Главное Свежее Вакансии   Проекты
Продвинуть свой проект
64 0 В избр. Сохранено
Авторизуйтесь
Вход с паролем

Робот-строитель

Робот-строитель. Предназначен для скоростного роботизированного монолитного возведения зданий и сооружений любых форм и размеров.

https://youtu.be/Lo0gfb50aRU

Вашему вниманию предлагается концепт уникального 3D строительного принтера под названием - робот-строитель. Он предназначен для скоростного, роботизированного, монолитного возведения зданий и сооружений любых форм и размеров. Является великолепным архитектурным инструментарием и хорошим помощником строителю, поднимая его труд на новый творческий уровень. Простота конструкции, доступность по цене и новый метод возведения даёт возможность приобретения его каждому, кому нужен великолепной конфигурации и отличного качества дом - это реальность, которую робот строитель позволяет воплотить.

Для изготовления робота в основном используются промышленно выпускаемые элементы и комплектующие, что позволяет реализовать концепт высокого качества в короткие сроки.

b_5d68e47a81e7b.jpg

Я, Игорь Маслов автор и инициатор проекта - робот строитель.

История возникновения идеи.

https://youtu.be/viSaUQxoDvQ

История возникновения идеи и создание концепта - робот-строитель началась с моего опыта жилья в строениях разных по составу материалах, таких как бетон, кирпич и дерево. Дерево обладает дышащими свойствами - способностью расширения и сужения пор дерева в зависимости от температуры и влажности воздуха, как внутри строения, так и снаружи. Оно хорошо сохраняет тепло, относительно прочно и долговечно. Именно эти свойства дерева создают наиболее комфортные условия для проживания человеку. Но, есть у него и существенные недостатки, такие как, горит, не пластично - имеет ограничения в размерах, нет возможности менять форму. Бетон - обладает хорошими прочностными характеристиками, может заливаться в формы любой конфигурации. К недостаткам бетона надо отнести плохую морозоустойчивость, плохо держит тепло, имеет свойство полиэтиленового пакета то есть не дышит.

Был выбран строительный материал, объединяющий в себе и свойство дерева, и свойства бетона, имеющий прочность кирпича, под названием - арболит. Для ускорения процесса затвердевания арболитовой смеси, и достижения ей строительной прочности, необходимо приложить энергию определённой формы и длительности. Это достигается специализированным генератором. На выходе получается великолепный строительный материал под названием элстар - электростабилизированный арболит. В жидкой фракции он пластичен, что позволяет заливать его в формы различной конфигурации. Элстар не горит, дышит, пилится, хорошо держит тепло, имеет конструктивную прочность. Эти свойства и стали решающими для выбора его в качестве строительного материала возведения строений роботом строителем.

Робот строитель позволяет производить послойное формование элстара по заданной конфигурации, непосредственно на стене строения. Обеспечивает монолитность возведения, без щелей и связующих растворов. Каждый последующий слой накладывается на уже возведённый. Так формируется задуманное строение. Этот послойно - монолитный метод используется роботом строителем.

Устройство робота строителя.

https://youtu.be/Obz_1DY6p-8

Сердцем робота строителя является мотор - колесо.b_5d68e47b2a932.jpgb_5d68e47baa458.jpg

Его преимущества, такие как мощность на низких оборотах, способность работать без редукторов, простота конструкции и лёгкая управляемость - легли в основу движителя робота. Мотор - колесо монтируется в траковый механизм, образуя гусеничный движитель. Его ширина определяет толщину возводимого строения, а внутренний контроллер управляет скоростью и направлением движения.

b_5d68ddf063b75.jpg

b_5d68ddd26c8ce.jpg

Загрузочное устройство представляет собой короб, изготовленный из нержавеющей стали и крепится к раме движителя. С двух сторон имеет пространственно - боковые щели для выхода рабочей смеси при движении гусеницы. Изменение их размера определяет толщину наносимого слоя, а вес устройства уплотняет этот слой. Боковые направляющие создают режим электро - стабилизации. Вся конструкция двигается вперёд и назад по возводимой стене. Раздаточно - распределительный механизм связан одной единственной балкой с центром строения, образуя всего одну координатную ось. Так определяется однокоординатный метод возведения строений, который реализуется простой круглой трубой, изготовленной из нержавеющей стали.

В роботе строителе предусмотрена возможность установки катушки с хлопчатобумажной верёвкой, которая пропитывается цементным раствором и укладывается внутрь возводимого слоя. При затвердевании эта верёвка образует прочный каркас для элстара.

Начало строительства начинается с приготовления рабочей смеси - арболита. Древесные отходы и нестроевой лес закладываются в шредер, делая дроблёнку необходимой фракции. Далее дроблёнка поступает в шнековый смеситель, куда добавляется цемент и вода. Готовая арболитовая смесь поступает в робот строитель, который затем возводит стену строения.

