева до соответствующей температуры торф измельчают до пылевидного состояния и затем смешивают с цементом в количестве не менее 4% в пересчете на абсолютно сухое вещество. В качестве добавки может быть использован термомодифицированный низинный или верховой торф.

Известно, что одним из эффективных способов получения модифицирующих добавок на основе торфа является его термоактивация /Мисников О.С., Пухова О.С. и др. Гидрофобизация сухих строительных смесей добавками из органических биогенных материалов.- «Строительные материалы. 2004. - №10. - c.2-4/. Оптимальные режимы термоактивации и характер изменения группового состава торфа зависят от его типа. При термическом воздействии на торф органическая часть деструктурирует с образованием новых соединений. В этой связи необходимо обратить внимание на то, как указано в прототипе, что при термическом распаде органической составляющей торфа появляется значительное количество дополнительных гидрофобных веществ, наличие которых не фиксировалось в первоначальном продукте.

Закономерности, связанные с изменением состава и структуры в торфе, при нагревании известны. Из литературных источников известно, что наиболее существенные изменения в составе торфа при нагревании происходят при нескольких температурных интервалах: 200-400°С, 400-600°С и 600-800°С. Таким образом, варьируя режимы термообработки торфа, можно получать продукт с разным вещественным составом. Дополнительный процесс диспергирования торфа после термообработки позволяет получить однородное мелкодисперсное вещество. В результате, можно выделить четыре температурных интервала, при которых целесообразно получение термомодифицированной добавки разного состава на основе торфа: 200-400°С; 400-600°С и 600-800°С. При проведении экспериментальных исследований низинный и верховой торф подвергался термической обработке при указанных температурах, затем измельчался в лабораторной мельнице до остатка на сите 008 не более 10%. Для определения прочностных свойств цемента термомодифицированный торф (ТМТ) в необходимом количестве смешивался с цементом до однородного состояния, из полученного вяжущего (по стандартной методике) готовились образцы, твердеющие в нормальных условиях 28 суток. После затвердевания определялись физико-механические характеристики цементного камня. Результаты сравнивались с цементным камнем, содержащим 100% портландцемента (контрольный образец). Анализ полученных результатов показал, что смешивание цемента с термомодифицированным торфом, полученным при нагреве в интервале температур 400-800°С, в количестве 4-10%, привело к неожиданному результату: помимо гидрофобных свойств цемента, повысились его прочностные характеристики, (в описании изобретения по прототипу сказано, что при нагреве смеси из цемента и торфа более 350°С снижаются прочностные и гидрофобные свойства цемента).

Характер влияния исследуемых видов добавок на свойства цементного камня различен, но во всех случаях прочностные характеристики оставались высокими. По мнению авторов, это можно объяснить следующим. При нагреве торфа выше 400°С поверхностное натяжение частиц добавки становится больше, чем поверхностное натяжение частиц цемента. Частицы цемента, адсорбируясь на поверхности торфяной добавки, приобретают лучшие адгезионные свойства, что ведет к увеличению прочности цементного камня. Поскольку известно, что адгезия частиц всегда выше, если поверхностное натяжение на межфазной границе понижается. Реализация этих условий, как считают авторы, в заявляемом изобретении и приводит к техническому результату - повышению прочности цементного камня. Наиболее существенный прирост прочности цемента (на 29%) наблюдается с введением 10% ТМТ-800 (с использованием низинного торфа, нагретого до 800°С), что связано, по мнению авторов, с физико-химическим взаимодействием минеральной части низинного торфа, представленной преимущественно СаО, с минералами портландцемента в процессе гидратации и гидролиза. В результате чего появляются дополнительные центры кристаллизации при твердении цементных систем, что способствует образованию гидросиликатов кальция разной степени основности. Гидрофобные свойства цемента при этом соответствуют нормативам (ГОСТ 10178-76).

Увеличение (до 10%) прочности цементного камня при введении 10% добавки торфа, нагретого до 600°С (ТМТ-600), по мнению авторов, объясняется разложением большей части органических веществ, формированием на цементных частицах оболочек из сорбированных на их поверхности компонентов органического вещества торфа. При этом гидрофобные свойства цемента выше установленных нормативов. Гидрофобный эффект в цементе, наряду с высокими прочностными показателями, проявлялся в большей степени при введении 6% ТМТ-400. Этот результат был характерен при использовании добавок термомодифицированного торфа, верхового и низинного, в пределах указанного диапазона. За пределами указанных интервалов 4-10 мас.% и температурах менее 400°С технический результат не достигнут.

Гидрофобность цемента при введении термомодифицированных добавок на основе торфа оценивалась по времени смачивания поверхности водой.

Сведения о предварительном нагреве торфа при температуре 400-800°С и дальнейшем смешивании цемента с полученной после такого нагрева термомодифицированной торфяной добавкой для получения прочного гидрофобного цемента в известных источниках информации не обнаружены, а значит, явным образом не следуют из уровня техники. К тому же, хотя и известны изменения состава и структуры торфа при нагревании, сведения о влиянии готовых термомодифицированных торфяных добавок, полученных при указанных температурах, на прочностные характеристики цементного камня не выявлены. Все это подтверждает соответствие заявляемого способа критерию «изобретательский уровень». Для пояснения способа получения гидрофобного цемента с улучшенными прочностными показателями приведены таблица и примеры.

Пример 1. В качестве сырьевого материала применяли верховой торф. Торф подвергали термической обработке при температуре 400°С в течение 10 мин в лабораторной муфельной печи. Высушенный торф измельчали в планетарной мельнице и просеивали через сито №008. Просеянный торф добавляли в портландцемент в количестве 10 мас.%. Полученный цемент обладал высокими гидрофобными свойствами. Капля воды на поверхности цемента не впитывалась в течение 90 мин. Затвердевший цементный камень (из цемента, полученного по заявляемому способу) обладал высокой прочностью на сжатие - 55 МПа (не ниже контрольного).

