Изготовление строительных блоков: Как сделать строительные блоки своими руками.

Как сделать строительные блоки своими руками.

Строительство дома из блоков продвигается быстрее, чем из кирпича. Приобрести их можно свободно, но многие изготавливают строительные блоки своими руками. 

Блоки в строительстве используются не только для возведения стен. Ускоряет его и использование строительных блоков для фундамента. Конечно, эти блоки должны быть очень плотными: 1,5 т на 1 кубический м. Изготовление блоков своими руками, если разобраться, не такое уж и сверхсложное дело.

С чего начать?

А начало всему — изготовление форм.

Формы

В продаже есть формы для блоков строительных со стандартными размерами. А у себя дома можно изготовить строительные блоки размеры, которых устраивают вас. Берем листовой металл, вырезаем из него требуемой формы заготовки и свариваем форму. Делают формы и из дерева, они хороши для саманных блоков. Дно здесь не нужно. А вот ручки по бокам будут кстати, так удобней работать с ними.

Материал для самодельных строительных блоков

Чем хороши строительные блоки, сделанные своими руками, так это тем, что для них  используется материал, который у вас уже есть или вы сможете легко его приобрести.

В основном блоки изготавливают на основе цемента с разными наполнителями, но народные умельцы, как и производители иногда, обходятся без него. В зависимости от выбранного материала, возможно изготовление самодельных строительных блоков следующих видов:

  • шлакобетонные;
  • блоки на основе жидкого стекла;
  • саманные;
  • стружкобетонные или арболитовые.

Как наполнитель используют:

  • золу;
  • шлак;
  • отсев;
  • щебень;
  • гипс;
  • перлит;
  • керамзит;
  • опилки;
  • солому;
  • битый кирпич и другое.

 

Блоки без цемента

Изготовление строительных блоков по данной технологии доступно не каждому, ведь в смеси присутствует жидкое стекло. Разве что договориться с ближайшим заводом ЖБИ и купить основной компонент там. Смесь будет состоять из:

    • двух десятков частей песка речного;
    • полутора десятков частей жидкого стекла;
    • 4-х частей мела;
    • 3-х частей извести гашенной;
    • 2-х частей каолина.

Процесс изготовления

  • Сначала просеивается песок;
  • добавляется мел;
  • все хорошо смешивается;
  • вводится известь гашенная;
  • каолин или измельченный до состояния порошка кирпич;
  • жидкое стекло.

Исходное сырье должно получиться однородным, тестообразным. Прежде чем заливать эту массу, напоминающую тесто, смочите формы изнутри. Если желаете, можно строительным блокам придать цвет. Для этого добавить:

  • мел любого цвета;
  • размолотый в порошок кирпич красный.

В такие блоки добавляют наполнители: шлак, керамзит, стружки. Прочность у них высокая — они значительно крепче цементных.

Керамзитобетонные блоки

Керамзитобетонные блоки — это один из видов шлакоблоков, где наполнителем служит керамзит.

 

Состав

  • цемент — 1 часть;
  • керамзит — 5 частей;
  • песок — 3 части;
  • вода — около одной части.

Технология

Технология изготовления строительных блоков керамзитобетонных, в общем такая же, как и любых других:

  • в предварительно смазанные формы помещается исходный материал;
  • утрамбовывается;
  • форма снимается минут через 10;
  • изделие остается на месте;
  • через 12 часов переносится в защищенное от осадков и прямых лучей солнца место.
  • при теплой погоде блоки станут твердыми по истечении немногим меньше месяца.

Если планируется делать толстые стены (около 0,5 м), то блоки лучше с пустотами. Для этого в форму вставляются вставки из дерева: круглые или квадратные. А чтобы они хорошо вынимались, перед тем как вставить, закутайте их в кровельное железо.

Преимущества

  • небольшой вес;
  • морозоустойчивость;
  • воздухопроницаемость;
  • влагостойкость;
  • прочность;
  • небольшая стоимость.

Дом из керамзитобетонных блоков строится быстрее чем из кирпича, раствора на кладку уходит меньше.

Саманные блоки

Компоненты

Для этого типа блоков материал, в буквальном смысле, находится под ногами. Все, что нужно это:

  • глина;
  • солома;
  • песок речной.;
  • вода.

Особенности подбора

Чтобы у строительных блоков характеристики соответствовали всем требованиям, нужно кое-что знать об особенностях подбора компонентов:

  1. Глину лучше заготовить с осени, укрыть ее пленкой и дать перезимовать — так улучшится ее качество.
  2. Песок сначала просеять, освободив от примесей.
  3. Солому можно взять на поле, где только собрали пшеницу, рожь или ячмень. Если солома осталась от сбора урожая минувшего года, то качество будет уже не то — она ведь, полежав, начинает преть.

Как определить процентное соотношение компонентов

Точных рекомендаций сколько чего нужно взять нет, так как глина бывает разной: в одной есть примеси песка, другая без них. Очень примерно это выглядит так:

  • глина — 1 куб. м;
  • солома — 20 кг;
  • песок — 25%.

Чтобы не испортить всю партию блоков, нужно сделать маленький экспериментальный замес. Так что поступаем следующим образом:

  • соединяем все составляющие в небольших количествах и записываем пропорции;
  • делаем замес;
  • формируем шар;
  • оставляем на солнце для просушки где-то на 1 час;
  • бросаем его на землю в высоты метра полтора.

Если все компоненты подобраны в нужных соотношениях, то шар останется целым.

Добавили больше, чем следует песка? Он разрушится или растрескается. Песка недостаточно? Шар расплывется. Вот так практическим путем и подбираем самый оптимальный вариант.

Подготовка

Для приготовления смеси сразу на несколько десятков блоков, нужно сделать в земле выемку: круглую диаметром около 2,5 м или прямоугольную 1,5х2,5 глубиной пол метра. Выстелить ее дно полиэтиленом. Хотя подойдет и какая-то готовая емкость: корыто или старая ванна. Дальше все так, как это еще в старину делали: одеваем высокие сапоги из резины и ходим, перемешивая все до однородности.

Изготовление

  • Пока замес находится в стадии изготовления, готовим площадку для изделий: подбираем ровное солнечное место;
  • ведрами подносим смесь;
  • заполняем формы;
  • уплотняем;
  • убираем лишнее, проводя досочкой по верхним краям формы;
  • форму снимаем.

Готовые блоки должны подсохнуть. Обычно на это уходит несколько дней. Важно, чтобы на них не попадал дождь. Потом переносят в укрытие и еще подсушивают. Полностью готовыми будут дней через 10.

 Дом из саманных блоков получается очень теплым, комфортным. Кроме того, этот строительный материал экологически чистый, прочный, пожаробезопасный. Применяется для построек не выше 2-х этажей.

Опилкобетонные блоки (ароболит)

Технология изготовления блоков из опилкобетона схожа с изготовлением саманных блоков, но составляющие нужно не добывать, а закупать.

Составляющие

Перед тем, как приступить к изготовлению, нужно приобрести:

  • цемент — М300 или выше;
  • песок — фракция не крупнее 1,8 Мкр;
  • не гашенная известь;
  • опилки (древесина хвойная).

Подготовка компонентов

  • просеиваем опилки;
  • сухой цемент и песок смешиваем;
  • сюда же известь и опять смешиваем;
  • опилки добавляем и повторяем процедуру смешивания;
  • вливаем воду;
  • Для того, чтобы компоненты хорошо сцеплялись между собой добавляем хлорид кальция или глинозем сернокислый;
  • контролируем качество смеси.

Для контроля качества, катаем шарик и сжимаем его в ладонях. Если потечет вода, то ее в смеси слишком много, если шарик рассыпется — много опилок или песка.

Приступаем к изготовлению

  • Форму выстилаем полиэтиленовой пленкой;
  •  закладываем смесь;
  • трамбуем;
  • не вынимая из формы, оставляем застывать дней на 5;
  • вынимаем из формы и сушим дальше.

Процесс сушки займет много времени — от 1,5 до 3-х месяцев: все зависит от массы блока.

 

Оборудование

Если стройка предстоит масштабная, то возможно есть смысл потратиться на оборудование для строительных блоков. Например: в продаже есть мини-станок для производства арболита РПБ-1500 БЛ. Его производительность — 1 опилкоблок с габаритами 19 х 19 х 39 см в минуту. Выпускает  российский производитель — компания ИНТЭК.

Широкое применение нашли при изготовлении строительных блоков вибростолы. Они позволяют решить проблему с трамбованием смесей. Вибростол состоит из:

  • стола подвижного;
  • двигателя;
  • панели управления;
  • иногда в комплект входит и трансформатор.

Уплотнение рабочей смеси происходит под воздействием вибрации, создаваемой вибродвигателем.

Рабочий цикл

  • на подвижный стол устанавливаем форму;
  • помещаем в форму наполовину или полностью сухую смесь;
  • запускаем двигатель;
  • сушка.

Как выбрать?

Существует 3 вида виброплит способных уплотнять материал по весу:

  • до 75 кг;
  • от 75 до 160 кг;
  • от 160 кг.

Ориентируясь на эти показатели и следует подбирать для себя оптимальный вариант вибростола.

Производители

Их выпускает:

  • российская компания VPK ;
  •  ООО «Строймаш»;
  •  завод «Красный мак» в Ярославле и другие.

Поставляют вибростолы и зарубежные производители:

  • Испания —  Enar и  Hervisa;
  • Германия —  Wacker;
  • Италия —   Batmatic;
  • Франция —   Paclite.

 

Блоки Тольятти — Элком-строй | Blokki.ru

В малоэтажном строительстве все чаще применяют керамзитобетонные блоки, они популярны по причине эстетичного вида. Основными техническими достоинствами этого строительного материала являются прочность, шумоизоляция и огнестойкость. По своим характеристикам он схож с кирпичом, но стоит значительно меньше. Это позволяет экономить на строительстве. Возведение сооружения из таких изделий производится гораздо быстрее, блоки отличаются высокой прочностью и долговечностью, особенно доломитовые блоки.

Производство строительных керамзитобетонных блоков

Этот строительный материал может быть изготовлен любой формы. Это позволяет строить сооружения в различных архитектурных стилях с формами любой сложности. Обычно такие блоки используют для того, чтобы внедрить в конструкцию смелые дизайнерские решения. Производство бетонных блоков на нашем заводе высокотехнологичное, применяются качественные сырьевые материалы и инновационные технологии, оборудование.

Высокопроизводительное изготовление керамзитобетонных блоков  позволяет выпускать большие объемы продукции за короткий срок. Изделия могут быть разных цветов и оттенков. Поверхность блоков шероховато-рубленная или полированная. Облицовывать их можно штукатуркой и кирпичом, некоторыми другими отделочными материалами. Показатели прочности и звукоизоляции сопоставимы с показателями камня. Теплоизоляция материала аналогична показателям древесины. Скрепление блоков осуществляется цементным или специальным клеевым раствором. Это позволяет создать крепкую и надежную конструкцию, она мало чем будет уступать по прочностным показателям монолитной. Мы также производим пескобетонные блоки.

Продажа керамзитобетонных блоков

Наш завод  керамзитобетонных блоков производит отличную продукцию. Изделия невосприимчивы к воздействиям насекомых-вредителей, грибку и плесени. Правильно построенное из блоков здание выдержит стихийные бедствия большой силы. Арматурные крепления только усиливают прочностные свойства зданий.

Мы также производим бетонные блоки для фундамента, это отличные опорные конструкции, подходящие для многих видов зданий и сооружений. Особенно они актуальны для малоэтажного строительства.

Выгодно купить керамзитобетонные блоки можно с доставкой транспортом нашего завода. Такие материалы не боятся сильного огня и мороза, выдерживают большие перепады температуры. Высокая теплоизоляция позволяет экономить на теплоснабжении.

Не стоит давать объявления «Куплю керамзитобетонные блоки», наш завод предоставит продукцию высокого качества на выгодных условиях. Надежные хранение и доставка гарантируют сохранность продукции до момента получения заказчиком.