Люди. Время. Деньги.

https://youtu.be/tq-z0r8bEGM

Устройство робота строителя является высокотехнологичным и в то же время простым в реализации, так как состоит из готовых, промышленно выпускаемых элементов. Деньги необходимы на приобретение этих элементов и изготовление опытного образца. Так же деньги нужны для составления конструкторской документации, для организации мелкосерийного производства и отработку технологии в целом. Общая сборка всех узлов робота и его испытания будут производиться на специально подготовленной мною площадке, выделенной на земельном участке, принадлежащий мне на правах собственника.

Время, необходимое для изготовления и сборки робота, составит 1 месяц, и 1 месяц на отладку режимов возведения строений робота, - итого 2 месяца. В указанные сроки можно уложиться при условии наличия всех необходимых для сборки робота строителя комплектующих элементов.

Команда.

Основу производственной команды составляют молодые конструкторы, которые получат возможность трудиться дистанционно, на конкурсной основе. Я, передаю им эскизы робота, а они мне передадут конструкторскую документацию в КАДе. Каждый конструктор представит чертеж своего узла робота. Затем по этим чертежам, на производстве, изготавливаются элементы робота строителя. В производственную команду входят сборщики робота и помощники по строительству.

P.S.

На сегодняшний день уже существуют концепты 3D роботов, которые строят дома. Но, они дороги в изготовлении и эксплуатации, являются энергозатратными, отчего само строение имеет высокую цену. Выбирая материалом для строительства, цементные растворы без органических наполнителей, эти роботы ухудшают качественные показатели возведённого строения. Предлагаемый мной концепт робота строителя лишён вышеуказанных недостатков.

Доступность по цене робота строителя даёт возможность приобретения его каждой семье и открывает широкие перспективы развития концепту. Аналога 3D робота, использующего в качестве строительного материала органический наполнитель, - нет.

Отрадно будет видеть и Ваше имя среди участников проекта Робот строитель, вписавших свою историю в создании столь необходимого механического помощника человеку.

Дополнения

Вариант применения робота строителя.

№ 1

https://youtu.be/9xZfjF8keh0

Предлагаю использовать старый метод заградительных полос с добавлением к нему новых технических решений. Этот метод хорошо зарекомендовал себя как в тушении, так и в предотвращении лесных пожаров в дальнейшем. Для большей его эффективности и обеспечения круглогодичного контроля за состоянием лесных ресурсов, необходимо создание долговременных автономных баз (таборов), возводимых в труднодоступных местах и создавая условий для специалистов ведущих огнеборческую деятельность. Для размещения людей, техники, оборудования, горючего, питания необходимы надёжные, крепкие, тёплые, быстро возводимые строения, способные сохранять жизни людей в любых климатических и экстремальных условиях. Законченное строение должно обладать повышенными огнезащитными свойствами.

Предлагается реализовать концепт робот-строитель, способного решить эти задачи и возводить монолитные, быстро возводимые строения, с минимально затраченными ресурсами.

Основным строительным материалом, из которого возводятся строения, является местное дерево с добавлением к нему цемента, образуя при этом негорючий стройматериал – элстар. Робот-строитель позволяет автономно, с нулевого цикла, возводить отдельные строения полусферической формы площадью 100 кв.м., высотой 4м всего за одни сутки бригадой из 6 – 8 человек (быстрее, чем ставится армейская палатка сопоставимых размеров). В нём применяется полуавтоматический послойно - монолитный метод возведения. Расчётная жизнестойкость одного оборудования робота строителя 2000 строений.

В устройстве робота – строителя используются промышленно выпускаемое оборудование с добавлением к нему конструктивных элементов. Этим обеспечивается дешевизна его изготовления и быстрая реализация технических решений. Стоимость одного комплекта оборудования не превышает половину стоимость отечественного автомобиля. Вес комплекта около 1 т., что позволяет осуществить его доставку в расчётную точку сброса парашютированием, используя авиацию. Время, необходимое на изготовление опытного образца робота-строителя, при наличии всех комплектующих – 3 месяца, из них: 1 месяц – на сборку прототипа, 1 месяц – на испытание, 1 месяц – на составление конструкторской документации и ТУ.

Предлагаемая полусферическая форма строений выбрана из расчёта быстрого возведения их роботом строителем, а так же в отсутствии дополнительных затрат на изготовление стандартной крыши. Форма позволяет хорошо сохранять тепло и уменьшить ветровую нагрузку на готовое строение.

Одним из применений робота – строителя является помощь людям, попавшим в чрезвычайную ситуацию, и обеспечении их первичным жильём безвозмездно. При этом в возведении строений возможно применение сил пострадавших.