Пример 2. В качестве сырьевого материала применяли низинный торф. Торф подвергали термической обработке при температуре 800°С в течение 10 мин в лабораторной муфельной печи. Высушенный торф измельчали в планетарной мельнице и просеивали через сито №008. Просеянный торф добавляли в портландцемент в количестве 10 мас.%. Затвердевший цементный камень (из цемента полученного по заявляемому способу) обладал высокой прочностью на сжатие - 72 МПа (без добавки 55 МПа) и при изгибе - 6,4 МПа (без добавки 7,6 МПа). Капля воды на поверхности цемента не впитывалась в течение 7 мин.

Пример 3. В качестве сырьевого материала применяли низинный торф. Торф подвергали термической обработке при температуре 400°С в течение 10 мин в лабораторной муфельной печи. Высушенный торф измельчали в планетарной мельнице и просеивали через сито №008. Просеянный торф добавляли в портландцемент в количестве 10 мас.%. Затвердевший цементный камень (из цемента полученного по заявляемому способу) обладал высокой прочностью на сжатие - 62 МПа (без добавок 55 МПа) и при изгибе - 6,6 МПа (без добавки 6,2 МПа). Капля воды на поверхности цемента не впитывалась в течение 65 мин.

Характеристики модифицированных цементов
№ пп Наименование состава Температура термической обработки торфа, °С Время смачивания поверхности водой, мин Прочность цементного камня при сжатии, МПа Прочность цементного камня при изгибе, МПа
1 Портландцемент - 100% 0 2 сек 55,0 6,2
2 Портландцемент - 90% Низинный торф - 10% 400 65 62,0 6,6
3 Портландцемент - 94% Низинный торф - 6% 400 40 66,0 7,0
4 Портландцемент - 96% Низинный торф - 4% 400 25 60,0 6,1
5 Портландцемент - 90% Низинный торф - 10% 600 45 59,0 6,2
6 Портландцемент - 94% Низинный торф - 6% 600 25 57,0 6,1
7 Портландцемент - 98% Низинный торф - 4% 600 10 56,0 6,2
8 Портландцемент - 90% Низинный торф - 10% 800 7 72,0 7,6
9 Портландцемент - 94% Низинный торф - 6% 800 5 65,0 6,9
10 Портландцемент - 96% Низинный торф - 4% 800 5 63,0 6,7
11 Портландцемент - 90% Верховой торф - 10% 400 90 55,0 5,2
12 Портландцемент - 94% Верховой торф - 6% 400 80 55,0 6,0
13 Портландцемент - 96% Верховой торф - 4% 400 60 55,0 5,9
14 Портландцемент - 90% Верховой торф - 10% 600 55 50,0 5,8
15 Портландцемент - 94% Верховой торф - 6% 600 30 52,0 5,9
16 Портландцемент - 96% Верховой торф - 4% 600 15 53.0 6,0
17 Портландцемент - 90% Верховой торф - 10% 800 10 50,0 5,7
18 Портландцемент - 94% Верховой торф - 6% 800 8 54,0 6,1
19 Портландцемент - 96% Верховой торф - 4% 800 5 55,0 6,2

Как видно из таблицы, оптимальное соотношение характеристик цемента соответствует составам №2, 8, 11. Исследования показали, что в сравнении с прототипом композиция по заявляемому способу имеет более высокую прочность при сжатии при высоких значениях времени смачивания поверхности цемента водой. Характеристики композиции соответствует нормативным данным для строительных растворов и бетонов, поэтому композиция, полученная по заявляемому способу, промышленно применима. Следовательно, эту композицию можно использовать в строительстве при изготовлении строительных изделий.

1. Способ получения гидрофобного цемента с улучшенными прочностными характеристиками, включающий смешивание портландцемента с добавкой диспергированного торфа в количестве не более 10% в пересчете на абсолютно сухое вещество и включающий операцию нагрева, отличающийся тем, что в качестве диспергированной торфяной добавки к портландцементу используют термомодифицированный торф, для этого перед смешиванием нагреву подвергают непосредственно торф, причем нагрев торфа осуществляют при температуре 400-800°С, после чего полученный после нагрева до соответствующей температуры торф измельчают до пылевидного состояния и затем смешивают с портландцементом в количестве не менее 4% в пересчете на абсолютно сухое вещество.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки используют диспергированный термомодифицированный низинный торф.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки используют диспергированный термомодифицированный верховой торф.

www.findpatent.ru

способ получения гидрофобного цемента с улучшенными прочностными характеристиками - патент РФ 2419592

Изобретение относится к области производства строительных материалов на основе портландцемента и может найти применение при изготовлении растворных и бетонных смесей, сухих строительных смесей, обладающих гидрофобным эффектом. Способ получения гидрофобного цемента с улучшенными прочностными характеристиками включает смешивание портландцемента с добавкой диспергированного торфа в количестве не более 10% в пересчете на абсолютно сухое вещество и операцию нагрева. В качестве диспергированной торфяной добавки к портландцементу используют термомодифицированный торф. Для этого перед смешиванием нагреву подвергают непосредственно торф, причем нагрев торфа осуществляют при температуре 400-800°С, после чего полученный после нагрева до соответствующей температуры торф измельчают до пылевидного состояния и затем смешивают с портландцементом в количестве не менее 4% в пересчете на абсолютно сухое вещество. В качестве добавки может быть использован диспергированный термомодифицированный низинный или верховный торф. Технический результат - улучшение прочностных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области производства строительных материалов на основе портландцемента и может найти применение при изготовлении растворных и бетонных смесей, сухих строительных смесей, обладающих гидрофобным эффектом.