Приемлемая цена на керамзитобетонные блоки позволяет снизить себестоимость здания и вложить средства в качественную отделку фасада. Поверхности таких блоков можно окрашивать и штукатурить, облицовывать декоративными материалами, сайдингом.

Низкая стоимость керамзитобетонных блоков наряду с их достоинствами делает этот материал привлекательным для строительства. К недостаткам стоит отнести просачивание воды через фундамент, что может привести к затоплению. Исправляют этот недостаток применением качественных гидроизоляционных материалов и установкой эффективной системы дренажа.

Оптовая продажа керамзитобетонных блоков по выгодной стоимости позволяет нашему заводу эффективно снабжать заказчиков строительными материалами. Подробности можно узнать на сайте или у менеджеров компании. Наш завод также предлагает другие строительные материалы, в частности, керамзитобетонные блоки.

Технология изготовления керамзитобетонных, арболитовых, стеновых блоков

Керамзитобетонные стеновые блоки

Исходным сырьем для изготовления керамзитобетонных блоков служит керамзит – вспененная и обожженная глина, вода и цемент. В изломе гранула керамзита имеет структуру застывшей пены. Спекшаяся оболочка, покрывающая гранулу, придает ей высокую прочность. Керамзит, обладающий высокой прочностью и легкостью, является основным видом пористого заполнителя. Поэтому высококачественные керамзитобетонные блоки имеют плотность от 600 до 1800 кг/м3.

Как строительный материал керамзитобетонные блоки,керамзитовые блоки представляет собой лёгкий бетон, в котором заполнителем является керамзит — ячеистый материал в виде гранул. Так что свои дополнительные преимущества керамзитобетон получает во многом за счет именно керамзита. А именно усиление тепло- и звукоизолирующих свойств бетона, влагостойкость, стойкость к химическим воздействиям.

Применяя керамзитобетон можно существенно снизить вес зданий и конструкций, достигнув ряда положительных технико-экономических показателей. В климатических условиях России будет достаточно уложить керамзитобетонные блоки в один ряд при строительстве основных внешних стен, чтобы соблюсти нормы теплосбережения строительных конструкций.

Этот строительный материал не горит, не гниёт. А по сравнению с кирпичом керамзитобетонные блоки имеют вдвое меньший удельный вес, не уступая им по своим экологическим свойствам. К тому же, укладывается стеновой керамзитобетон примерно в три раза быстрее, чем кирпичи. Посчитано, что использование керамзитобетона в малоэтажном строительстве вместо кирпича снижает себестоимость строительных работ примерно на 40 процентов (!). Не случайно у частных застройщиков такие строительные блоки пользуются высоким спросом из-за оптимального соотношения цены и качества.

Применяют керамзитобетон и в высотном домостроении. Благодаря точно выдержанным размерам они прекрасно сочетаются со всеми видами кирпича, железобетонными изделиями, металлоконструкциями, размерами дверных и оконных проёмов. В монолитном железобетонном домостроении керамзитобетон часто используются сегодня при возведении межквартирных, межкомнатных перегородок.

Обладают стеновые, керамзитобетонные блоки и способностью «дышать», регулировать влажность воздуха в помещении, гасить звуки в определенном диапазоне волн. Строения из керамзитобетона практически вечны и не требуют ухода.

Для современный проектов выбирают не только качественные, но и практичные строительные материалы. Сегодня керамзитобетонные блоки считаются одним из наиболее популярных строительных материалов.

Технология изготовления строительных бетонных блоков своими руками

Для изготовления самодельных блоков требуется лишь несколько форм для их отливки, а также цемент, песок и наполнитель — шлак или битый кирпич. Другие виды наполнителей (гравий или щебень) сделают блок очень тяжелым, а кроме того, стена, сложенная из такого материала, летом будет быстрее нагреваться, а зимой остывать. Если же в качестве наполнителя использовать керамзит, то, хотя он и имеет практически одинаковые теплоизоляционные свойства с битым кирпичом и шлаком, стоить будет в несколько раз дороже.

Формы для изготовление строительных бетонных блоков

Для самостоятельного изготовления строительных блоков в домашних условиях понадобятся специальные металлические или деревянные формы, внутренние размеры которых бывают разными: 150 X 150 х 300 мм, 175 х 175 X 350 мм или 200 х 200 х 400 мм. С небольшими блоками удобнее осуществлять кладку, а с большими быстрее ведется строительство.

Для изготовления металлической разборной формы для одного блока потребуется четыре прямоугольные железные пластины толщиной 3-4 мм (высота, ширина и длина пластин будет зависеть от выбранного размера формы). По бокам пластин надо вырезать крепежные пазы, а к торцевым деталям формы приварить ручки. Для формы из четырех блоков потребуется сделать две прямоугольные пластины и пять пластин меньшего размера для разделения будущих блоков в форме.

Для изготовления бетонных блоков своими руками требуется уплотнение и создание в них пузырей, с этой целью надо изготовить специальное приспособление. Для него потребуется одна прямоугольная железная пластина (по размеру формы), небольшой кусок проволоки-катанки сечением 10 мм и три обрезка трубы диаметром 50 мм и длиной 150 мм. На одном конце каждой трубы нужно прорезать по четыре «зуба» треугольной формы на глубину 50 мм. Потом эти зубья надо соединить между собой так, чтобы получился конус. Швы между зубьями необходимо тщательно заварить. Потом к одной из плоскостей пластины нужно приварить ручку из катанки, а к другой — обрезки труб тупым концом.

Деревянная разборная форма
Деревянная разборная форма

Для изготовления деревянной разборной формы понадобятся четыре обрезка доски толщиной 35-50 мм (размеры будут зависеть от размеров выбранной формы). Конечно, древесина более слабый материал для формы, поэтому доски нужны качественные и крепкие. Все соединения в деревянной форме надо укреплять с помощью стяжных винтов. В остальном конструкция деревянной формы такая же, как и металлической. Ручки для формы можно сделать из катанки сечением 10 мм, расплющив ее концы и просверлив в них отверстия диаметром 6-8 мм.

Для изготовления строительных блоков своими руками надо сделать раствор из цемента, песка и заполнителя (шлака или битого кирпича) в соотношении 1:4:6. Добавляя заполнитель в раствор, надо следить за тем, чтобы он был вязким и клейким, но не получился жидким или рассыпчатым. Далее раствор заливается в формы, в которых в жаркую погоду будет застывать в течение 2 ч, а окончательную крепость приобретет через 1-1,5 суток. При прохладной погоде (+7 …+18 С) время затвердевания и полного высыхания увеличивается в 3-5 раз, а при температуре ниже +7 °С и во время осадков блоки делать вообще не рекомендуется.

Если для раствора вместе с цементом будет применяться шлак, можно совсем отказаться от песка, и тогда соотношение цемента и шлака должно быть 1: 6 или даже 1: 8.

Перед заливкой раствора в форму надо все ее детали, независимо от материала изготовления, смочить водой. Работать следует на ровной поверхности и заполнять форму раствором на 2/3 или на 3/4 объема (точное количество определяется опытным путем после применения приспособления для проделывания пустот).

После того как блок окончательно застынет, его надо освободить от частей формы. Сырой блок необходимо оставить до полного высыхания, а детали формы залить водой.

Можно делать блоки непосредственно на месте строительства, т. е. выполнять заливку на месте. В этом случае размеры формы для заливки можно увеличить до 330 х 300 х 600 мм. Это еще больше ускорит процесс строительства.

Консистенция цементного раствора и способ заливки такие же, как и в предыдущем случае. Можно сварить в рабочую конструкцию несколько форм (достаточно 3-4 формы), и тогда кладка пойдет еще быстрее.

Чтобы цементная смесь не прилипала к стенкам формы, перед заливкой ее внутреннюю полость нужно обильно смочить водой или смазать отработанным машинным маслом. После схватывания смеси пластины формы отлепляются от стенок блока. В процессе возведения стен надо выверять горизонтальность и вертикальность рядов. В целом кладка углов, перевязь между блоками полностью соответствуют способам кирпичной кладки в полкирпича.


Саман — смесь глины и соломы, для изготовления самодельных блоков

Самым дешевым строительным материалом для самостоятельного изготовления бетонных блоков в домашних условиях является саман — смесь глины и соломы. Дешевизна не единственное достоинство самана — это материал прочный, с высокими теплоизоляционными свойствами, простой в «производстве». Для изготовления саманных блоков также используются разборные металлические или деревянные формы. Лучше делать блоки небольшого размера, максимум 150 х 150 х 300 мм, поскольку более крупные блоки тяжелы и неудобны в работе и к тому же в них нельзя проделывать пустоты.

На заметку!

Недостаток самана — неустойчивость к влажности. Перед возведением стен из самана необходимо обеспечить надежную гидроизоляцию фундамента, а готовые стены требуют оштукатуривания цементнопесчаным раствором, покрытия любой доступной полимерной или металлической сеткой и выполнения чистовой отделки.

Домашнее изготовление бетонных блоков для строительства

Порядок работ при строительстве и изготовлении бетонных блоков стандартный: сначала надо выбрать место, потом сделать фундамент — здесь требуется сооружение плиточного фундамента, можно использовать фундаментные плиты, подвести коммуникации, возвести стены, соорудить кровлю, установить окна и двери и выполнить облицовочные работы и оформление интерьера летней кухни.

Стены выкладываются в полкирпича, для летней кухни толщина стены может быть в один кирпич — и этого будет достаточно. По мере кладки необходимо выверять стены по вертикали и горизонтали, используя отвес и шнур, горизонтально натянутый от одного угла домика к другому.

Домашнее изготовление строительных блоков позволяет сокращать затраты на закладку проёмов с последующей установкой окон и дверей. В ходе строительства в коробке здания надо сделать дверные и оконные проемы. Устанавливать место расположения окон и двери надо еще на этапе планирования. Можно в процессе кладки стен в местах установки дверей и окон оставлять проемы нужной ширины, а также вставлять деревянные пробки, к которым потом и будут крепиться коробки-подрамники. Деревянные пробки необходимо вводить во втором ряду относительно нижней части коробки и в предпоследнем ряду относительно ее верхней части. На верхнем уровне коробки следует установить армированную перемычку толщиной 120 мм или брус толщиной 70 мм. Концы перемычки надо завести на стены на 20 см. Если плоскости очередного ряда кладки и верхней части рамы будут находиться на разном уровне, нужно будет догнать их до нужной высоты, используя части блоков и раствор, либо собрать опалубку, связать арматуру и залить цементным раствором.

После возведения стен на отведенные под окна и дверь места следует установить коробки, расклинив предварительно углы. Далее надо выверить их по горизонтали и вертикали и только после этого можно прикрепить боковые части коробки к деревянным пробкам, используя гвозди или шурупы. Оставшееся пространство между стенами, фундаментом, перемычкой и коробкой необходимо заполнить по периметру акриловой монтажной пеной.

Второй способ устройства дверных и оконных проемов — это когда дверные и оконные короба устанавливаются в нужных местах, а затем обкладываются блоками. Обычно такой способ используется при декоративной кладке, когда дальнейшая отделка стен не предусмотрена.

В этом случае, чтобы дверной короб в процессе кладки не повело, нужно по ходу кладки первого ряда зажать его с двух сторон блоками, предварительно вставив в углы подпорки. После второго ряда нужно выровнять короб по вертикали и горизонтали, зафиксировать его гвоздями или шурупами по бокам к стене. Также необходимо оставить выпуск в 10 см. Потом на выпуски нужно нанести раствор и зажать их блоком следующего ряда, еще раз убедившись, что короб стоит ровно. То же самое необходимо проделать и в верхней части дверного короба, а также на четвертом и шестом рядах с коробом окна. Перемычки здесь устанавливаются так же, как при первом способе.

Производство бесцементных строительных блоков из отходов промышленности

https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.08.012Получить права и контент

Основные моменты

Строительные блоки можно производить без портландцемента.