Предлагаю совместными усилиями реализовать концепт - Робот строитель под Вашим именем, внося свой вклад в организацию огнеборческой деятельности и тушения лесных пожаров, а так же помощи людям в экстремальных ситуациях. Становясь хозяином технологии Вы войдёте в историю не только как человек, принявший участие в тушении лесных пожаров, которые видны со спутника, но и как человек, предотвративший их распространение в дальнейшем, оставив здоровый чистый лес грядущим поколениям.

№ 2 Технология злстар.

Введение

В природе существует громадное количество наименований строительных материалов, но практически все они нуждаются в предварительной переработке в вид, удобный для непосредственного строительства (обработка в виде кирпича, блока, панели и т. д.), что, как правило,влечет за собой обязательное строительство кирпичных, бетонных и пр. заводов. Кроме этого, все эти материалы требуется перевезти иногда на громадные расстояния,что опять-таки существенно удорожает стоимость строительства.

Более ста лет назад, с момента появления технологии изготовления цемента, человечество решает задачу осуществить синтез (прочное соединение) органических наполнителей и цемента. И в настоящее время на Земле еще нет положительного опыта массового строительства жилья и других сооружений и конструкций, состоящих в основном из органики. До появления цемента россияне пользовались "подсобными", наиболее распространенными в природе, материалами: дерево, камыш, тростник, глина, известь и прочее.

Строительство из дерева и другой органики – это наиболее благоприятный для всего живого организма материал. Он "дышит", пилится, гвоздится, легко обрабатывается, хорошо держит тепло, относительно долговечен и т.д., но подвержен трем основным недостаткам: горюч, "съедобен", и может быстро разрушаться микроорганизмами.

Появление цемента, а вместе с ним и бетона, совершили "революцию" в строительстве – резко увеличилась прочность строительных сооружений, долговечность и еще десятки преимуществ. Естественно с преимуществами бетонного строительства существуют и недостатки – это достаточно высокая стоимость строительства из-за большой энергоемкости изготовления цемента.

Все положительное и отрицательное в "бетонном" строительстве не идет ни в какое сравнение по биологическим требованиям – бетонные и кирпичные здания резко угнетают живую биологическую клетку: сокращается период жизни всего живого. Жизнь человека, содержание животных, хранение зерновых в бетонных зданиях укорачивает срок их жизни.

Самым существенным здесь являются воздействия природных факторов, результаты исследований которых произведены в ближайшее тому время: это воздействие радиоактивного газа - радона.

Известно, что в любой точке Земли существует радиоактивный постоянный фон, создаваемый этим газом; причем газ этот инертен, т.е. его практически нельзя нейтрализовать. Да этого и не нужно, ибо биологическая клетка очень хорошо приспособилась к такому уровню радиоактивности, что уже при его отсутствии она быстро погибает.

Превышение заложенного природой уровня (радиоактивного постоянного фона) также губительно для всего живого.

Из материалов (см. журналы "Химия и жизнь" N4 за 1989 и 1990 гг.) уровень радиации на первом этаже при определенных условиях в кирпичных и бетонных зданиях может превышать естественный фон в тысячу - три тысячи раз. А это уже беда.

Второй существенный фактор: из-за отсутствия в бетоне и кирпиче "дыхательных" свойств – в таких зданиях самими людьми и животными создаются невыносимые для нормальной жизни условия. Человек при дыхании "выбрасывает" около 140 наименований химических соединений, более половины которых токсичны для него самого, и еще наиболее опасны для окружающих. Этот недостаток устраняется искусственно - создаются кондиционеры, но их при этом требуется очень и очень много.

Строительные сооружения из органики этим недостатком не обладают, ибо самой природой в них заложено свойство обмена внутреннего микроклимата с окружающей средой. Человечество, как уже отмечено выше, пока не нашло материала, удовлетворяющего его по всем необходимым экологическим и техническим требованиям.

Огромный исторический опыт людей в строительстве жилья и других строительных сооружений и конструкций предполагает существенные материальные и трудовые затраты. С переходом России на новые рыночные отношения "старые" строительные технологии стали проблематичными, а большинство технологий обанкротилось.

Предлагаемая ниже принципиально новая технология строительной индустрии приближает нас к практической реализации изложенных выше проблем.

1.Описаниеrel="nofollow">

Настоящая технология - это реально исполненные способы и средства ускоренного (монолитного) возведения зданий и сооружений любых форм и конструкций. Главное предназначение технологии - строительство жилых домов с высокими комфортными условиями и других хозяйственных строений из экологически чистых материалов и сырья в различных климатических зонах с использованием в качестве основных компонентов органических наполнителей.

Технология создавалась инициативно большой группой российских ученых и практиков и успешно апробировалась более 35 лет, но не получила широкого распространения ввиду отсутствия массового производства специализированных средств производства готовой продукции.

Сущность технологии состоит в создании конструкций из легких бетонов с минеральным вяжущим (портландцемент) и органическим наполнителем при одновременном воздействии на процессы специально сформированной электрической энергии. При этом достигаются эффекты нейтрализации солей органики, как сильного "яда" для вяжущего (цемента); и сокращение времени затвердевания с 28 суток(в естественных условиях)до 3 часов при уменьшении энергетических затрат в 20 и более раз.