Для улучшения гидрофобных свойств цемента используются различные добавки, в том числе и битуминозные. Известен способ получения гидрофобного цемента по авторскому свидетельству на изобретение СССР № 58128, в котором в качестве битуминозной добавки для придания гидрофобности цементу предлагается применять тонкоизмельченный богхед в количестве не менее 10-15%. Хотя богхед и является веществом, содержащим битум, но в авторском свидетельстве не указана температура его предварительного нагрева для получения гидрофобной добавки, поэтому не ясно, как будет влиять это вещество, вводимое в цемент в количестве 10-15%, на прочность вяжущего. Последний может также быть подвергнут предварительной термической обработке или действию минеральных кислот.

Известен способ получения гидрофобного цемента, в котором используются добавки 0,1 0,2; мылонафта, асидола, окисленного петралатума и др. гидрофобизирующих ПАВ (Вяжущие вещества, бетоны и изделия из них. /Под ред. Г.И.Горчакова. Учеб. пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1976, с.51-54/. Эти вещества, адсорбируясь на частицах цемента, понижают его гигроскопичность. Однако прочность цементного камня и бетона не увеличивается.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату является способ получения гидрофобного цемента по патенту РФ № 2220924, опубл. 10.01.2004. Цемент имеет следующий состав, мас.% сухого вещества: портландцемент 90-99,5, гидрофобная добавка (углеродсодержащий природный материал - торф, графит, уголь 0,5-10. Способ по прототипу включает сначала смешение цемента и гидрофобной добавки, предварительно раздробленной до пылевидного состояния (диспергированной добавки). Затем смесь подвергают нагреву при температуре 180-350°С в течение 30-60 минут. Смесь, полученная таким способом, обладает высокой водоотталкивающей способностью. Недостатком прототипа является то, что вместе с добавкой производится нагрев цемента до температуры 180-350°С. Известно, что нагрев цемента приводит к необратимым изменениям его состава и свойств. В портландцементе всегда содержится, например, добавка гипсового камня (CaSO4·2h3O), которая необходима для регулирования свойств цементного камня (скорость твердения, прочность, морозостойкость). Известно, что при нагревании уже в интервале температур 80-120°С двуводный гипс переходит в полуводный, что отрицательно сказывается на свойствах цемента /А.В.Волженский. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат. - 1986. - с.19-24/. Увеличивается скорость схватывания цемента, нарушаются процессы структурообразования в цементном камне, образуются соединения, приводящие к снижению прочности, морозостойкости, коррозионной стойкости.

Задача изобретения - используя торфяную добавку, получить цемент, обладающий наряду с гидрофобными свойствами улучшенными прочностными показателями. Технический результат от реализации способа заключается в повышении прочности цементного камня, полученного из цемента по заявляемому способу, при изгибе и сжатии при высоких показателях гидрофобности цемента.

Задача решена следующим образом:

Общим с известным способом, принятым за прототип, является смешивание портландцемента с диспергированным торфом в качестве добавки, взятым в количестве не более 10% в пересчете на абсолютно сухое вещество. В отличие от прототипа согласно заявляемому способу в качестве диспергированной торфяной добавки к портландцементу используют термомодифицированный торф, для этого перед смешиванием нагреву подвергают непосредственно торф, причем нагрев торфа осуществляют при температуре 400-800°С, после чего полученный после нагрева до соответствующей температуры торф измельчают до пылевидного состояния и затем смешивают с цементом в количестве не менее 4% в пересчете на абсолютно сухое вещество. В качестве добавки может быть использован термомодифицированный низинный или верховой торф.

Известно, что одним из эффективных способов получения модифицирующих добавок на основе торфа является его термоактивация /Мисников О.С., Пухова О.С. и др. Гидрофобизация сухих строительных смесей добавками из органических биогенных материалов.- «Строительные материалы. 2004. - № 10. - c.2-4/. Оптимальные режимы термоактивации и характер изменения группового состава торфа зависят от его типа. При термическом воздействии на торф органическая часть деструктурирует с образованием новых соединений. В этой связи необходимо обратить внимание на то, как указано в прототипе, что при термическом распаде органической составляющей торфа появляется значительное количество дополнительных гидрофобных веществ, наличие которых не фиксировалось в первоначальном продукте.

Закономерности, связанные с изменением состава и структуры в торфе, при нагревании известны. Из литературных источников известно, что наиболее существенные изменения в составе торфа при нагревании происходят при нескольких температурных интервалах: 200-400°С, 400-600°С и 600-800°С. Таким образом, варьируя режимы термообработки торфа, можно получать продукт с разным вещественным составом. Дополнительный процесс диспергирования торфа после термообработки позволяет получить однородное мелкодисперсное вещество. В результате, можно выделить четыре температурных интервала, при которых целесообразно получение термомодифицированной добавки разного состава на основе торфа: 200-400°С; 400-600°С и 600-800°С. При проведении экспериментальных исследований низинный и верховой торф подвергался термической обработке при указанных температурах, затем измельчался в лабораторной мельнице до остатка на сите 008 не более 10%. Для определения прочностных свойств цемента термомодифицированный торф (ТМТ) в необходимом количестве смешивался с цементом до однородного состояния, из полученного вяжущего (по стандартной методике) готовились образцы, твердеющие в нормальных условиях 28 суток. После затвердевания определялись физико-механические характеристики цементного камня. Результаты сравнивались с цементным камнем, содержащим 100% портландцемента (контрольный образец). Анализ полученных результатов показал, что смешивание цемента с термомодифицированным торфом, полученным при нагреве в интервале температур 400-800°С, в количестве 4-10%, привело к неожиданному результату: помимо гидрофобных свойств цемента, повысились его прочностные характеристики, (в описании изобретения по прототипу сказано, что при нагреве смеси из цемента и торфа более 350°С снижаются прочностные и гидрофобные свойства цемента).