CO 2 активированный стальной шлак может развивать такую ​​же прочность, как портландцемент.

Строительные блоки на шлаковой связке показали лучшие механические свойства и долговечность.

Блоки из шлакоблока не содержат углерода и не потребляют природных ресурсов.

Abstract

В этом исследовании изучается возможность изготовления углеродоотрицательных и бесцементных строительных блоков с использованием сталеплавильного шлака в качестве единственного связующего и доменного шлака в качестве легкого заполнителя путем активации карбонизацией. И стальной шлак, и доменный шлак являются побочными продуктами процесса производства стали. Целью исследования является разработка экологически чистого производства, которое может использовать шлак и углекислый газ для производства экологически чистой строительной продукции.Активация карбонизацией осуществлялась во время отверждения блоков для ускорения раннего набора прочности. Физические свойства и долговечность шлакобетонных блоков исследовали по их плотности, водопоглощению, прочности на сжатие и морозостойкости. Был проведен экономический анализ и рассчитан углеродный баланс для оценки возможности изготовления углеродоотрицательных и экономически конкурентоспособных шлакоблоков. Это исследование демонстрирует, что предлагаемый процесс не потребляет природных ресурсов, не производит отходов, способен связывать углерод и является экологически чистым производством.Бетонный блок на шлаковой связке является углеродоотрицательным продуктом. Кроме того, бетонный блок на шлаковой связке показал лучшие механические свойства и долговечность по сравнению с коммерческим цементным блоком. Анализ затрат показывает, что бетонные блоки на шлаковой связке могут быть изготовлены с меньшими затратами по сравнению с коммерческими цементными блоками, если они производятся серийно.

ключевые слова

слои строительные блоки

CO 2

CO 2 активированная стальная шлака

углерода отрицательный

Низкая воплощенная энергия

Чистая продукция

Рекомендуемая стационарное оцизирование (0)

Смотреть полный текст

© 2016 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Как делают кирпичи? Пошаговое объяснение производственного процесса

Кирпичи обычно представляют собой строительные блоки прямоугольной формы, которые являются наиболее неотъемлемой частью конструкции; Процесс изготовления кирпича определяет, насколько прочной будет конструкция в долгосрочной перспективе.

Это тип блока, который требуется при каменной кладке и используется для создания стен, зданий и других сооружений.Собственно, термин «кирпич» означает блок, состоящий из высушенной глины или других строительных блоков, отвержденных химическим способом.

Кирпичи производятся с использованием клея, строительного раствора или даже путем их соединения, а многочисленные классы, материалы, типы и размеры производятся оптом. Существуют различные виды кирпича, в том числе легкие кирпичи или блоки, которые обычно изготавливаются из керамзита, обожженные кирпичи считаются одним из самых прочных строительных материалов, а кирпичи воздушной сушки или сырцовые кирпичи — самые старые кирпичи, используемые для строительства.

В этой статье вы найдете подробное описание производства, блоков, сырья, необходимого для изготовления блоков, формы блоков, элементов кладки и производства кирпича. Вы также узнаете о полезных ископаемых в блоках, о том, как были сделаны кирпичи, об альтернативах блокам, таких как блоки из пластика, о добавках, добавляемых к блокам, и о типах блоков, необходимых для строительства конструкций и конструкций. Наконец, мы обсудим методы и машины, необходимые для производства хороших блоков и строительных материалов, тип кирпича, который использовался в старые времена, состав кирпичей и то, как строительные блоки изготавливались много лет назад, производство кирпича и тому подобное.

Если вам понравилась наша статья о том, как делают кирпичи, вы можете прочитать другие не менее интересные статьи, например, как выращивают арахис? А как выращивают фисташки?

Какое сырье используется для производства кирпича?

Кирпичи обычно изготавливаются из глины и других дополнительных материалов, которые отличаются от кирпича к кирпичу.

Кирпичи представляют собой прямоугольные строительные блоки, которые на протяжении тысячелетий использовались в качестве строительных материалов для сохранения конструкций и других строительных конструкций.

Кирпичи изготавливаются вручную или на станке. Процесс создания кирпичей требует первичного сырья, такого как глина, которая затем измельчается в частицы, и вода, которая образует пасту. Далее им придают необходимую форму и прессуют в формы для получения более острых краев. Затем их обжигают при сильном огне, чтобы сделать их прочнее, сжигая их, а затем сушат при естественном освещении. В древние времена кирпичи изготавливались, как правило, вручную.

Какие бывают виды кирпича?

Существует большое разнообразие кирпичей, которые используются для различных целей.

Высушенные на солнце или необожженные кирпичи используются для временных построек, а не для постоянных построек, потому что они не очень долговечны, так как имеют меньшую водо- и огнестойкость. Процесс изготовления этих кирпичей включал подготовку глины, формовку и сушку с использованием природного тепла.

Кирпичи первого сорта — это кирпичи более высокого качества, которые производятся в процессе столовой формовки, а также путем их обжига. Эти кирпичи содержат обычную форму и обладают большей прочностью. Поэтому их используют для капитальных построек.

Кирпич второго сорта имеет среднее качество и формуется методом шлифовки. Они имеют шероховатый внешний вид и острые края, поэтому требуется гладкая штукатурка.

Кирпич третьего сорта хуже по качеству и не подвергается воздействию тепла, что делает его непригодным для дождливых районов. Эти кирпичи формованного типа изготавливаются на земле и поэтому являются шероховатыми.

Кирпич четвертого класса — самый дешевый и худший кирпич, который измельчают и используют в качестве добавок, которые смешивают при производстве бетона.Это выбрасываемые кирпичи, которые являются результатом чрезмерного обжига и не подходят для строительства, потому что они очень хрупкие.

Кирпичи из летучей золы создаются при смешивании летучей золы и воды и, как известно, лучше, чем глиняные кирпичи. Они имеют высокое содержание оксида кальция, который является основным сырьем для кирпича при производстве цемента. Они легкие и уменьшают вес зданий, построенных из них. Поэтому во многих случаях его называют самоцементирующимся кирпичом. Они обладают высокой прочностью, отличной противопожарной изоляцией, а их однородность по размерам лучше подходит для штукатурки и швов при каменной кладке.

Бетонные блоки изготавливаются из бетона и других основных ингредиентов, таких как песок, цемент, крупные заполнители и вода. Эти кирпичи лучше, чем глиняные кирпичи, и их можно легко производить с помощью машины на любой строительной площадке, что снижает количество раствора, необходимого при производстве, что делает их легкими.

Инженерный кирпич является самым прочным из используемых кирпичей и обладает высокой прочностью на сжатие, морозостойкостью и кислотостойкостью. В основном их используют для гидроизоляции подвалов.

Кирпич силикатно-кальциевый состоит из извести и песка и называется силикатным кирпичом, который в основном используется для декоративных работ на стенах и в каменной кладке.

Этапы производства кирпича

Производство кирпича проходит через последовательность этапов, которые важны для того, чтобы сделать кирпич прочным и пригодным для использования.

Сначала элементы и сырье, используемые для создания кирпичей из партии кирпичей, измельчаются стальными молотками в молотковой дробилке.Вибрационные грохоты контролируют идеальный размер материала, отделяя неподходящие по размеру.

Вторым производственным процессом является экструзия. Экструзия – это процесс, при котором материал смешивается с водой, а затем разрезается и складывается для получения влажной глины. Эта смесь глины и воды далее подается в экструдер, который удаляет воздух из смеси, чтобы предотвратить образование трещин или других дефектов в кирпичах. Затем он сжимается и дополнительно формуется в желаемую форму через отверстие матрицы.

Третий процесс – снятие фаски с кирпича на станках для снятия фаски. У этих машин есть ролики, которые помогают вдавливать кирпич во время его экструдирования. Эти машины производят около 20 000 кирпичей в час.

В-четвертых, кирпичи дополнительно покрываются песчаным покрытием. Имеется непрерывный вибрационный питатель, который помогает покрывать кирпич мягким материалом. Для более твердых материалов используется сжатый воздух или прижимной ролик. Что касается особо твердых материалов, то кирпичи потребуют пескоструйной обработки.

Следующим этапом является сушка. Перед обжигом кирпич необходимо высушить, чтобы удалить всю влагу, присутствующую во влажной и измельченной глине. Крайне важно удалить эту влагу, иначе вода, содержащаяся в кирпичах, будет слишком быстро выгорать в процессе обжига в печи, что может привести к растрескиванию. Для процесса сушки обычно используются два типа сушилок; туннельные сушилки, в которых для ускорения процесса сушки используются автомобили и циркуляция горячего воздуха с вентилятором, и автоматические камеры, которые преимущественно используются в Европе. Эти экструдированные кирпичи укладываются рядами автоматически на двух параллельных друг другу брусьях, что облегчает транспортировку кирпичей в сушилки с помощью вагонеток, установленных на рельсах, или автопогрузчиков.

Следующий процесс запускается. После полной просушки кирпичи загружают в вагоны и обжигают при высокой температуре в печах, которые называются печами для обжига. Они бывают нескольких форм, наиболее распространенной является форма туннеля. Большинство печей, имеющихся в Соединенных Штатах, используют газ в качестве топлива для процесса обжига.Только несколько кирпичных печей производят кирпичи методом обжига с использованием твердого топлива, такого как уголь и опилки. Однако со временем конструкция печи была адаптирована для экономии топлива.

Следующим этапом является установка и упаковка кирпичей после их обжига и последующего охлаждения. Ручная погрузка кирпича больше не осуществляется, и кирпичи обычно загружаются в автомобили автоматически. Кирпичи укладываются в ряды, а штабель закрепляется стальными лентами, а также пластиковыми полосами, которые помогают защитить углы.Затем эти кирпичи доставляются на площадку и обычно выгружаются с помощью грузовиков со стрелой.

Последним этапом производства кирпича является контроль качества. Кирпичная промышленность является очень важной отраслью, и кирпичи, которые они производят, должны обладать долговечностью и прочностью, чтобы строительные конструкции, построенные с их использованием, оставались безопасными. Он включает в себя установку контрольных пределов для конкретных процессов, таких как температура при обжиге или сушке, и отслеживание параметров, чтобы убедиться, что пределы соответствующих процессов сохраняются.Это дополнительно предотвращает появление дефектов и повышает урожайность.

Свойства хорошего кирпича

Хороший кирпич должен обладать определенными свойствами, определяющими его качество.

Хорошие кирпичи должны быть хорошо обожжены и иметь насыщенно-красный или медный цвет. Перегоревшие или недогоревшие кирпичи теряют форму и не годятся для строительства. Они должны быть одинакового размера, не быть громоздкими по краям и должны быть острыми. Они должны быть устойчивы к царапинам, быть компактными, однородными и не иметь комочков.Он должен поглощать менее 20% воды при погружении в него на 24 часа. На их поверхности не должно быть солевых отложений. Это можно определить по белым пятнам на кирпичах, и они не подходят для строительства. Почвы, которые используются при производстве кирпича, не должны содержать калия, сульфата и натрия, что может привести к выцветанию — разрушению поверхности кирпича из-за наличия вредных солей. На кирпиче не должно быть канкаре, камней и других химикатов.

Здесь, в Kidadl, мы тщательно подготовили множество интересных семейных фактов, которые понравятся всем! Если вам понравились наши предложения о том, как изготавливаются кирпичи? Тогда почему бы не взглянуть на то, как глубоко проложены линии электропередач?

Какое оборудование необходимо для производства бетонных блоков

Beyazli Group Турецкий завод предлагает ряд точно спроектированных машин для производства бетонных блоков, которые известны своей бесперебойной работой и долгим сроком службы. Эти машины разработаны нашей опытной командой инженеров в соответствии с международными промышленными стандартами. Наши машины также используются для производства широкого спектра бетонных блоков, пустотелых блоков, блоков для мощения, блокировочного кирпича.