Снимаются ограничения на применение органических наполнителей (ограничения на технологическую подготовку органических наполнителей при изготовлении изделий из арболита), появляется возможность использования органики для строительства объектов хозяйственного назначения.

Настоящая технология может использоваться повсеместно при наличии комплекса средств производства с привлечением местных трудовых ресурсов без специального длительного обучения.

Комплекс минимальных технических средств ( только для механизации технологии) состоит из дизель генератора мощностью 100 и более кВт ( для передвижных установок), специального преобразователя электрической энергии ( для нейтрализации сахаров и ускорения отвердевания смесей), специальной передвижной (скользящей) опалубки (для создания различных форм объектов и накачки энергии), специального смесителя - раздатчика смесей ( для ускорения возведения несущих, перегородок и перекрытий «на местах», специальной рубительной машины ( для подготовки органических наполнителей требуемых фракций), специального уплотнителя смесей (при использовании материалов в качестве конструктивных), накопителей воды, цемента, электролита (для временного хранения), транспортеров.

Реализация настоящей технологии может быть осуществлена в любых регионах России и странах ближнего и дальнего зарубежья для ускоренного и качественного возведения жилья, магазинов,поликлиник, различных хозяйственных построек, закрытых мини рынков, киосков, хранилищ сельскохозяйственной и другой продукции и техники, помещений мини производства, гаражей и пр. и пр. (см. Приложение 1).

2.Технология производства "Элстар"rel="nofollow">

2.1. АРБОЛИТ - предшественник ЭЛСТАРаrel="nofollow">

В настоящее время еще далеко не полностью удовлетворяются потребности в строительных материалах и изделиях, кроме того, качества многих из них не отвечают современным требованиям обеспечения необходимой надежности, долговечности и экономичности возводимых зданий и сооружений. Особенный дефицит в стеновых и теплозвукоизоляционных материалах. Поэтому появление в нашей стране разновидности легкого бетона с органическим наполнителем, получившего название арболит, было встречено специалистами и потребителями с пониманием и поддержкой.

Арболит (от греческих слов "арбо" - дерево и"литос" - камень) в нашей стране - сравнительно новый строительный материал. За рубежом аналогичные материалы под названием дюризол, пилинобетон и др. применяются уже на протяжении нескольких десятков лет в качестве теплоизоляционного и конструктивно - теплоизоляционного материала. Арболит относится к группе легких бетонов и изготовляется на основе древесного заполнителя, связующих и минерализатора.

Элстар – электростабилизированный арболит.

Элстар состоит из раздробленных отходов древесины(или других одеревенелых растений - камыш, солома, различная лузга и другие многочисленные отходы сельскохозяйственного производства), вяжущего минерального и воды, взятых в определенных соотношениях. Он создан под воздействием постоянного электрического тока знакопеременных импульсов на влажную массу материала или изделия из него с целью ускорения протекающих в ней как природных, так и искусственно возбуждаемых процессов и реакций.

2.2. Составляющие Элстара и некоторые их особенностиrel="nofollow">

Для приготовления арболитовой смеси, так же как и для производства обычных бетонных смесей с неорганическими наполнителями (различный щебень, керамзит и т.п.)применяется в основном портландцемент. Цемент и вода являются активными составляющими арболитовой смеси, так как, благодаря реакции, между ними образуется цементный камень и происходит сцепление с дробленой древесиной или сечкой камыша. Когда цемент замешивают с водой, между минералами, входящими в состав цементных зерен, и водой начинаются химические реакции. При этом одни минералы, входящие в состав цемента, распадаются на более простые химические соединения, присоединяют к себе воду, другие соединяются без химического разложения. При соприкосновении воды и зерен цемента образуются растворимые продукты реакции. Переходя в раствор, они обнажают следующий слой цементного зерна. Этот слой в свою очередь взаимодействует с водой, и образующиеся соединения также растворяются в жидкости, окружающей цементное зерно. Так происходит до тех пор, пока жидкость не превратится в насыщенный раствор. При этом вокруг каждого цементного зерна образуется так называемый гель (коллоидная клеевидная масса). Гель обладает склеивающей способностью и тем большей, чем он меньше разбавлен (разжижен) водой. Образующийся гель начинает склеивать между собой зерна цемента и частицы древесины или сечки камыша.