Характер влияния исследуемых видов добавок на свойства цементного камня различен, но во всех случаях прочностные характеристики оставались высокими. По мнению авторов, это можно объяснить следующим. При нагреве торфа выше 400°С поверхностное натяжение частиц добавки становится больше, чем поверхностное натяжение частиц цемента. Частицы цемента, адсорбируясь на поверхности торфяной добавки, приобретают лучшие адгезионные свойства, что ведет к увеличению прочности цементного камня. Поскольку известно, что адгезия частиц всегда выше, если поверхностное натяжение на межфазной границе понижается. Реализация этих условий, как считают авторы, в заявляемом изобретении и приводит к техническому результату - повышению прочности цементного камня. Наиболее существенный прирост прочности цемента (на 29%) наблюдается с введением 10% ТМТ-800 (с использованием низинного торфа, нагретого до 800°С), что связано, по мнению авторов, с физико-химическим взаимодействием минеральной части низинного торфа, представленной преимущественно СаО, с минералами портландцемента в процессе гидратации и гидролиза. В результате чего появляются дополнительные центры кристаллизации при твердении цементных систем, что способствует образованию гидросиликатов кальция разной степени основности. Гидрофобные свойства цемента при этом соответствуют нормативам (ГОСТ 10178-76).

Увеличение (до 10%) прочности цементного камня при введении 10% добавки торфа, нагретого до 600°С (ТМТ-600), по мнению авторов, объясняется разложением большей части органических веществ, формированием на цементных частицах оболочек из сорбированных на их поверхности компонентов органического вещества торфа. При этом гидрофобные свойства цемента выше установленных нормативов. Гидрофобный эффект в цементе, наряду с высокими прочностными показателями, проявлялся в большей степени при введении 6% ТМТ-400. Этот результат был характерен при использовании добавок термомодифицированного торфа, верхового и низинного, в пределах указанного диапазона. За пределами указанных интервалов 4-10 мас.% и температурах менее 400°С технический результат не достигнут.

Гидрофобность цемента при введении термомодифицированных добавок на основе торфа оценивалась по времени смачивания поверхности водой.

Сведения о предварительном нагреве торфа при температуре 400-800°С и дальнейшем смешивании цемента с полученной после такого нагрева термомодифицированной торфяной добавкой для получения прочного гидрофобного цемента в известных источниках информации не обнаружены, а значит, явным образом не следуют из уровня техники. К тому же, хотя и известны изменения состава и структуры торфа при нагревании, сведения о влиянии готовых термомодифицированных торфяных добавок, полученных при указанных температурах, на прочностные характеристики цементного камня не выявлены. Все это подтверждает соответствие заявляемого способа критерию «изобретательский уровень». Для пояснения способа получения гидрофобного цемента с улучшенными прочностными показателями приведены таблица и примеры.

Пример 1. В качестве сырьевого материала применяли верховой торф. Торф подвергали термической обработке при температуре 400°С в течение 10 мин в лабораторной муфельной печи. Высушенный торф измельчали в планетарной мельнице и просеивали через сито № 008. Просеянный торф добавляли в портландцемент в количестве 10 мас.%. Полученный цемент обладал высокими гидрофобными свойствами. Капля воды на поверхности цемента не впитывалась в течение 90 мин. Затвердевший цементный камень (из цемента, полученного по заявляемому способу) обладал высокой прочностью на сжатие - 55 МПа (не ниже контрольного).

Пример 2. В качестве сырьевого материала применяли низинный торф. Торф подвергали термической обработке при температуре 800°С в течение 10 мин в лабораторной муфельной печи. Высушенный торф измельчали в планетарной мельнице и просеивали через сито № 008. Просеянный торф добавляли в портландцемент в количестве 10 мас.%. Затвердевший цементный камень (из цемента полученного по заявляемому способу) обладал высокой прочностью на сжатие - 72 МПа (без добавки 55 МПа) и при изгибе - 6,4 МПа (без добавки 7,6 МПа). Капля воды на поверхности цемента не впитывалась в течение 7 мин.

Пример 3. В качестве сырьевого материала применяли низинный торф. Торф подвергали термической обработке при температуре 400°С в течение 10 мин в лабораторной муфельной печи. Высушенный торф измельчали в планетарной мельнице и просеивали через сито № 008. Просеянный торф добавляли в портландцемент в количестве 10 мас.%. Затвердевший цементный камень (из цемента полученного по заявляемому способу) обладал высокой прочностью на сжатие - 62 МПа (без добавок 55 МПа) и при изгибе - 6,6 МПа (без добавки 6,2 МПа). Капля воды на поверхности цемента не впитывалась в течение 65 мин.

Характеристики модифицированных цементов
№ пп Наименование состава Температура термической обработки торфа, °С Время смачивания поверхности водой, мин Прочность цементного камня при сжатии, МПа Прочность цементного камня при изгибе, МПа
1 Портландцемент - 100% 02 сек 55,06,2
2 Портландцемент - 90% Низинный торф - 10% 40065 62,06,6
3 Портландцемент - 94% Низинный торф - 6% 40040 66,07,0
4 Портландцемент - 96% Низинный торф - 4% 40025 60,06,1
5 Портландцемент - 90% Низинный торф - 10% 60045 59,06,2
6 Портландцемент - 94% Низинный торф - 6% 60025 57,06,1
7 Портландцемент - 98% Низинный торф - 4% 60010 56,06,2
8 Портландцемент - 90% Низинный торф - 10% 8007 72,07,6
9 Портландцемент - 94% Низинный торф - 6% 8005 65,06,9
10 Портландцемент - 96% Низинный торф - 4% 8005 63,06,7
11 Портландцемент - 90% Верховой торф - 10% 40090 55,05,2
12 Портландцемент - 94% Верховой торф - 6% 40080 55,06,0
13Портландцемент - 96% Верховой торф - 4% 40060 55,05,9
14Портландцемент - 90% Верховой торф - 10% 60055 50,05,8
15Портландцемент - 94% Верховой торф - 6% 60030 52,05,9
16Портландцемент - 96% Верховой торф - 4% 60015 53.06,0
17Портландцемент - 90% Верховой торф - 10% 80010 50,05,7
18Портландцемент - 94% Верховой торф - 6% 8008 54,06,1
19Портландцемент - 96% Верховой торф - 4% 8005 55,06,2