Эти машины многофункциональны и могут использоваться для производства сотен видов бетонных блоков. Вам останется только сменить форму. (Кстати, эта операция очень функциональна. Замена пресс-формы очень проста и удобна.). Вы можете производить бетонные блоки, кирпич для городского строительства, цветной бетонный кирпич для мощения тротуаров и дорожек, квадратный кирпич, натуральный экологически чистый кирпич, комплексные блоки с утеплителем, стандартный строительный кирпич и многое другое.

 

 

Данная продукция может быть успешно использована во многих видах экономической деятельности. Широко применяется в садоводстве, мощении, гидроизоляции, при строительстве аэропортов, речных каналов, облицовке, мощении площадок, дорог, причалов, окантовке газонов, строительстве и многих других целях.

Для производства бетонных блоков используют цемент, песок, каменную пыль, крошку диаметром от 3 до 5 мм. Это самые распространенные материалы для производства всех видов бетонных блоков и кирпича.

Смешивая отдельные ингредиенты в разных пропорциях, мы можем получать различные виды блоков и кирпичей, в том числе пустотелые блоки.

Оборудование для производства строительных блоков или бетонных блоков имеет высокий уровень автоматизации, станок управляется с единого централизованного центра управления PLC. Линия работает очень надежно и стабильно, имеет компактную конструкцию, удобное обслуживание, высокую производительность и низкое энергопотребление. Все эти особенности сделали это оборудование одним из самых востребованных на мировом рынке.

 

 

НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
8 м³ ОДНООТДЕЛИТЕЛЬНЫЙ БУНКЕР Agrega (НИЖНЯЯ ВИБРАЦИЯ) КОНВЕЙЕРНАЯ ЛЕНТА (8,5 м x 0,50 м x 8 мм) (ФИКСИРОВАННАЯ)
КОНВЕЙЕРНАЯ ЛЕНТА (8,5 м x 0,50 м x 8 мм) (ФИКСИРОВАННАЯ) ЧАШЕЧНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ 0,25 м³ (НИЖНЯЯ ТРАНСМИССИЯ – ИЗНОС ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА)
ПЛАТФОРМА ОПЕРАТОРА СМЕСИТЕЛЯ 4/12 ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ БЛОК
КОНВЕЙЕРНАЯ ЛЕНТА ( 7. 5 м x 0,50 м x 8 мм) (ФИКСИРОВАННЫЙ) МАШИНА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ БЛОКОВ PRS 400 ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ (ОДИН БУНКЕР)
ПЛАТФОРМА ОПЕРАТОРА СТАНКА 4/12 ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ МАШИНА ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ БЛОК
4/12 ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ МАШИНА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ БЛОК КОНВЕЙЕР ВЫПУСКА ПРОДУКТА (РОЛИКОВАЯ СИСТЕМА)

 

Общий процесс производства бетонных блоков выглядит следующим образом:

  • Смеситель загружает цемент, песок, каменную крошку специальным загрузчиком
  • Эта смесь попадает на конвейерную ленту
  • А потом прямо на станок по производству блоков.Он формирует и перемещает блоки
  • После этого готовые влажные продукты поступают на элеватор
  • А готовая продукция транспортируется на склад

 

Вы также можете посетить наш канал на YouTube для просмотра видео.

Строительные блоки прогнозирования добычи — PetroWiki

Строительные блоки

На рис. 1 показаны структурные элементы прогноза добычи, которые далее обсуждаются в этом документе.

INSERT Рис. 1 Строительные блоки прогноза (ожидает утверждения разрешения)

Углеводородный резервуар

Ключевыми характеристиками коллектора являются остаточные объемы углеводородов, структура, архитектура, фазовые контакты, свойства пород и флюидов, связность песка, неоднородность, разломы, гидроразрывы, приводной механизм и поддержка давлением водоносного горизонта, чтобы определить будущую способность месторождения обеспечивать добычу.

Производительность скважин

Характеристики притока и подъема НКТ эксплуатационных трубопроводов влияют на поверхностные дебиты скважин и их ожидаемое снижение.Ключевыми аспектами, которые следует учитывать, являются конструкция скважины, эффективность заканчивания, кривые подъема, ухудшение состояния, добыча песка, целостность скважины, возможность образования конусов/выступов, загрузка жидкостью, помехи и наличие механизированной добычи, а в случае нагнетания, независимо от того, выполняется ли это выше или ниже давления распространения трещины.

Стратегия развития и темпы развития

Будущие профили добычи и конечное извлечение из месторождения зависят от предусмотренного плана разработки с точки зрения количества, типа (например,например, горизонтальные или интеллектуальные скважины), плотность и фазировка скважин, политика управления пластом, сроки проекта, процесс вытеснения, пригодность улучшенных методов добычи и объемы закачки. Важным допущением в прогнозе любого нового или поэтапного проекта является то, насколько быстро эти разработки могут быть выполнены, поэтому допущения о первой дате добычи нефти и допущении о выходе на проектную мощность являются важным компонентом любого прогноза нового проекта.

Наземные сооружения

Компоновка, размер, расчетный диапазон, эксплуатационная политика, срок службы и минимальное поверхностное давление будут ограничивать пропускную способность сети объекта (например, трубопроводов, линий сепараторов, компрессоров).Эти ограничения могут меняться в течение срока службы месторождения.

Доступность производственной системы

Доступность производственной системы определяется плановым и внеплановым обслуживанием и отсрочками на основе краткосрочного и среднесрочного планирования и калибруется с использованием исторической статистики доступности и прогнозируемых уровней эксплуатационных расходов.

Коммерческие и экономические ограничения

К ним относятся договорные обязательства (лимиты отбора, коэффициенты нагрузки, политика истощения, спецификации продажи углеводородов), экономические критерии (условия ликвидации) и экологические ограничения (H 2 S, ртуть, оседание).

Ссылки

Примечательные статьи в OnePetro

Заслуживающие внимания книги

Общество инженеров-нефтяников (США). 2011. Прогнозирование добычи. Ричардсон, Техас: Общество инженеров-нефтяников. Книжный магазин WorldCat или SPE

Внешние ссылки

Прогноз добычи и оценка запасов нетрадиционных ресурсов. Общество инженеров-нефтяников. http://www.spe.org/training/courses/FPE.php

Прогноз добычи и оценка запасов нетрадиционных ресурсов.Общество инженеров-нефтяников. http://www.spe.org/training/courses/FPE1.php

См. также

Глоссарий по прогнозированию производства

Агрегация прогнозов

Борьба с существующими препятствиями для улучшения прогнозов

Коммерческие и экономические допущения при прогнозировании добычи

Контролируемые и неконтролируемые факторы прогноза

Дисконтирование и риск при прогнозировании производства

Документация и отчетность при прогнозировании производства

Эмпирические методы в прогнозировании производства

Создание исходных данных для прогнозирования производства

Интегрированное моделирование активов в прогнозировании производства

Долгосрочный и краткосрочный прогноз производства

Оглядываться назад и проверять прогнозы

Модели материального баланса в прогнозировании производства

Вероятностные стихи детерминированные в прогнозировании производства

Планирование деятельности по прогнозированию производства

Аналоговые методы прогнозирования добычи

Структурные блоки прогнозирования производства

Анализ кривой спада прогнозирования добычи

Прогнозирование добычи

Блок-схема прогнозирования производства

Часто задаваемые вопросы и примеры прогнозирования производства

Прогнозирование производства на финансовых рынках

Принципы прогнозирования добычи и определение

Цель производственного прогнозирования

Ограничения системы прогнозирования добычи

Обеспечение качества прогноза

Гидродинамические модели в прогнозировании добычи

Виды анализа снижения при прогнозировании добычи

Анализ неопределенностей при составлении прогноза производства

Диапазон неопределенности в прогнозировании производства

Использование нескольких методологий в прогнозировании производства

Категория

Производство материалов, характеристика, проектирование, строительство и воздействие на окружающую среду

Реферат

Интерес строительной отрасли к активируемым щелочью материалам возрос до такой степени, что эти материалы признаны альтернативой обычным материалам на основе портландцемента в стремление к устойчивому строительству. В данной статье представлено проектирование и строительство прототипа экологичного дома из бетонных блоков, произведенных по технологии щелочной активации или геополимеризации. Прототип соответствует требованиям действующих колумбийских правил для сейсмостойких зданий (NSR-10) и включает стандарты, касающиеся характеристик материалов, конструкции и методов строительства для сейсмостойкой ограниченной кладки одно- или двухэтажных зданий. Активированные щелочью блоки были получены из различных прекурсоров (алюмосиликатов), в том числе природного вулканического пуццолана, молотого гранулированного доменного шлака, золы-уноса, отходов строительства и сноса (бетон, керамика, кирпич, раствор), отходов красного глиняного кирпича.Физико-механические характеристики блоков, активированных щелочью, позволили классифицировать их в соответствии со структурными характеристиками колумбийского технического стандарта NTC 4026 (эквивалентного ASTM C90). Потенциал глобального потепления (ПГП) или «углеродный след», связанный с сырьем блоков, активированных щелочью, был ниже (25,4–54,7%), чем у эталонных блоков (обычных бетонных блоков на портландцементе). Эти результаты демонстрируют потенциал щелочеактивированных материалов для применения в строительстве экологически чистых домов.

Ключевые слова: активируемый щелочью материал, геополимер, бетонный блок, кирпич, экологически чистый дом, устойчивое строительство, переработка отходов сектор; этот сектор входит в число основных участников глобальных индексов загрязнения. Эта проблема была обозначена в рамках «17 целей в области устойчивого развития» «Повестки дня в области устойчивого развития на период до 2030 года Генеральной Ассамблеи ООН».По данным Организации Объединенных Наций (ООН), стремительная урбанизация, вызванная экспоненциальным ростом населения, приведет к 60-процентному увеличению спроса на жилье к 2030 году, в результате чего города станут источниками 75 % глобальных выбросов углерода в мире. Аналогичным образом, по оценкам, к 2050 году для поддержания нынешнего образа жизни необходимо увеличение природных ресурсов, эквивалентное почти трем планетам. По этим и другим причинам был предложен подход и срочная реализация модели под названием «устойчивые города» странами-членами ООН [1].Эта модель предлагает устойчивое потребление и производство, стремясь отделить экономический рост от ухудшения состояния окружающей среды, повысить эффективность использования ресурсов, сократить добычу сырья и окончательную утилизацию образующихся отходов (подход «ноль отходов»), а также перейти к зеленому (циркулярная) экономика с низким уровнем выбросов углерода [2].

В последние десятилетия технология щелочной активации или геополимеризации привлекла внимание научного и строительного секторов, в основном из-за возможности альтернативы обычным материалам на основе портландцемента (OPC) с более низким «углеродным следом» или глобальным потенциал нагревания (GWP) и с превосходными механическими характеристиками и долговечностью [3,4,5,6], при этом анализ жизненного цикла (LCA) вновь приобретает значение [7,8,9].Кроме того, активируемая щелочью технология облегчает использование различных промышленных отходов или побочных продуктов, таких как алюмосиликатные материалы, при получении активируемых щелочью материалов и геополимеров. Эти материалы получают при относительно низкотемпературном (25–100 °С) физико-химическом взаимодействии алюмосиликатов (прекурсоров) с сильнощелочными растворами (щелочными активаторами), в результате которого выпадают в осадок продукты реакции: гели гидрата алюмосиликата натрия (НАСГ) (бедные кальцием) и/или «гибридные» гели C-(N)-ASH (богатые кальцием) с превосходными цементирующими и связующими характеристиками.Эти активированные щелочью материалы можно использовать в различных продуктах, таких как строительные растворы, бетон и строительные элементы (сборные), такие как кирпичи и бетонные блоки [10,11].