2.2.1.При изготовлении Элстара:rel="nofollow">

  • в качестве заполнителя может быть использована древесина (отходы) не только хвойных пород, что характерно для изготовления дюризола, пилинобетона, арболита, но и лиственных (береза, осина, ольха и др.), а также камыш, солома и прочие одеревенелые одногодичные и многолетние растения без предварительной их выдержки или минерализации;
  • в качестве вяжущего может быть использован низкомарочный портландцемент с одновременным сокращением его количества на 25 и более процентов по сравнению с расходом на производство дюризола, пилинобетона и арболита;
  • исключается применение хлористого кальция и предварительная минерализация заполнителя;
  • создаются условия для резкого сокращения площадей производственных и складских помещений;
  • улучшается качество изделий;
  • снижается их стоимость.

2.3. Физико-механические и другие показатели Элстара.rel="nofollow">

Элстар имеет крупнопористую структуру, частицы заполнителя (дробленки или сечки) который равномерно обволакивают цементным камнем.

Объемный вес и прочность Элстара зависят от соотношения применяемых для его производства материалов и способов уплотнения.

Такие качества Элстара, как легкость, высокая тепло - и звукоизоляционная способность и долговечность, обуславливают широкий диапазон его применения в строительстве как на Крайнем Севере, Антарктиде, так ив средних широтах и жарких странах. Жилые помещения в зданиях, где стены выполнены из Элстара, отличаются большой гигиеничностью.

"Дыхание" Элстара создает равномерный воздушный режим в помещениях, а его способность препятствовать образованию конденсата и высокие теплоизоляционные качества создают нормальный тепловлажностный режим.

Элстар обладает и высокой огнестойкостью, что дает возможность применять его при сооружении брандмауэров и других конструкций.

При сравнении огнестойкости Элстара с изделиями из арболита, дюризола и пилинобетона, а также с огнестойкостью обычного бетона (с неорганическим заполнителем), пенобетона, цементных растворов - преимущества остаются за Элстаром.

При температуре в 1000 С° цементные растворы с песком и бетоны на гравии совершенно разрушаются. Под воздействием высокой температуры 800 -1000 С° происходит удаление химически связанной воды, поэтому структура цементного камня нарушается и механическая прочность его падает. Разрушение цементного раствора с заполнителями происходит: во-первых, вследствие понижения прочности цементного камня; во-вторых, из-за перехода кремнезема песка из одной модификации в другую (около 600 С°), что сопровождается изменением в объеме и трещинами в бетоне.

У Элстара явление деформации при воздействии температуры, от 800 до 1000 С°, ослаблено вследствие применения "мягкого" заполнителя, благодаря чему ослабляются жесткие связи внутри материала. Поэтому возникающие температурные напряжения частично гасятся внутри самого материала.

Вследствие того, что в изделиях из Элстара отсутствует песок, а следовательно, и кремнезем в свободном состоянии, в Элстаре нет компонентов, увеличивающихся в объеме при воздействии высоких температур.

Практически Элстар является трудносгораемым огнестойким строительным материалом.

Элстар является биостойким материалом, несмотря на то, что он состоит из большого количества частиц растительного происхождения. Это объясняется тем, что органические частицы в процессе электростабилизации под действием электроосмоса и электрофореза заключены в оболочку из цементного камня.

По объемному весу Элстар подразделяется на:

- теплозвукоизоляционный 400-500 кг/м3

- конструктивный 600-800 кг/м3

Прочность Элстара с объемным весом 600-800 кг/м3

- на сжатие 30-50 кг/см2

Механическая прочность изделий из Элстара зависит: от объемного веса, веса изделий (с пустотами или без пустот), от того, армированы они или нет.

Вследствие большой пластичности Элстара его разрушение начинается только после значительного сжатия. При сжатии он претерпевает деформацию. Прежде всего, деформируется шероховатая поверхность сжимаемого образца.

Коэффициент теплообмена 0,1-0,12 ккал (ч.м. С°);

Коэффициент термического расширения при изменении температуры на 1°С- 0,015 мм/м.

Акустические свойства Элстара в стенах, перегородках и перекрытиях отличаются высокими показателями по звукопоглощению.

В широком диапазоне в пределах встречающихся в практике частот от 600 до 9600 Гц коэффициент звукопоглощения плит из Элстара толщиной 6 см находится близко к 0,6. Таким образом, этот показатель приближается к наилучшим показателям по звукоизоляционным свойствам к известным в практике минеральной и органической пробке.

Хорошие звукопоглощающие свойства Элстара объясняются мелкопористой структурой этого материала.

Технологический процесс производства Элстара состоит из подготовки наполнителя, приготовления смеси, формования изделий, электростабилизации, кратковременной выдержки, маркировки изделий и транспортировки на склад.

2.3.1.Сырье для производства Элстараrel="nofollow">

Для всех видов Элстара заполнителем служат мелкие органические (различных пород древесные, в том числе лиственные) частицы. Кроме древесной дробленки, для Элстара применяются в измельченном виде: камыш, солома и другие одеревенелые растения.