Как видно из таблицы, оптимальное соотношение характеристик цемента соответствует составам № 2, 8, 11. Исследования показали, что в сравнении с прототипом композиция по заявляемому способу имеет более высокую прочность при сжатии при высоких значениях времени смачивания поверхности цемента водой. Характеристики композиции соответствует нормативным данным для строительных растворов и бетонов, поэтому композиция, полученная по заявляемому способу, промышленно применима. Следовательно, эту композицию можно использовать в строительстве при изготовлении строительных изделий.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения гидрофобного цемента с улучшенными прочностными характеристиками, включающий смешивание портландцемента с добавкой диспергированного торфа в количестве не более 10% в пересчете на абсолютно сухое вещество и включающий операцию нагрева, отличающийся тем, что в качестве диспергированной торфяной добавки к портландцементу используют термомодифицированный торф, для этого перед смешиванием нагреву подвергают непосредственно торф, причем нагрев торфа осуществляют при температуре 400-800°С, после чего полученный после нагрева до соответствующей температуры торф измельчают до пылевидного состояния и затем смешивают с портландцементом в количестве не менее 4% в пересчете на абсолютно сухое вещество.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки используют диспергированный термомодифицированный низинный торф.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки используют диспергированный термомодифицированный верховой торф.

www.freepatent.ru

Безцементная технология строительства

 

31.07.2013 г.

Безцементная технология строительства

На дворе 20 век, а я предлагаю вернуться более чем на 100 лет назад. Это будет путешествие назад в Будущее!

http://ic.pics.livejournal.com/rsabc/43854935/196239/original.jpg

Приоратский дворец имеет еще одно название - Земляной дворец. Это второе его наименование раскрывает не менее примечательную, чем художественно-архитектурная, строительно-инженерную особенность здания. Дело в том, что дворец, стена и кухня построены Н.А. Львовым с применением "землебита" - прессованной и просушенной земли. Ограда и сторожки у ворот построены из землебитного кирпича, размером 15х30 см. Причём стены ограды сложены, как обычно на извести.

Это уникальное строение было сооружено на болоте в 1799 году. Смесь извести песка и земли прочнее бетона! Кругом болото, поэтому в качестве земли следует ожидать торф. Землю набивали в специальные «станки» - опалубки и прессовали. Хорошо просеянный, освобожденный от растительных примесей, слегка увлажненный материал, засыпали слоем около десяти сантиметров и утрамбовывали до толщины шести сантиметров. Далее засыпали следующий слой, трамбовали и так слой за слоем до карниза. Для связки между слоями использовали известковый раствор. Н.А. Львов подобрал такой состав грунтомассы, что по прочности она по сей день соперничает с железобетоном. Объемный состав этой грунтомассы следующий: гравий крупностью от 3 до 7 мм - 4%; песок - 58%; пыль (мелкая земля) - 20%; глина - 18%. Органические примеси не добавлялись. Прочность землебита у Львова через 20-30 лет после возведения здания составила 10-12 МПа, хотя цемент в состав грунтомассы не вводился. Следует отметить конструктивные особенности подпорной стены. В ее основание горизонтально положены бревна диаметром 27 сантиметров, пропитанные особой каменноугольной смолой, изобретенной Львовым. Над бревнами идет ряд нещадных плит. На плитном слое сложены из блоков известнякового камня две стены - вертикальная задняя и наклонная передняя. Между ними засыпана забутовка - камень и известь. Поверх подпорной стены устроен изоляционный слой из глины, смешанной с соломой.

В очищенной от штукатурки стене видна "землебитная" кладка. Фото нашего времени.

Питер по сей день стоит на деревянных сваях. Без доступа воздуха дерево каменеет.

При запаривании смесей извести - песка - воды в результате взаимной химической реакции исходных материалов возникает вяжущее гидросиликат кальция с общей формулой: x CaO • y SiO2 • z h3O.

Торф содержит лигнина (негидролизуемый остаток) 3-20%. Лигнин применяется, как наполнитель для пластмасс и композиционных материалов,  в качестве связующего  для  композиционных материалов (лигноплиты и т.п.) и добавки в асфальтобетоны. Причем в хвойных породах лигнина максимальное количество.

Из торфа успешно изготовляются торфоблоки.

Преимущества торфоблоков:

Высокое сопротивление теплопередаче, в пределах 0,047-0,08.

Массовость распространения по территории РФ исходного материала для его производства.  53% мировых запасов торфа на территории РФ в регионах с наибольшей плотностью населения и с наихудшими показателями по удовлетворённости граждан в жилье.

Связующим  в торфоблоке  является сам торф (лигнин). В качестве наполнителя можно применять любые материалы растительного происхождения такие как: опилки, льняную и конопляную костру, измельченную солому и т. д.

При кирпичном строительстве снижается стоимость стены в два раза, теплопотери  соответственно - в три раза. Вес 1-го м. куб. в пределах 0,40 – 0,45 тонн. При кладке не требуется цемент.

  

Современное производство требует пропаривание того же бетона и торфоблоков, но дворец - то строился с сушкой на открытом воздухе!