Использование активированных щелочью материалов в производстве кладочных блоков и кирпичей было подтверждено несколькими авторами, например, в обзорах Gavali et al. [12] и Дераман и соавт. [13], при этом летучая зола (FA) [14,15,16] является наиболее распространенным первичным прекурсором в этих исследованиях. Действительно, Ариоз и др. [17] изготовили геополимерные кирпичи с прочностью на сжатие от 5 до 60 МПа путем щелочной активации (NaOH + Na 2 SiO 3 ) FA путем оптимизации процесса термоотверждения при 60 °C в течение 24 часов. Гавали и Ралегаонкар [18] сообщили о получении полнотелого кирпича путем щелочной активации (NaOH + Na 2 SiO 3 ) смеси, состоящей из 80 % золы рисовой шелухи и 20 % FA, с каменной пылью в качестве наполнителя ( соотношения прекурсор/наполнитель 1:1, 1:2 и 1:3 (по массе)). Кирпичи достигли прочности на сжатие (28 дней) от 5 до 15 МПа и значения поглощения от 6 до 14%. В дополнительном исследовании Гавали и Ралегаонкар [19] предложили проект экодома из этих кирпичей, активированных щелочью.Однако о ходе их строительства не сообщается. Хьюн и др. [20] и Hwang и Huynh [21] подчеркнули возможность замены FA на золу рисовой шелухи (10–50%) в блоках, активированных щелочью (NaOH), сообщив об оптимальной степени замены 10%, что согласуется с опубликованными результатами. Маулана и др. [22]. Пойно и др. [23] смогли получить активированные щелочью кирпичи (NaOH) из смеси, состоящей из 70 % ЖК, 20 % глины и 10 % гашеной извести (в качестве источника кальция) с прочностью от 11 до 15 МПа за 28 дней. Венугопал и др. [24] изготовили щелочеактивированные кирпичи (полнотелые и пустотелые) из смеси ТВС (80 %) и гранулированного доменного шлака (ГШШ) (20 %) (в качестве источника кальция). В этих смесях в качестве щелочных активаторов и мелких заполнителей использовали NaOH и Na 2 SiO 3 при соотношении ФК–ГБФС/песок 1:1 (по массе). Физико-механические характеристики кирпичей показали прочность на сжатие от 5 (3 дня) до 25 (28 дней) МПа и значения поглощения (28 дней) от 8.2 и 9,1%. Мохаммед и др. [25] сообщается о производстве геополимерных пустотелых кирпичей на основе активации ФК смесями NaOH и Na 2 SiO 3 и резиновой крошки в качестве заполнителей (соотношение ФК/каучук 1:1 (по массе)), достигая прочность на сжатие (28 дней) 3,98 МПа и коэффициент поглощения 25,2%.

Другим побочным продуктом, используемым в качестве основного предшественника или источника кальция (добавка) при производстве активированных щелочью кирпичей или блоков, является GBFS. Действительно, Рен и др.В [26] сообщается о синтезе и физико-механических характеристиках щелочеактивированных блоков (NaOH + Na 2 SiO 3 ) на основе ГБФС с частичным замещением отработанного бетонного порошка (20, 40 и 60 % по массе). и переработанный мелкий заполнитель (0, 25, 50, 75 и 100 мас.%). Результаты по прочности на сжатие показали значения от 15 до 60 МПа в зависимости от содержания бетонного порошка и переработанного мелкого заполнителя со значениями поглощения от 13 до 25%.Ахмари и Чжан [27, 28, 29] продемонстрировали потенциал использования хвостов медных рудников в производстве активированных щелочью кирпичей (NaOH) с прочностью на сжатие до 15 МПа и значениями поглощения ниже 5%, которые были достигнуты за счет оптимизации давление прессования и температура отверждения. Чен и др. [30] использовали зольный остаток от сжигания в циркулирующем кипящем слое в качестве предшественника активированных щелочью геополимерных кирпичей с растворами NaOH и Na 2 SiO 3 , достигая значения прочности на сжатие 16. 1 и 21,9 МПа на 7 и 28 сутки твердения соответственно.

Все эти результаты демонстрируют с технологической и физико-механической точек зрения возможность использования технологии щелочной активации при производстве активированных щелочью кирпичей или блоков. Что касается потенциала снижения «углеродного следа» (воздействия на окружающую среду), связанного с этим приложением, некоторые авторы сообщили об обнадеживающих результатах. Апитаньясай и др. [31] оценили возможность использования смесей отвального формовочного песка, ТВС и шлака электродуговой печи в пропорциях 70:30:0, 60:30:10, 50:30:20 и 40:30:30 % ( по массе) в качестве прекурсоров геополимерных кирпичей, активированных растворами NaOH и Na 2 SiO 3 .Оптимальная смесь, соответствующая соотношению 40:30:30, дала прочность на сжатие 25,8 МПа. Авторы подчеркнули, что этот активированный щелочью кирпич оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем бетонные блоки OPC. Точно так же Дамен и соавт. [32] выполнили ОЖЦ на блоках на основе щелочной активации (NaOH + Na 2 SiO 3 ) каолинитовых глин, показав, что этот тип блоков имеет углеродный след (ПГП) 1,03 кг∙CO 2 ∙ экв/блок, что на 41,5% более экологично, чем у бетонного блока OPC (1.76 кг∙CO 2 ∙экв/блок).

Эта статья является дополнением к растущему числу публикаций, связанных с разработкой активируемых щелочью материалов, в которых подчеркивается потенциал их применения в производстве экологически чистых конструкционных кладочных блоков, подходящих для строительства одно- и двухэтажных зданий, отвечающих требованиям все спецификации структурной и сейсмостойкости. В качестве сырья использовались различные виды прекурсоров (алюмосиликатов), такие как ФА, ГБФС, природный пуццолан (НП), отходы строительства и сноса (отходы бетона, керамики, растворов, кирпича) (КДВ), обожженная красная глина. кирпичные отходы (шамот) (ОКБ).Кроме того, использовались переработанные заполнители (мелкие и крупные) из CDW. Это исследование имеет продолжение с несколькими исследованиями [33,34,35,36,37,38,39], ранее разработанными Группой композитных материалов Университета дель Валле (Калифорния, Колумбия) в области щелочной активации и геополимеризации [40]. ]. В этих предыдущих исследованиях определяли содержание щелочного активатора (NaOH + SS + вода) и прекурсоров (NP–GBFS; FA; CDW; RCBW) каждой геополимерной смеси.

Эта статья включает в себя (а) выбор и характеристику сырья, (б) производство и физико-механическую характеристику активированных щелочью блоков, (в) архитектурно-структурный проект и строительство прототипа экодома, и (d) оценка воздействия на окружающую среду (углеродный след), связанного с материалами и транспортировкой сырья, используемого в производстве активированных щелочью блоков.Следует отметить, что до этой публикации не было сообщений о строительстве домов из щелочеактивированных или геополимерных блоков. Целью данной работы было продемонстрировать возможности применения щелочеактивированных материалов в производстве блоков для строительства экологически устойчивого жилья, отвечающих всем физико-механическим характеристикам, установленным техническими нормами и строительными нормами, гарантирующими их конструктивные характеристики. и сейсмостойкость (или сейсмостойкость) в Колумбии.Кроме того, прототип экодома представляет собой интересный и перспективный объект будущих исследований, которые будут связаны с тепловыми измерениями (комфорт) и долговечностью.

2. Материалы и методы

2.1. Сырье

Прекурсоры (алюмосиликаты), использованные для производства активированных щелочью блоков, из которых был построен прототип экодома, включали: (1) природный пуццолан (NP), (2) зольную пыль (FA), (3) отходы строительства и сноса (CDW) и (4) отходы красного глиняного кирпича (RCBW).НП соответствует пуццолану вулканического происхождения из центральной части Колумбии. ТВС был получен от кирпичной компании в регионе (побочный продукт сжигания угля). КДВ состоял из смеси (по 25 % массы каждого из отходов) отходов бетона, керамики (красной и белой), строительного раствора и кирпича, собранных на полигоне окончательной утилизации города Кали (Колумбия). RCBW соответствует образцу «шамота» (побочный продукт промышленного производства кирпича) на заводе по производству глиняного кирпича в регионе.

Для ускорения отверждения при комнатной температуре (25 °C) блоков, активированных щелочью, использовались добавки материалов, богатых кальцием; в случае НП добавлялось 30 % гранулированного доменного шлака (ГШШ) по отношению к весу НП. GBFS соответствует побочному продукту сталелитейной промышленности. В случае FA, CDW и RCBW добавляли 10% портландцемента (OPC) по отношению к весу прекурсора. В сравнительных целях OPC также использовался для производства эталонных бетонных блоков.представлен химический состав используемого сырья. Химический состав определяли методом рентгенофлуоресценции (РФА) на спектрометре Phillips PANalytical MagiX PRO PW 2440 (Tollerton, Великобритания) с родиевой трубкой, максимальная мощность которой составляет 4 кВт. Выделена алюмосиликатная природа (SiO 2 + Al 2 O 3 = 58–86 %) прекурсоров NP, FA, CDW и RCBW, а также высокое содержание CaO в ГБФС (40,3 %). и ОПЦ (62,3%). Прекурсоры подвергали процессам дробления и измельчения до получения размера частиц, близкого к размеру ФОС (21. 6 мкм). Действительно, средние размеры частиц NP, GBFS, FA, CDW и RCBW составили 20,6, 26,4, 24,9, 92,1 и 24,2 мкм соответственно; этот анализ был выполнен с помощью лазерной гранулометрии с использованием Mastersizer-2000 (оборудование Malvern Instruments, Malvern, UK). Плотность частиц этих порошков колеблется от 2396 до 2918 кг/м 3 . OPC сообщил о более высоком значении плотности (3121 кг/м 3 ).

Таблица 1

Химический состав (XRF) сырья (отходы строительства и сноса (CDW) и портландцемент обычный (OPC)).

3 3 2 3 2 O 3 8 3 8
Материал SIO 2 CAO 8 Na 2 O MgO 8 K 2 O Loi SiO 8 / AL 2 O 3 O 3
Молярное соотношение
Размер частиц
(мкМ)
Плотность (кг / м 3 )
NP 62. 0 15,5 7,3 5,2 4,1 2,5 1,6 0,5 6,8 20,6 2780
GBFS 37,7 15,7 1,8 40,3 0. 2 1.3 0,4 4.1 2918 264 2918
FA 59,0 59,0 23.9 5.9 0. 74 0.2 0,3 1,2 6,3 4,2 24,9 2396
КДВ 47,6 11,2 5,9 21,2 0,6 1,1 1,1 9,1 7. 2 92.1 92.1 2690
RCBW 65.9 65.9 65.9 9.1 9.1 9.1 0,7 0.4 0,9 5. 6 24,2 2560
OPC- 17,9 3,9 4,8 62,3 0,2 1,8 0,3 4,1 21,6 3121

Для щелочной активации прекурсоров используют смеси гидроксида натрия (NaOH) и силиката натрия (SS) или «жидкое стекло» (Na 2 SiO 3 : SiO 2 = 32,09%, Na 2 O = 11 . 92%, H 2 O = 55,99%). Оптимальную дозировку NaOH и SS, установленную для каждой смеси, растворяли в воде затворения, получая «щелочной раствор активатора».

Для производства щелочеактивированных блоков использовались мелкие и крупные заполнители природного и вторичного происхождения. Вторичные заполнители были получены из дробления отходов строительства и сноса. Крупный вторичный заполнитель (КРА) был получен путем дробления (25,4 мм) бетонных отходов. Для производства тонкого вторичного заполнителя (FRA) керамические отходы (белые и красные) и отходы строительного раствора измельчались.Крупный природный заполнитель (CNA) соответствует измельченному кремнистому гравию (максимальный размер = 25,4 мм), а мелкий природный заполнитель (FNA) — кремнистому песку, добытому из реки в регионе (Кали, Колумбия). Основные характеристики агрегатов можно наблюдать в .

Таблица 2

Характеристики заполнителей (натуральных и переработанных), используемых при производстве блоков.