Последовательность производственного процесса изготовления элстаровых изделий следующая: размеры заполнителя, состоящего из раздробленной древесины или камыша, рекомендуются в следующих пределах: длина от 10 до 35 мм, ширина от 2 до 5 мм, толщина от 0,5 до 2 мм. Фракционный состав приводится в таблице 1:

Таблица 1.

Вид заполнителя

Соотношение фракций

Крупная

Остаток на сите > 5 см

Средняя

Остаток на сите 5 см

Мелкая

Остаток на сите 2 см

Измельченная древесина

20-40

65-50

15-10

Сечка камыша

25-45

65-45

10

Для получения кондиционного заполнителя отходы древесины подвергают рубке, а камыш - измельчению.

Древесные отходы или камыш, превращенные в технологическую щепу, дополнительно измельчаются в молотковых дробилках, после чего они очищаются и сортируются путем рассевания на ситах. Крупные, непригодные для употребления частицы с помощью различных транспортеров возвращаются для повторного измельчения.Мелкие частицы и пыль удаляются как отходы. Для уменьшения отходов сырье перед его измельчением рекомендуется увлажнять путем дождевания. Если мелкие фракции заполнителя не удалять, неизбежны перерасходы цемента, увеличение объемного веса изделия и ухудшение его теплозвукоизоляционных свойств. Годные фракции направляются в бункера-склады, из которых они по мере надобности подаются в смесительное отделение.

Для приготовления арболитовой смеси в больших объемах используются бетономешалки принудительного действия, а для мелких производств - растворомешалки.

Органический заполнитель (дробленая древесина или сечка камыша), вяжущее (портландцемент),электролит(водный раствор жидкого стекла или др.) и вода, пригодная для изготовления растворов или бетонов, подаются в смесительный агрегат.

2.3.2.Интенсивность водопоглощенияrel="nofollow">

Органический заполнитель обладает значительным водопоглощением. Интенсивность водопоглощения измельченнойдревесины или сечки камыша характеризуется показателями, приведенными в таблице 2:

Таблица 2.

Время нахождения заполнителя в воде

Процент водопоглощения дробленой древесины к ее весу в абсолютно сухом состоянии

Процент водопоглощения камыша к его весу в абсолютно сухом состоянии

2

142

-

5

151

155

10

157

157

15

161

157

30

165

157

Чтобы заполнитель не вбирал в себя воду, предназначенную для гидратации цемента, его предварительно подвергают увлажнению путем погружения в бассейн с водой на 5-10 минут. После удаления избыточной воды путем встряхивания заполнитель подается через дозирующее устройство в смесительный агрегат.

Вслед за заполнителем в смесительный агрегат через дозатор заливается вода, предназначенная для гидратации цемента из расчета В/Ц•0,3 с размещением в ней электролитом в количестве до 3 кг на 1 м3 элстаровой смеси. Заполнитель и смесь воды с электролитом перемешиваются в течение 2 минут. А затем в смесительный агрегат через дозатор подается цемент, и вся смесь снова перемешивается в течение 2-5 мин до получения относительно однородной по цвету массы.

Приготовленная арболитовая смесь через выгрузной люк смесительного агрегата выгружается в арболитобетонораздатчик, при помощи которого она подается к месту формовки.

Цементный или другой раствор, применяется для увеличения сцепления арматуры с арболитовой смесью, готовится на отдельных агрегатах и доставляется к месту формовки в специальных бункерах.

Формирование изделий из арболитовой смеси является важнейшей операцией производства Элстара, непосредственно влияющий на прочность изделий. Рекомендуется три способа формования:

  • Уплотнение трамбованием в вертикальных формах-кассетах. Трамбование может производится с помощью пневмо-и электротрамбовок или вручную. При трамбовании в вертикальных формах Элстар получается плотным, уменьшается влияние упругой деформации (релаксации).
  • Формование прессованием в вертикальных формах гидропрессом с удельным давлением до 5 кг/см 2 позволяет получить изделие более прочным, чем при трамбовании.
  • Формование прессованием в горизонтальных формах.

Формование элстаровых изделий производится в формах разъемной конструкции, выполняемых из металла и диэлектрика. Две противоположные стенки (плоскости), формы являются электродами. Поддон и крышка формы выполняются из диэлектрического материала.

В процессе формирования в целях повышения транспортной, монтажной и конструктивной прочности, а также для образования монтажных петель при изготовлении крупноразмерных изделий применяется армирование сталью.

После выравнивания и уплотнения арболитовой смеси в форме последняя запирается крышкой и передается на пост электростабилизации (обработки постоянным электрическим током знакопеременных импульсов).

2.3.3.Электростабилизация.rel="nofollow">

Схватывание и твердение бетонных смесей,приготовленных без специальных добавок, происходит только при положительной температуре и установленной влажности.

При наличии достаточного количества влаги бетонная смесь твердеет тем интенсивнее, чем выше ее температура. Однако чрезмерно повышать температуру нельзя, так как это вызывает интенсивное выпаривание влаги из бетонной смеси, а при затвердевании приводит к снижению прочности изделий.