В технологии возведения землебитного дома упоминаются колотушки. Т.е. наличие продольных волн. Смотри статью торсионные поля. При применении продольных волн ускоряются все химические реакции, увеличивается прочность бетона, значительно сокращается период схватывания бетона. Булатную сталь изготавливали подобным же методом. Кузнецы ударяли по стальной заготовке через стальную проложку – молот! Вроде бы ничего, а свойства материала меняются в разы.

 

 http://builder.kz/  Безцементная технология строительства.

Cовместная обработка извести и песка в специально переконструированном дезинтеграторе создает зерна песка и известково-песчаные смеси с новыми свойствами. Хинт назвал свой материал СИЛИКАЛЬЦИТ. В итоге из простой извести и простого песка выпускались изделия марочностью М3000 в серийном производстве, и до М5000 в опытно-промышленном. Известь  химически взаимодействует с песком, поэтому для ускорения реакции смесь следует подвергнуть вибрации дроблению в торсионном поле.

 Безцементная технология строительства

Учитывая все это, понятно, почему при производстве на заводах равной мощности силикальцит, по меньшей мере, в 2 раза дешевле бетона. Это означает, что завод, построенный за сумму, в 2,5 раза меньшую, дает постоянно из года в год более качественную. чем бетон, и в 2 раза более дешевую продукцию. 

Далее… При равных показателях прочности бетонные изделия примерно на 30% тяжелее силикальцитных. Например, высоко прочный силикальцит, имеет объемный вес только 1900 кг/м3. Бетон с прочностью в 5 раз меньшей имеет объемный вес не меньше 2200 кг/м3. Эта большая разница в весе конструкции существенно снижает расходы на транспорт и позволяет за счет удешевления фундаментов домов и несущих конструкций получить немалую экономию. 

Приняв во внимание, что в производстве силикальцита требуется, в основном, лишь единственная машина - агрегат для приготовления смеси, можно организовать также подвижные, экономично работающие заводы. 

Перечислим основные преимущества СИЛИКАЛЬЦИТА: 

1. Технологичность. Силикальцит изготовляется из 90% песка и 10% извести. В бетоне 88% песка, гравия или щебня и 12% извести.

2. Силикальцит со временем твердеет (каменеет). Все другие материалы только разрушаются. 

3. Экологичен. Силикальцитные технологии несоизмеримо экологичнее цементных заводов.  

4. Выше прочность. В первые годы производства силикальцита были изготовлены образцы с прочностью свыше 1000 кг/см2. Прочность же бетона за полтораста лет повысилась лишь до 500 кг/см2.

5. Водопроницаемость плотного силикальцита в тысячу раз меньше, чем у плотного бетона.

6. Кислотоустойчивость. Силикальцит хорошо противостоит воздействию даже 5%-го раствора соляной кислоты, от бетона же в этом случае через несколько дней остаются лишь зерна песка и гравия. 

7. Ниже плотность. При равных показателях прочности бетонные изделия примерно на 30% тяжелее силикальцитных. 

8. Низкая стоимость производства. Стоимость силикальцитного завода в 2,5 раза ниже стоимости бетонного завода такой же мощности вместе с организацией производства необходимого для работы завода количества цемента. 

9. Ниже расход материалов. На изготовление 1 м3 силикальцитных изделий затрачивается вдвое меньше извести, чем цемента на изготовление такого же количества бетона. При одинаковой степени механизации же производство цемента вдвое дороже извести. Отсюда уже разница в 4 раза. 

10. Ниже требования к сырью. Для производства силикальцита употребляется любой дешевый природный песок, производство же бетона требует особенно чистого песка с подходящим зерновым составом и хорошего щебня. 

11. Дешевле бетона. При производстве на заводах равной мощности силикальцит, по меньшей мере, в 2 раза дешевле бетона. Это означает, что завод, построенный за сумму, в 2,5 раза меньшую, дает постоянно из года в год более качественную. чем бетон, и в 2 раза более дешевую продукцию. 

12. Не меняет размера при затвердевании. Силикальцит как бы создан для производства индустриальных деталей. Даже наиболее крупноразмерные детали затвердевают в автоклаве без напряжений и не изменяют своих размеров. Обычный же бетон при твердении уменьшается в объеме. 

Но, посмотрите ГОСТ 25485-82 в таблицу названий разновидностей ячеистых бетонов (таблице 2) и обратите внимание на приписку снизу таблицы…  

 

Нет ГОСТа на материал - значит, нет и материала. Такова российская действительность. Но убить истинные ценности не просто. В каждом мешке с импортной сухой строительной смесью присутствует частичка души Йоханеса Хинта.

 

 

Электропластический эффект в металлах       

Маленько физики.Установлен электропластический эффект в металлах и доказана возможность его применения для практических целей. Открытие этого эффекта привело к более глубокому пониманию механизма пластической деформации, расширило представление о взаимодействии свободных электронов в металле с носителями пластической деформации-дислокациями. Появилась возможность управлять механическими свойствами металлов, в частности, процессом обработки металлов давлением. Например, деформировать вольфрам при температурах не превышающих 200 гр.С и получить из него прокат с высоким качеством поверхности. В экспериментах с импульсным током было найдено, что электрический ток увеличивает пластичность и уменьшает хрупкость металла. Если создать хорошие условия теплоотвода от деформируемых образцов и пропускать по ним ток высокой плотности 104-ой 106-ой а/см2, то величина эффекта будет порядка десятков процентов. Электрический ток вызывает также увеличение скорости релаксации напряжений в металле и оказывается удобным технологическим фактором для снятия внутренних напряжений в металле. Электропластический эффект также линейно зависит от плотности тока (вплоть до 105-ой а/см2) и имеет большую величину при импульсном токе, а при переменном вообще не наблюдается.      Видна связь явления разупрочнения металла при сверхпроводящем переходе с электропластическим эффектом. В этом и другом случае происходит разупрочнение металла. Однако, если в первом случае в основе явления лежит уменьшение сопротивления движению и взаимодействию дислокаций при устранении из металла газа свободных электронов,во втором случае причиной облегчения деформации является участие самого электронного газа в пластической деформации металла. Электронный газ из пассивной и тормозящей среды превращается в среду, имеющую направленный дрейф и поэтому ускоряющую движение и взаимодействие дислокаций (или снижающую обычное электронное торможение дислокаций). Этот эффект уже находит свое применение на практике: Способ снижения прочности металлов, например,при пластической деформации при котором через заготовку пропускают электрический ток отличающийся тем, что с целью снижения прочности металла при сохранении его низкой температуры, к заготовке прикладывают импульсы тока плотностью преимущественно 10 а/см2, с частотой подачи 20-25Гц.        