0
Характеристики стандарт FNA FRA CNA CRA CRA
Плотность (кг / м 3 ) ASTM C127 [42] 2580 2029 2540 2326
Поглощение (%) ASTM C128 [43] 1. 9 12.1 12.1 2.0 9.2 9.2
единичный вес (кг / м 3 ) ASTM C29 [44] 1630 1240 1470 1211
mm) ASTM C136 [45] N / A 25. 4 25.4 25.4 25.4
Модуль тонкости 2.6 3.0 N / A
Устойчивость к деградации,% ASTM C131 [46] Н/Д 16.4 33,6

Выделен самый высокий процент поглощения вторичного заполнителя (CRA = 9,2% и FRA = 12,1%), связанный с их более низкой плотностью по сравнению с природным заполнителем (CNA = 2% и FNA = 1,9%). CRA сообщил о стойкости к деградации при истирании и ударе в машине Лос-Анджелеса на уровне 33,6%, что выше, чем 16,4%, о которых сообщает CNA. В целом заполнители соответствуют спецификациям, установленным в стандарте ASTM C33 [41] для производства растворно-бетонных смесей.

2.2. Методология

представляет собой графическое изложение методологии, используемой в этом исследовании, которое включает выполнение четырех стадий или фаз: (1) отбор, характеристика и обработка сырья, (2) производство и характеристика щелочи. -активированные блоки, (3) проектирование и строительство прототипа экодома и (4) анализ воздействия на окружающую среду (углеродный след).

Схема методологии, использованной в данном исследовании.

Из сырья, описанного в разделе 2.1, производили эталонные блоки (на основе 100% ОПЦ) и блоки, активированные щелочью (НП–ГБФС, ФА, КДВ и РКДВ), с использованием процессов щелочной активации или геополимеризации. В каждом случае прекурсоры (NP, FA, CDW и RCBW) смешивали всухую с добавками кальция (GBFS и OPC) и механически гомогенизировали в горизонтальном смесителе (планетарный смеситель CreteAngle, Ferring, UK). Затем к смеси добавляли щелочной активатор (NaOH + SS + вода для затворения), получая пасту, активированную щелочью.Как только паста была получена, в нее были включены заполнители (мелкие и крупные), предварительно гомогенизированные и предварительно насыщенные. Для получения эталонных блоков (100% ОПЦ) использовали традиционный метод смешивания сухой гомогенизации ОПЦ и заполнителей (мелких и крупных) перед введением воды затворения. Общее время перемешивания составляло 10 мин. Смеси заливали в формы с 10 прямоугольными полостями и подвергали ручному уплотнению (три слоя) и механической вибрации (30 с) для удаления воздуха, естественно попавшего в смесь.Перед твердением применялась отделка поверхности смесей. Формы закрывали полиэтиленовой пленкой на первые 24 ч и выдерживали при комнатной температуре (25 °С). Затем их извлекли из формы и выдержали в камере для отверждения при температуре 25°C и относительной влажности выше 80% в течение 28 дней.

Смеси были механически охарактеризованы испытаниями на прочность при сжатии через 7 и 28 дней отверждения. Прочность смесей на сжатие оценивали по методике, описанной в стандарте ASTM C39 [47], с использованием стандарта 76.Цилиндры диаметром 2 мм. После производства активированных щелочью блоков они также были физико-механически охарактеризованы в соответствии с требованиями, установленными Колумбийским техническим стандартом (NTC) 4026 [48] (эквивалентен стандарту ASTM C90 [49]), что позволило их классифицировать. согласно производительности. Испытания характеристик проводились в возрасте 28 дней отверждения и включали определение прочности на сжатие, модуля разрыва при изгибе, а также плотности, поглощения и пористости.Механические испытания проводились на гидравлическом прессе ELE International с усилием 1000 кН. Результаты физико-механических испытаний соответствуют среднему значению трех образцов.

Дизайн и конструкция прототипа экодома были изготовлены из активированных щелочью блоков в соответствии со спецификациями, установленными в Колумбийских правилах строительства сейсмостойких конструкций (NSR-10) [50], включая стандарты, касающиеся характеристик материалов, проектирование и способ возведения одно- и двухэтажных сейсмостойких зданий из монолитной каменной кладки.

Чтобы определить экологическую устойчивость прототипа экодома, потенциал глобального потепления (GWP) или «углеродный след», связанный со смесями, используемыми для производства блоков, активированных щелочью (NP–GBFS, FA, CDW , и RCBW) рассчитывали и сравнивали с указанными для эталонных блоков на основе 100% OPC. LCA в соответствии с ISO 14040 [51] включает: (1) определение цели и объема, (2) инвентаризационный анализ, (3) анализ воздействия и (4) интерпретацию.В настоящем исследовании граница системы для сравнения различных смесей была «от колыбели до ворот»; поэтому процессы смешивания, формования и отверждения были исключены, учитывая их идентичность во всех образцах.

3. Результаты и анализ

3.1. Механическая характеристика смесей

показывает пропорции смесей для каждого типа блоков, включая активированные щелочью блоки (NP-GBFS, FA, CDW и RCBW) и эталонные блоки на основе 100% OPC.Расчеты этих смесей были основаны на методологии «абсолютного объема», предложенной ACI 211. 1 [52]. В случае смесей, активированных щелочью, содержание щелочного активатора (NaOH + SS + вода) и прекурсоров было выбрано на основе предыдущих исследований (NP–GBFS [33,53]; FA [34]; CDW [38]. ; RCBW [37,54]).

Таблица 3

Доля смесей (кг/м 3 ), используемых для производства блоков.

Материал
Типы смесей
NP-GBFS FA RCWW RCBW OPC
NP 280. 0
GBFS 120,0
FA 360,0
CDW 450,0
RCBW 450,0
OPC 40. 0 50,0 50,0 400,0
NaOH 29,3 20,2 44,4 32,0
Na 2 SiO 3 116,6 207,8 131.0 2000
103 103 603 60. 8 151.2 00.0 260,0 26016
FNA 761.6 722,6 1000,0 707,8
FRA 604,8
CNA 930,9 883,2 865. 1
CRA 604.8
Всего (кг / м 3 ) 2341.4 2294.6 2036.2 1832.0 2232. 8

показана прочность на сжатие (7 и 28 дней), достигнутая активированным щелочью (NP-GBFS, FA%OPC, CDW и RCBW0) и эталоном (10000) смеси. Значения прочности на сжатие, указанные для смесей NP–GBFS, FA, CDW и RCBW через 28 дней отверждения, составили 34,3, 21,6, 33,9 и 15,7 МПа соответственно по сравнению с 28,7 МПа, достигнутыми эталонной смесью на основе 100% ОПЦ. Отмечена высокая прочность (33,9 МПа) смеси КДВ с учетом того, что как вяжущее (90 %), так и заполнители (100 %) (мелкие и крупные) соответствовали КДВ.В целом смеси, активированные щелочью, продемонстрировали более высокий прирост прочности, чем смесь OPC между 7 и 28 днями, сообщая о 51,1% (NP-GBFS), 91,2% (FA), 101,8% (CDW) и 45,4% (RCBW). по сравнению с 34,1% для смеси OPC. Этот вывод подчеркивает важное технологическое преимущество этих материалов; было показано, что прочность материалов, активированных щелочью, со временем увеличивается [3,55] без строгих процессов влажного отверждения или погружения в воду, которые проходят материалы на основе OPC (гидравлические) для достижения такого поведения [56].

Прочность смесей на сжатие (7 и 28 суток) (условия отверждения: 25 °С, относительная влажность 80 %).

NSR-10 [50] устанавливает, в соответствии с ACI 318 [57], что минимальная прочность на сжатие, начиная с которой смесь считается пригодной для использования в элементах бетонных конструкций, составляет 17,5 МПа через 28 дней, значение, которое соответствует трем из оцениваемые смеси. Однако в случае сборных элементов, таких как монолитные бетонные блоки, стандарт NTC 4026 [48] (эквивалентный стандарту ASTM C90 [49]) классифицирует эти продукты на основе их веса и уровня прочности и поглощения, как обсуждалось. в разделе 3.3.

3.2. Производство блоков, активированных щелочью,

представляет процесс производства блоков, активированных щелочью, основанный на пропорциях смешивания, определенных в .

Процесс производства блоков.

Полученные монолитные бетонные блоки соответствуют прямоугольным блокам длиной 20 см, шириной 10 см и толщиной (высотой) 8 см, как показано на рис. При строительстве прототипа экодома было использовано в общей сложности 964 сборных единицы, разделенных следующим образом: 67 единиц NP-GBFS, 173 единицы FA, 140 единиц CDW, 255 единиц RCBW и 329 единиц OPC (эталон). .В разделе 3.4 тип блока для каждой стены определяется в соответствии с архитектурным проектом и конструктивным чертежом прототипа экодома.

Блоки производимые: щелочеактивированные (природный пуццолан-гранулированный доменный шлак (НП-ГШШ), зола-уноса (ЗС), отходы строительства и сноса (ОТС), отходы красного глиняного кирпича (ОТКК)) и эталонные (ОПК) .

3.3. Физико-механическая характеристика щелочноактивированных блоков

перечисляет классификацию и требования к прочности на сжатие и водопоглощению (в зависимости от веса) бетонных блоков для конструкционной кладки в соответствии со стандартом NTC 4026 [48] (эквивалентен ASTM C90). [49]), и спецификациями, установленными NSR-10 [50] для использования при строительстве сейсмостойких одно- или двухэтажных домов в Колумбии. представлены результаты физико-механических характеристик щелочеактивированных (НП–ГБФС, ФА, КДВ и РХБВ) и эталонных (ОПК) блоков.

Таблица 4

Требования к прочности на сжатие и водопоглощению, а также классификация по массе строительных бетонных блоков в соответствии с NTC 4026 [48] (эквивалентно ASTM C90 [49]) и NSR-10 [50], заголовок E.

Класс
Класс Минимальный
Прочность на компрессию
(28 дней)
Максимальное поглощение воды (%)
в зависимости от веса (плотность) (кг / м 3 )
Низкий вес
(<1680 KG / M 3 )
Средний вес
(1680-2000 кг / м 3 )
Нормальный вес
(≥2000 кг / м 3 )
Высокий 13 13 13 15 12 12 9 9 9 9
Низкий 8 18 18 15 15 12

Таблица 5

Характеристики и свойства произведенных блоков (Alkali Activied и OPC).

1 OPC
Свойства
(28 дней)
Тип блока 9016
OPC
NP-GBFS FA CDW RCBW
Прочность на компрессию (MPA) 31.4 23.9 23.9 26. 1 17.0 17.0 22.7 22.7
Модуль разрыва (MPA) 4,8 4,6 3.6 1.5 5,2
Плотность (кг / м 3 ) 1902,2 2295,2 1925,8 1535,8 2084,5
Поглощение (%) 8,3 7,5 14,4 11,2 10,6
Пористость (%) 15,6 17,2 27,7 17,2 22,2
Структурный блок-класс высокий высокий Низкая Высокая низкий

В случае блоков NP–GBFS () прочность на сжатие составила 31. 4 МПа, что превышает минимальную прочность (13 МПа), установленную НТЦ 4026 [48] для блоков, отнесенных к категории «высокопрочный конструкционный» кладочный бетон, на 141 %. Максимальное поглощение, допустимое для этой классификации, с учетом плотности блоков НП–ГБФС (1902 кг/м 3 ) составляет 12 % (). показывает, что водопоглощение, указанное блоком NP-GBFS, составило 8,3%. Пористость и модуль разрушения (прочность на изгиб) блока НП–ГБФС составили 15,6 % и 4,8 МПа соответственно.