С понижением температуры твердение бетонной смеси замедляется. При температуре ниже 0°С вода в бетонной смеси замерзает и химическая реакция соединения воды с цементом прекращается. Расширяясь при замерзании, эта вода нарушает структуру бетона и снижает его прочность. При многократном замерзании бетона в его раннем возрасте возможна полная потеря прочности.

Таким образом, на прочность бетона во время процесса раннего твердения оказывает вредное влияние как отрицательная, так и чрезвычайно высокая температура.

На твердение бетонной смеси с органическим заполнителем, большое влияние оказывают и находящиеся в заполнителе экстрагирующие и сахаристые вещества, которые при повышении температуры свыше +20°С резко увеличивают свою активность и тем самым не способствуют схватыванию смеси. Поэтому ускорение твердения арболитовой смеси с помощью тепла оказывается невозможным.

В основу такой технологии можно с успехом положить способ, известный под названием ПК, основанный на использовании энергии постоянного тока знакопеременных импульсов.

Суть его заключается в следующем:

известно, что тела, проводящие ток, подразделяются на проводники первого и второго рода. Разница между ними в том,что в проводниках первого рода (металлах) прохождение электрического тока вызывается движением свободных электронов, не связанных с атомом вещества. Благодаря этому прохождение тока не сопровождается изменением химического состава металла.

В проводниках второго рода (строительных растворах, бетонных смесях и др.) прохождение тока связано с передвижением материальных частиц и переносом электрических зарядов, выделяемых у обоих электродов. Молекулы веществ, составляющих растворы или бетонные смеси, под воздействием тока расщепляются на противоположно заряженные ионы. Под действием электрических зарядов положительные ионы притягиваются к отрицательному полюсу, а отрицательные - к положительному. Ионы, достигая металлических электродов, отдают свои заряды и превращаются в нейтральные атомы. Следовательно, под воздействием постоянного тока происходит разложение вещества - ЭЛЕКТРОЛИЗ.

Кроме электролиза к группе электрических явлений могут быть отнесены и электрокинетические явления, также связанные с передвижением материи, - ЭЛЕКТРООСМОС и ЭЛЕКТРОФОРЕЗ.

Если в строительный раствор или бетонную смесь погрузить или положить на его поверхность два металлических электрода и разноименно зарядить их, то в массе, заключенной между электродами, создается электрическое поле. Это происходит в силу того, что строительный раствор или бетонная смесь по отношению к электрическому току является проводником и электролитом. Как показывают исследования, создаваемое в строительных растворах или бетонных смесях электрическое поле имеет ту же геометрию, что и в других проводниках.

При прохождении тока в строительных растворах или бетонных смесях используется главным образом жидкая фаза. Газообразная фаза также может использоваться в проведении тока. Проводимость тока газообразной фазой зависит от степени насыщения последней водяными парами, а также от степени ионизации.

Кроме ионов, в проведении электрического тока участвуют и мицеллы.

Твердую фазу строительного раствора или бетонной смеси можно рассматривать как пористую неподвижную стенку, поры которой действуют как совокупность мельчайших капилляров. Электропроводимость жидкой и газообразной фаз строительного раствора или бетонной смеси будет зависеть от числа переносчиков электрических ионов и их скорости. В электрическом поле на каждый ион действует сила, равная произведению ионного заряда на напряжение поля. На ионы одинаковой валентности действует одинаковая электрическая сила. Так как ионы имеют разные размеры в разной степени гидратации, то они будут испытывать различное сопротивление, отчего и скорость их движения не будет одинаковой.

Особой подвижностью отличаются ионы Н` и ОН`. На скорость переноса тока ионами большое влияние оказывает вязкость или внутреннее трение строительного раствора или бетонной смеси. Вязкость будет уменьшаться при первоначальном повышении температуры и сохранения влажности и увеличивается по мере повышения концентрации раствора.

Электропроводимость коллоидных систем (золей) долгое время объясняли действием электролитов, находящихся в интермицеллярной жидкости. В настоящее время участие мицелл в проведении электрического тока достаточно обосновано.

Сравнивая электропроводимость золя и полученного из ультрафильтра (интермицеллярная жидкость), мы видим, что значительная часть электропроводимости падает на долю мицелл. При прохождении тока через коллоидный раствор или взвесь микроскопических частиц они перемещаются к одному из полюсов. При этом перемещается не вся мицелла в целом, а лишь ядро частицы с внутренней обкладкой двойного слоя - так называемая гранула. Внешний ионный слой (поглощенные ионы) вместе с захваченной ими жидкостью переносятся к противоположному полюсу. Так же как в случае обыкновенного электролита электропроводимость гранулы и противоионов обуславливается их подвижностью. Однако это явление, не имеющее ничего общего с переносом ионов и их разрядов на электродах, относится к электрическим явлениям, вызываемым движением материи,электрофоретиче ским перемещением в строительном растворе или бетонной смеси частиц.