 Ударные волны от тока исследовал еще Тесла. Он их назвал радиантными. Эти волны ионизируют воздух, над свободным концом катушки возникает коронное свечение. Сейчас это излучение называют еще торсионным.

 

Связь электропроводности с деформацией.    В 1975 году зарегистрировано открытие: обнаружена зависимость пластической деформации металла от его проводимости. При переходе в сверхпроводящее состояние повышается пластичность металла. Обратный переход понижает пластичность. Напомним, что макроскопическая пластическая деформация осуществляется перемещением большого количества дислокаций, способность же кристалла оказывать сопротивление пластической деформации определяется их подвижностью. Эффект наблюдался на многих сверхпроводниках при различных способах механических испытаний. В экспериментах было обнаружено значительное повышение пластичности металла /разупрочнение/ при переходе его в сверхпроводящее состояние. Величина эффекта в некоторых случаях достигла нескольких десятков процентов.Детальное изучение явления разупрочнения привело к выводу,что "виновником" его следует считать изменение при сверхпроводящем переходе тормозящего воздействия электронов проводимости на дислокации. Силы "трения" отдельной дислокации об электроны в несверхпроводящем металле резко уменьшаются при сверхпроводящем переходе.Таким образом, обнаружена прямая связь механической характеристики металла, его пластичности, с чисто электронной характеристикой -проводимостью. Главный вывод-электроны металлов тормозят дислокации всегда.Сверхпроводящий переход помог выявить роль электронов и позволил оценить электронную силу торможения. Но переход в сврхпроводящее состояние- не единственнаявозможность влиять на электроны. Этому служит магнитное поле, давление и т.д. Ясно, что такие воздействия должны изменять и пластичность металла, особенно, когда электроны - главная причина торможения дислокаций.Магнитное поле (импульсное) в сочетании с низкой температурой способны изменять буквально все свойства вещества: теплоемкость, теплопроводность, упругость, прочность и даже цвет. Появляются новые электрические свойства. Превращения происходят практически мгновенно- за 1011-ой и 1012-ой сек. Исходя из экспериментов ожидают использования новых эффектов в обычных условиях.

http://www.trinitas.ru/rus/002/a0231005.htm

Из статьи Институт Физики Вакуума - Технологии

         Генератор торсионного поля Курапова С.А.

         При воздействии торсионного поля на жидкий металл, он приобретает более мелкую структуру, повышается его прочность.       В генераторе Акимова торсионное поле создает ферритовый сердечник. Феррит, похоже, создает знакомые эфирные колебания. При воздействии торсионным полем, на металл проходящим через редкоземельные материалы, металл приобретает частично свойства этого материала. По-видимому, при остужении металла, ему передается частота вибраций свойственная только редкоземельному материалу.

Например, чтобы получить определенного качества чугун, обыкновенный чугун отжигают в течение 120 часов. При воздействии торсионного поля чугун необходимого качества, имеющий структуру пластического графита, получают сразу же.

Воздействие торсионного поля увеличивает ударную вязкость легированных металлов. С его помощью удалось передать свойства никеля в металл для производства буровых штанг, не добавляя в него никель. Это было достигнуто следующим образом. Взяли пластинку никеля, поставили ее на пути прохождения луча, и ударная вязкость возросла на 50-52% при сохранении тех же прочностных характеристик. Поскольку завод производит 55 тыс. изделий, то это - огромная масса металла, и очень большая экономия дорогостоящего никеля. В некоторых случаях ударная вязкость легированных металлов возрастала в 3-4 раза.

http://efirtesla.3dn.ru/ экспериментально доказано украинскими учеными В.П. Майбородой и И.И. Тарасюком при воздействии торсионным генератором на кристалл типа кадмий-ртуть-теллур. При этом наблюдалось изменение магнитных свойств на величину, требующую в миллион раз больше энергетических затрат, чем было затрачено на работу торсионного генератора. … интенсивность торсионного поля не зависит от удаленности от источника поля и обладает исключительной проникающей способностью в любых природных средах.

 

Метод  получения ударных волн.

Ударные волны распространяются в металле с огромной скоростью, передавая ее заготовке, содрагая электроны связи. Материал получается с более мелкой структурой зерна, более прочным и пластичным. Смотри также статью Высокоэффективная энергетическая установка

Вывод:  с помощью вибрации и продольных волн  мы значительно снизим себестоимость продукции и значительно повысим прочность и пластичность.

 

С уважением Бегенеев Сергей 

 

alisacom.ru

Используем эффективные строительные материалы при строительстве коттеджа

На сегодняшний день, в сфере производства строительных материалов, ведущие ученые всего мира продолжают исследования, позволяющие изготавливать улучшенные стройматериалы, с повышенными техническими характеристиками.

В частности, речь идет о теплоизоляционных материалах, большая часть из которых изготавливается из полимеров. А это сырье обладает целым рядом недостатков – небольшой срок эксплуатации, низкая адгезия, повышенная токсичность и деформация.