Блоки FA () показали прочность на сжатие 23.9 МПа, что на 84 % превышает минимальную прочность (13 МПа), установленную стандартом NTC 4026 [48] для блоков, отнесенных к категории «высокопрочные конструкционные» (). Величина поглощения составила 7,5%, что находится в диапазоне (<9%) данной классификации с учетом плотности блока (2295 кг/м 3 ). Аналогичным образом блоки ТВС достигли значений пористости и модуля прочности при изгибе 17,2% и 4,6 МПа соответственно. Если сравнить эти результаты с данными других авторов для активированных щелочью блоков на основе ФК (см. раздел «Введение»), то окажется, что в целом результаты удовлетворительные.Например, прочность на сжатие блоков FA (23,9 МПа) превосходит результаты, полученные Poinot et al. [23] (11–15 МПа) и Venugopal et al. [24] (5–25 МПа).

Отметим, что для блоков CDW (), хотя их прочность на сжатие (26,1 МПа) была на 101 % выше минимального предела (13 МПа), установленного стандартом NTC 4026 [48] для классификации «высокопрочного конструкционного ” их водопоглощение (14,4 %) превышало максимально допустимое значение (12 %) для блоков средней массы (плотность 1926 кг/м 3 ).Тем не менее, блоки CDW могут быть классифицированы как «конструкционные блоки низкой прочности», поскольку максимально допустимое значение поглощения для этой классификации составляет 15% (). Пористость и модуль разрушения (прочность при изгибе) блоков ВДВ составили 27,7 % и 3,6 МПа соответственно. Высокие значения пористости и, следовательно, абсорбции, отмеченные для блоков CDW, могут быть связаны с наличием FRA и CRA [38], поскольку, как упоминалось выше (), эта смесь содержала 100% переработанный заполнитель в качестве заменителя природный заполнитель (FNA и CNA). В согласии с этими результатами Ren et al. [26] сообщили о прямой зависимости между содержанием переработанных заполнителей (0–100% AFR) и процентом поглощения (13–25%) блоков на основе GFBS. Таким образом, блок CDW предлагается в качестве альтернативного материала для строительного сектора Колумбии, использование которого могло бы соответствовать требованиям, установленным Министерством окружающей среды и устойчивого развития (Резолюция 0472 от 2017 г. [58]), требующим от строительных компаний использовать до 30% вторсырья по отношению к общему весу материалов, востребованных строительными и гражданскими объектами, независимо от их характера и/или вида.

В отношении блоков RCBW () сообщалось о прочности на сжатие 17,0 МПа, что на 31% выше, чем минимальная прочность (13 МПа), требуемая NTC 4026 [48] для «высокопрочной конструкционной» классификации блоков. Максимально допустимое водопоглощение для данной классификации с учетом веса блока (плотность 1536 кг/м 3 ) составляет 15% (). Водопоглощение для блоков RCBW составило 11,2%. Пористость и модуль разрыва (прочность на изгиб) составили 17,2% и 1.5 МПа соответственно.

Согласно спецификациям, установленным стандартом NTC 4026 [48] (), эталонный блок (OPC) относится к категории «конструкционных блоков низкого класса». В этом смысле подчеркивается, что активированные щелочью блоки на основе NP-GBFS, FA и RCBW достигли более высокой классификации (высокопрочной конструкции), чем блоки OPC.

Результаты физико-механических характеристик блоков демонстрируют возможность применения щелочеактивированных материалов в производстве сборных элементов, пригодных для использования в строительной сфере.

3.4. Проект прототипа экодома

Целью этого этапа было проверить потенциал использования этих различных альтернативных материалов, применяя те же методы строительства и с теми же требованиями к характеристикам традиционных материалов, принимая во внимание, что строительство экодома -дом из блоков, активированных щелочью, до этой статьи не сообщалось. Поэтому архитектурно-конструктивный проект прототипа экодома () был разработан в соответствии с требованиями НСР-10 [50] для одно-двухэтажных сейсмостойких домов.

Архитектурный проект (виртуальное моделирование) прототипа экодома: ( a ) вид спереди и ( b ) вид сзади.

Прототип жилья имел помещения, представляющие основную комнату, объединенную с ванной комнатой, кухней и гостиной, с застроенной площадью 8,36 м 2 . Свободная высота прототипа экодома задавалась равной 1,3 м в самой высокой точке (коньке). Окна были размещены в передней и задней части дома с учетом вентиляции и освещения, что гарантировало тепловой комфорт и использование естественного света внутри дома.Конструкция крыши представляла собой «щипцовую» крышу с уклоном 29% и 24% для облегчения сбора и использования воды. Вокруг дома была спроектирована площадка, выступающая на 50 см от каждой стены. показаны передний фасад (а) и задний (б) вид экодома согласно архитектурному проекту. В №

представлен конструктивный чертеж (в масштабе 1:50) прототипа экодома, на котором указаны типы блоков, используемых при возведении каждой замкнутой каменной стены, и их размеры. Обратите внимание, что для будущих сравнительных целей (т.г., при тепловых измерениях, долговременных и долговечных изменениях) некоторые стены (ось 4 # B–C, ось 5 # C, ось C # 4–5 и ось 6 # A–E на конструктивном чертеже) были построенный с эталонными блоками (OPC).

Структурный план прототипа экодома (масштаб 1:50) (расстояния в м) и определение типа блока на стену.

Эко-дом был разработан на основе системы сейсмостойкости, способной гарантировать адекватную реакцию на вертикальные и горизонтальные нагрузки. Фундаментная система была спроектирована так, чтобы гарантировать целостную и сбалансированную передачу нагрузки от конструкции на землю, при этом система была достаточно жесткой, чтобы избежать дифференциальной осадки.Фундамент состоял из сетчатой ​​системы неразрезных бетонных балок OPC размером 25 × 25 см 2 . Продольная арматура состояла из четырех гофрированных стальных стержней (арматуры) диаметром 12,7 мм, армированных хомутами диаметром 9,5 мм, расположенными на расстоянии 15 см друг от друга. Минимальное покрытие бетона было установлено на уровне 50 мм. Фундамент был залит на армированном слое толщиной 60 мм. Балка бетонного пола соответствовала прямоугольным бетонным балкам OPC размером 10 × 20 см 2 . Продольная арматура состояла из четырех гофрированных стальных стержней по 9.5 мм в диаметре, ограничены стременами диаметром 6,4 мм, расположенными на расстоянии 15 см друг от друга.

Для проектирования застенной кладки стен установлена ​​толщина стены 10 см по размерам ранее изготовленных блоков и свободная высота 1,1 м. Блоки были ограничены бетонными колоннами OPC и бетонными анкерными балками. Ограничительные колонны были спроектированы с прямоугольными размерами 10 × 20 см 2 и высотой в свободном состоянии 1,1 м. Арматура состояла из четырех продольных гофрированных стальных стержней 9. 5 мм в диаметре, ограничены стременами 6,4 мм в диаметре с расстоянием между ними 10 см. Арматура опорных колонн крепилась в нижней части к армированному фундаменту, а в верхней части к железобетонным анкерным балкам, чтобы гарантировать монолитность конструкции. Ограждающие балки соответствовали прямоугольным балкам 10 × 20 см 2 . Армирующая сталь состояла из четырех продольных гофрированных стальных стержней толщиной 9,5 мм, скрепленных хомутами из 6 штук.Диаметр 4 мм, расстояние 10 см. Арматура железобетонных балок (конфайнмент) была закреплена на концевых концах под углом 90°. Эти прямоугольные железобетонные балки были расположены горизонтально заподлицо с крышей, образуя замкнутые кольца, соединяющие стены.

Бетонные анкерные балки и перемычки представляли собой железобетонные элементы OPC с квадратным сечением 10 × 10 см 2 , усиленные двумя продольными стержнями из гофрированной стали диаметром 9,5 мм, ограниченными винтовыми (S-образными) хомутами из 6 шт. .4 мм с шагом 15 см. Чтобы гарантировать монолитность конструкции, арматура крепилась к анкерным элементам.

3.5. Строительство прототипа экодома

представляет собой процесс строительства прототипа экодома в соответствии со структурно-архитектурным проектом, представленным в разделе 3.4. Строительство прототипа экодома велось на территории кампуса Университета дель Валле (Кали-Колумбия), а именно в задней части Школы материаловедения (здание E44).Среди предварительных работ по строительству были реализованы приспособление местности и расположение осей (а) по конструктивному чертежу () и положениям раздела Е.6.2.1 НСР-10 [50]. Затем был вырыт фундамент в соответствии с размерами, указанными в конструктивном чертеже. После удаления со дна выработанного грунта был залит слой насыпного материала толщиной 60 мм в соответствии с разделом Е.6.2.2 ПБД-10 [50].

Процесс строительства прототипа экодома: ( a ) приспособление местности, ( b ) заливка бетонного фундамента и пола, ( c ) возведение стен, ( d ) заливка ограничивающих колонн и балки, ( e ) процесс монтажа крыши, и ( f ) устройство площадок и окончательная отделка прототипа экодома.

С учетом п. Е.6.2.3 НСР-10 [50] была собрана конфигурация стали, связывающей усиленную колонну фундаментной балки. Арматура была установлена ​​поверх насыпи, оставив по 50 мм свободного пространства с каждой стороны для бетонного покрытия. На наружную сторону концевых поперечных элементов накладывали отогнутые под углом 90° крюки, а на продольные стержни – нахлесты 45 см. После того, как сталь фундамента была установлена, усиленные колонны были закреплены и закреплены.Было проверено, что компоновка стали соответствует спецификациям структурного чертежа, поэтому была собрана опалубка и, наконец, балка была непрерывно залита бетоном OPC, чтобы гарантировать монолитную систему. После затвердевания фундамента бетонные балки пола были настроены и отлиты в соответствии с проектными требованиями. Образовавшиеся между балками прямоугольные промежутки заполнили соответствующим образом уплотненным естественным грунтом, оставив на нулевом уровне свободную высоту 70 мм для заливки пола.Поверх насыпи была залита черновая обшивка из бетона толщиной 70 мм, армированная электросварной сеткой с квадратными отверстиями 15×15 см 2 и стержнем диаметром 4 мм (б).

Возведение замкнутых каменных стен выполнено в соответствии с положениями раздела Е.6.3.1 ПБЗ-10 [50]. Всего при возведении ограждающих стен из каменной кладки было использовано 53 блока НП-ГБФС, 165 блоков ТВС, 120 блоков КДВ, 217 блоков РХБВ, 303 блока ОПК.Блоки были предварительно увлажнены (пропитаны) и уложены стандартным раствором OPC с соотношением цемент/песок 1:3 и толщиной 2 см. Каждая стена была сконфигурирована таким образом, что вертикальные стыки блоков были заблокированы, оставляя пространство, необходимое для последующего отливки удерживающих колонн. По нижнему краю окон были отлиты бетонные перемычки OPC в соответствии с проектными требованиями. После затвердевания перемычек возведение стен продолжалось до тех пор, пока не была достигнута заданная высота (с).

После того, как каменные стены были построены, и после процесса отверждения были отлиты ограничивающие колонны и бетонные анкерные балки из армированного бетона OPC. Вертикальное армирование удерживающих колонн было закончено с помощью крюков под углом 90°, которые доходили до верхней части удерживающей балки, и в качестве меры предосторожности было оставлено свободное пространство в верхней части крюков с покрытием 50 мм. Заливка бетона OPC в ограничивающие колонны и бетонные балки проводилась непрерывно, что позволяло бетону контактировать с конечной поверхностью ограниченной стены (d).

После отверждения бетона OPC ограничивающих элементов стыковые швы каменной кладки были построены на бетонных анкерных балках с использованием одного и того же типа блоков, выбранного для каждой стены в конструктивном проекте (). На блоки, образующие стыковые соединения, по архитектурному проекту были отлиты бетонные анкерные балки. На бетонных стяжках укладывались прямоугольные стальные конструкционные балки размерами 76 × 38 мм 2 , которые поддерживали установку покрытия или крыши, как показано на е.Крыша спроектирована как двухскатная с черепицей из непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ). Плитки выступали за края стен с горизонтальной проекцией 30 см.

Наконец, для строительства платформы перед каждой стеной были отлиты прямоугольные бетонные балки размером 10 × 20 см 2 с фронтальным расстоянием 50 см от бетонной балки перекрытия с каждой стороны. Над внутренним пространством платформы (шириной 50 см) в произвольной форме в виде брусчатки были размещены 14 блоков НП–ГБФС, 8 блоков ТВС, 20 блоков КДВ, 38 блоков РКБВ и 26 блоков ОРС.Между проемами или пространствами, оставленными между «брусчаткой», заливали смесь бетона OPC. После монтажа потолка из поливинилхлорида (ПВХ) на конструкцию была нанесена эстетическая отделка, придавшая вид экодому, показанному на ф.

3.6. Оценка воздействия на окружающую среду

Оценка воздействия на окружающую среду щелочеактивированных смесей, из которых были изготовлены блоки и из которых в конечном итоге построен прототип экодома, выполнена с использованием показателя потенциала глобального потепления (ПГП) .Для инвентаризационного анализа использовалась база данных Ecoinvent 3.6 [59]. Функциональной единицей был 1 м 3 активированной щелочью бетонной смеси (NP-GBFS, FA, CDW и RCBW), принимая за основу составы смесей, указанные в . Анализ углеродного следа активированных щелочью смесей сравнивали с анализом эталонной смеси на основе ФОС. Отметим, что по выходу бетонных смесей на кубический метр и размерам прямоугольных блоков (0,0016 м 3 на единицу) количество произведенных блоков на кубический метр составило примерно 625 единиц.

представляет выбросы CO 2 на килограмм (ПГП: кг∙CO 2 ∙экв) каждого сырья, используемого при производстве смесей и блоков. Согласно этим результатам, NaOH (1,46 × 10 0 кг∙CO 2 ∙экв), OPC (8,45 × 10 −1 кг∙CO 2 ∙экв) и Na 2 SiO 3 9 (8,12 × 10 −1 кг∙CO 2 ∙экв) являются в указанном порядке сырьем с самыми высокими выбросами CO 2 /кг.Поэтому ожидается, что конструкции смесей с более высоким содержанием этих материалов будут иметь больший углеродный след; то есть воздействие каждого бетона на окружающую среду в конечном итоге будет зависеть от состава смесей (соотношения материалов ()). С другой стороны, прекурсоры (NP, GBFS, FA, CDW и RCBW) имеют значительно более низкий ПГП (кг∙CO 2 ∙экв), чем OPC ().

Таблица 6

Инвентаризация выбросов (потенциал глобального потепления (ПГП): кг∙CO 2 ∙экв) сырья, используемого при производстве блоков.Источник данных: Ecoinvent 3.6 [59].

-3 6 2 o
Сырье GWP (кг ∙ CO 2 ∙ EQ)
Cement OPC 8045 × 10 -1
Precursors 9.10 × 10 -3
GBFS 7. 42 × 10 -2 -2 -2
FA * 5.26 × 10 -3 -3
CDW 3.80 × 10 -3
RCBW RCBW 3
щелочных активаторов NaOH 1.46 × 10 0
NA 2 SIO 3 8. 12 × 10 -1 -1 -1
Вода H 2 o 2 -4
FNA FNA 4.11 × 10 -3
FRA 3.98 × 10 -3
крупные агрегаты CNA 4. 11 × 10 -3 CRA 3,98 × 10 -3

Об этом CO 2 /кг), связанный со щелочными активаторами (NaOH и Na 2 SiO 3 ), эти химические реагенты основаны на природном сырье и включают промышленные процессы с высокими энергозатратами и высокими выбросами CO 2 [60]. ].Гидроксид натрия (NaOH) получают в основном электролитическими методами с использованием водного раствора хлорида натрия. Силикат натрия (Na 2 SiO 3 ) первоначально получают путем смешивания карбоната натрия (Na 2 CO 3 ) и кремнезема (SiO 2 ). Затем смесь отливают при температуре от 1100 до 1200 °C, получая аморфное твердое вещество. Затем продукт помещают в автоклав, подвергают воздействию высокого давления и при контакте с водой получают водный раствор, называемый «жидким стеклом» [9]. Фактически, необходимость высоких температур для обработки силиката натрия существенно увеличивает углеродный след материалов, активированных щелочью, которые включают этот тип активатора [61]. Поэтому одним из ключевых аспектов технологии щелочной активации является синтез активаторов и силикатов натрия на основе альтернативных источников для получения более экологически чистых щелочеактивируемых материалов [62,63,64].

Путем применения кадастра выбросов (кг∙CO 2 ∙экв) сырья () к составам или пропорциям смесей (), углеродный след на кубический метр (кг∙CO 2 ∙экв) /м 3 ) для каждого типа блока, связанного с сырьем.Отметим, что углеродный след смесей NP–GBFS, FA, CDW и RCBW составил 155,9, 240,5, 220 и 257 кг∙CO 2 ∙экв/м 3 соответственно по отношению к 344,5 кг∙ CO 2 ∙экв/м 3 указано для смеси OPC (). Результаты, представленные в , представляют собой важный вывод об экологической устойчивости построенного прототипа экодома, поскольку эти значения GWP пропорциональны углеродному следу блоков, изготовленных и использованных при их строительстве. Было достигнуто сокращение углеродного следа на 25,4–54,7% по сравнению с эталонными блоками на основе OPC. В качестве приближения углеродного следа на единицу (блок), связанного с выбросами сырья, ПГП на кубический метр (кг∙CO 2 ∙экв/м 3 ) каждой смеси был разделен на 625 ( выход 1 м 3 смеси, представленной в единицах прямоугольных блоков по 0,0016 м 3 ). Этот расчет дал значения ПГП 0,25, 0.38, 0,35 и 0,41 кг∙CO 2 ∙экв/блок для NP–GBFS, FA, CDW и RCBW соответственно по отношению к 0,55 кг∙CO 2 ∙экв/блок блока OPC.

Углеродный след (ПГП: кг∙CO 2 ∙экв/м 3 ), связанный с сырьем для бетонных смесей, используемых при производстве блоков (блоки, активированные щелочью, по сравнению с блоком OPC).

В Колумбии грузоперевозки обычно осуществляются грузовыми автомобилями от 16 до 32 тонн. Ecoinvent сообщает для этого случая GWP, равный 1.72 × 10 −1 кг∙CO 2 ∙экв/км [59]. Расстояния транспортировки сырья до блочного завода оценивались в 27,2 (ОПС и ГБФС), 26,8 (ФА), 13,2 (РКД), 188,0 (НП), 20,0 (РКБВ), 17,3 (активаторы), 37,2 (природные заполнители). ) и 17,0 км (утилизированные заполнители). На основании этих данных видно, что значение ПГП, входящее в , возрастает с 11,1 (бетон ОРС) до 46,4 (бетон НП–ГБФС) кг∙СО 2 ∙экв/м 3 . Следует отметить, что при расчете учитывалось, что блочный завод находится в лаборатории (кампусе Университета дель Валье), но на больших расстояниях влияние транспорта может быть значительно увеличено.В целом влияние на ПГП для эталонных блоков составило 3% по сравнению с активированными щелочью блоками, в которых увеличение находилось в диапазоне от 5,5% до 23%. В заключение, хотя воздействие на окружающую среду, связанное с транспортом, было не столь значительным по сравнению с воздействием некоторых компонентов смеси, важно уточнить необходимость использования местных материалов для сокращения выбросов, образующихся при транспортировке сырья.

показывает вклад (%) каждого сырья в ПГП () каждой из произведенных бетонных смесей и/или блоков.Как и предполагалось в кадастре выбросов сырья (), OPC и щелочные активаторы (NaOH и Na 2 SiO 3 ) производят наибольшее количество CO 2 в смесях и/или блоках. В случае активированных щелочью блоков процентный вклад щелочных активаторов (NaOH и Na 2 SiO 3 ) колеблется от 77,8 до 88,2%, при этом щелочные активаторы вносят наибольший вклад в общий ПГП для Блок НП–ГБФС.

Вклад (%) сырья в углеродный след (ПГП: кг∙CO 2 ∙экв/м 3 ) производимых бетонных смесей и/или блоков (щелочноактивированные блоки по сравнению сOPC-блок).

Однако обратите внимание, что блок NP–GBFS имеет самую высокую экологическую устойчивость, давая самое низкое значение общего ПГП (155,9 кг∙CO 2 ∙экв/м 3 ), потому что этот блок не содержит OPC в качестве кальциевого добавление, но вместо этого, в отличие от блоков FA, CDW и RCBW, использует GBFS в качестве источника кальция, который имеет более низкое значение CO 2 / кг (7,42 × 10 -2 ), чем OPC (8,45 × 10 — 1 ) (). Обратите внимание, что такие авторы, как Habert et al. [9], Komnitsas [7] и Scrivener et al.[65] сообщили, что смеси, активированные щелочью, которые включают GBFS, оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, поскольку для них требуется меньше щелочного активатора, что подтверждается составами смесей, представленными в .

Для блока OPC портландцемент составляет 98,1% (338 кг∙CO 2 ∙экв) от общего объема выбросов (344,5 кг∙CO 2 ∙экв/м 3 ). Напротив, для блоков FA, CDW и RCBW, которые используют OPC в качестве источника кальция, вклад OPC в общий углеродный след колеблется от 14 до 19%, демонстрируя преимущества гибридных активированных щелочью смесей с низким содержанием OPC ( ≈10%).

Растениеводство химических строительных блоков

Биологическая экономика извлекает значительную часть своей энергии и химикатов из биомассы. Таким образом, переход к биоэкономике предполагает не только растениеводческое производство текстиля, красок, смазочных материалов, топлива, строительных материалы или лекарства, но также предполагает крупномасштабное использование сырья для энергетических целей и в качестве источника сыпучих химикатов. Переход от ископаемого топлива к биологическому энергетическому и химическому производству

оправдан ограниченным характером нефтяных ресурсов, увеличивающимся уровнем потребления и затратами на восстановление (вызванными все более сложной требования по добыче нефти, например, из битуминозных песков или глубоководных и полярные скважины).Будущий дефицит энергии может быть компенсирован переход на солнечную, ветровую или ядерную энергию. Сохранение углеродного сырья, необходимого для производства материалов, растворителей, химических промежуточных продуктов и полимеры, вероятно, потребуют перехода на сырье из биомассы. Необходимость расширения ресурсной базы химических веществ и полимеров до

возобновляемых источников все больше признается политиками и промышленностью, и для этого было разработано несколько национальных планов действий. цель. США, а также более мелкие страны, такие как Канада и Нидерланды сформулировали планы по замене химических веществ на основе ископаемых ресурсов химическими веществами, полученными из биомассы, на 25–30 процентов. к 2030 году.В этой главе мы обсудим разработку маршрутов производства

химикатов, используемых в сельском хозяйстве. Производство агрохимикатов требует либо преобразование сырья, полученного из сельскохозяйственных культур, в ценные молекулы (через так называемая «белая» биотехнология или (био)химический катализ), или, альтернативно, непосредственное производство на заводах с последующей переработкой. В этой главе обсуждается последний вариант. Основные проблемы включают разработку специальных культур для производство сырья, новые концепции нефтеперерабатывающих заводов и цепочки, которые позволяют

экономически и экологически обоснованное производство химических производств Блоки (CBB) из сельскохозяйственного сырья.Цель состоит в том, чтобы показать, как специализированные заводы могут обеспечить достаточное количество БОС. Структура этой главы такая следует. В следующем разделе описывается сценарий цепочки химического производства. уходит своими корнями в сельское хозяйство. Критерии, которые должны быть выполнены для учреждения таких производственных цепочек обсуждаются в третьем разделе. Примеры комбинации культур и БПК, которые могут выступать в качестве основных компонентов нового БПК. производственные цепочки представлены в четвертом и пятом разделах. потенциал Последствия производства CBB на основе сельскохозяйственных культур для сельскохозяйственного и химического секторов обсуждаются в шестом и седьмом разделах.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.