А нынешние стандарты и нормы требуют от строительных материалов высокого уровня экологичности. Особенно это касается строительства жилых зданий, где показатели экологической безопасности являются основополагающими. Именно поэтому сейчас ведутся разработки новейших стройматериалов с применением такого материала, как торф.

Благодаря своим достоинствам торф уже успешно используется при строительных работах. В качестве примера можно привести измельченный и не переработанный торф, который применяют в качестве заполнителей для легких марок бетона.

Аналогично и материалы для укладки стен – все пустоты заполняются торфом, который обладает высокими показателями теплосбережения.

В части применения торфа российскими учеными уже достигнуты определенные успехи. Разработки касаются древесного теплоизоляционного торфа, который в сочетании с армирующими дополнительными компонентами дает весьма прочный и надежный материал. Уже введены в эксплуатацию торфяные плиты и сегменты, способные выдерживать критические температуры – от -60 до +100 градусов.

Широко применяются изделия из торфа при строительстве жилых и производственных зданий различных отраслей промышленности. Расширенный анализ этих материалов показал, что перспектива масштабного применения таких изделий имеет положительную динамику. А регулярное повышение уровня использования торфяных строительных материалов дает возможность рассматривать целесообразность дальнейших изучений.

Практические исследования по целесообразности применения торфа

Сегодня смешивание всех компонентов для создания прочных и надежных изделий осуществляется больше для определения уровня взаимодействия между ними.

Здесь очень важно урегулировать временной фактор создания, так как несоблюдение сроков и частоты перемешиваний может привести к снижению технических качеств получаемого материала. И на выходе, когда торфогипсовый камень принимает финальную форму, очень важно соблюдать четкий шаблон.

Путем проведения экспериментов ученые выявили определенную связь между объемами воды и механической прочностью торфяного сырья. То бишь неправильная пропорция приводит к ухудшению деформационных качеств готового торфогипсового камня.

В конечном итоге, был подобран оптимальный состав вяжущих материалов, которые обеспечивают максимальную прочность изделия. И общие механические свойства камня из торфогипса зависят от характеристик гипсового наполнителя. Также огромное значение на показатели композита оказывает и состав торфяного сырья. Слишком большие гранулы торфа могут привести к образованию пор, что снижает прочность камня. Идеальный размер частиц составляет порядка 5 мм.

Разработки и практические исследования торфоцементных строительных материалов

Все эксперименты ученых преследуют одну цель – выведение идеальной технологии создания композита, благодаря которой последний будет обладать высокими прочностными и механическими качествами.

Процедура определения включает в себя четыре этапа:

  • подбор связывающих компонентов;
  • увеличение показателя огнеупорности;
  • балансировка прочности композита путем уменьшения его плотности;
  • повышение деформационных качеств торфоцементных блоков.

Для этого перед формовкой изделий в торф (влажной консистенции) добавляется вяжущее вещество в различных массовых долях. Ну а после прессования готовое изделие хранится при стабильных температурах, в естественных условиях, на протяжении от одной до четырех недель. На основании полученных при эксперименте данных и вычисляются показатели прочности, огнеупорности, влаго- и морозостойкости.

Важность функций торфа в создании композита неоспорима – выполнение сразу двух задач – заполнитель и связывающее вещество, которое, в придачу, имеет однородный состав (увеличивает прочностные характеристики). А столь длительный процесс твердения композита состоит из двух фаз, при которых торфоцемент меняет свое состояние из стабильно вяжущего в камневидное состояние.

Влагостойкость композита

Данный показатель меняется в зависимости от пропорций вяжущих веществ. Чем больше их содержание, тем выше показатель (Стоит сказать, что оптимальная величина влагостойкости – 0,8). Когда же количество вяжущего вещества недостаточное, вода впитывается клетками и пустотами торфа, дабы достичь оптимального баланса.

Морозостойкость композита

Идентично влагостойкости, коэффициент морозостойкости повышается с увеличением вяжущих веществ в составе композита. В частности, даже 5%-го содержания цемента достаточно, чтобы обеспечить оптимальную морозостойкость на протяжении 20 циклов заморозки, после чего наблюдается снижение показателя на 19%, а после 30 циклов – на 30%.

Огнеупорность композита

Известный факт, что торф – это сверхгорючий материал. Однако, при добавление в состав торфоцемента такого материала, как порошковый шунгит, ситуация меняется в корне. Огнеупорность повышается на 60%, а также на 15% возрастает прочность композита (Шунгит повышает плотность изделия).

Таким образом, достигнута идеальная формула изготовления огнеупорных торфоцементых изделий – 90% торф, 5% цемент и 5% шунгит. При горении шунгита выделяется большое количество углекислого газа, препятствующего дальнейшему возгоранию изделия. Естественно, торфоцементные блоки не являются негорючими, им присуще тление. Однако начинается оно при достаточно высоких температурах (около 200-250 градусов).

Результаты исследований торфосодержащих строительных материалов

В целом, нужно сказать, что усовершенствование технологий внедрения торфа, как ведущего компонента многих строительных материалов, является достаточно актуальным на данный момент.

Ниже приводятся основные выводы, которые подтверждают вышеуказанное высказывание:

  • Доказана высокая экологичность торфа, а также его безопасность при строительстве жилых сооружений. Это позволит рационально использовать большие запасы торфы в природе в нужном русле.
  • Разработана идеальная формула пропорционального смешивания основных компонентов торфоцементного композита, обладающего высокими показателями влаго- и морозостойкости, огнеупорностью и деформационной прочностью. Тем более, что вяжущие вещества достаточно распространены и не являются дорогими в цене.
  • Выведена оптимальная процедура изготовления торфоцементных композитов, начиная со смешивания компонентов и до процесса затвердевания.

Современные строительные материалы

www.proterem.ru


Смотрите также