При наличии твердой,неподвижной фазы в строительном растворе или бетонной смеси в электрическом поле жидкость будет передвигаться, т.е. будет происходить ее электроосмотическое перемещение. Перемещение жидкости происходит потому,что твердая фаза строительного раствора или бетонной смеси в своих капиллярах электризуется отрицательно, жидкость - положительно, а поэтому и переносится к отрицательному полюсу.

Направление переноса определяется знаком электризации. Диполь воды ориентируется вокруг катионов так,что отрицательный диполь направлен к положительному иону,а положительный - к отрицательному. Таким образом, вокруг заряженных частиц строительного раствора или бетонной смеси накапливается вода.Накопление воды около одного из электродов объясняется различной скоростью движения ионов. Ионы одного знака уносят с собой больше воды, чем ее переносят ионы другого знака.

Следовательно, в строительном растворе или бетонной смеси при прохождении тока могут возникать все явления, происходящие в проводниках второго рода:электролиз,электроосмос, электрофорез. Тонкодисперснаячастьстроительногораствораили бетонной смеси обладает особыми электрическими свойствами. При пропускании постоянного тока через строительный раствор или бетонную смесь коллоидные частицы под влиянием разности потенциалов ведут себя как сложные электрические системы, состоящие из положительно и отрицательно заряженных частиц.

Пропускание постоянного тока вызывает электролиз и электрокинетические явления. Под воздействием постоянного тока положительно заряженные ионы металлов и водорода направляются к катоду, а отрицательно заряженные - к аноду и здесь нейтрализуются или вступают во взаимодействие между собой. Электролизу сопутствует электроосмос и передвижение жидкой фазы строительного раствора или бетонной смеси от анода к катоду,а в разбавленных суспензиях - электрофорез - передвижение отрицательно заряженных твердых частиц от катода к аноду.

В результате электролиза и электрокинетических явлений, возникающих при пропускании постоянного тока, происходит значительное изменение свойств арболитовой смеси и более полное использование свойств арболитовой смеси и более полное использование клеящих веществ, в данном случае - портландцемента.

Одновременно с электролизом и с переносом ионов, а также электроосмотическим передвижением жидкой фазы уменьшается количество воды в строительном растворе или бетонной смеси, что приводит к ускорению процессов схватывания и твердения.

Этому в значительной степени способствуют соединения, образующиеся в результате сопутствующих электролизу вторичных химических реакций.

В чем же проявляется действие на строительный раствор или бетонную смесь постоянного тока? Постоянный ток воздействует на электрическую способность строительного раствора или бетонной смеси и на протекающие в них электрохимические процессы.Под энергетической способностью строительного материала или бетонной смеси подразумевается степень активности взаимодействия его отдельных фаз (твердой, жидкой и газообразной) как в части физико-химических процессов, так и химических реакций, которые приводят к изменению свойств строительного раствора или бетонной смеси.

Следовательно, при искусственном наложении электрического поля - постоянного тока в нашем случае - арболитовая смесь получает дополнительное количество энергии. Постоянный электрический ток является источником энергии и производимой ею работы. При пропускании постоянного тока знакопеременных импульсов изменяется периодически заряд частиц, и электрическая энергия переходит в механическую. Благодаря этому в арболитовой смеси возникает ряд физико-химических процессов и сопутствующих им первичных и вторичных химических реакций.

Таким образом, постоянный ток возбуждает ряд новых процессов и реакций, направляет, интенсифицирует и ускоряет протекающие в арболитовой смеси различные физико-химические реакции, способствует переносу ионов, изменению заряда частиц и физико-химической природы их поверхности.

В итоге постоянный электрический ток знакопеременных импульсов, проходя через арболитовую смесь, способствует диспергированию (разукрупнению)цементных частиц - зерен, повышает их реактивную способность, увеличивает количество коллоидных новообразований. Одновременно электрообработка постоянным током знакопеременных импульсов цементоводных смесей во влажно-рыхлом состоянии разрушает вторичные коагуляционные структуры, образующиеся в цементном тесте в процессе взаимодействия с водой.

Это приводит не только к более полной гидратаци и массы зерен цемента, но и к равномерному распределению цементного клея (геля) между зернами цемента и заполнителя. Может возникнуть вопрос: а нельзя ли для этих целей использовать переменный ток промышленной частоты? Нет, нельзя. Как известно, генераторы переменного тока устраиваются обычно так, чтобы период переменного тока был равен 1/50 секунд,число перемен направления тока в этом случае равно 100 в секунду, т.е. 6000 в минуту. Такой синусоидальный ток не создает направленности физико-химических процессов, протекающих в арболитовой смеси электрообработке, и для этих целей не может быть пригоден.

Практическое применение способа электростабилизации сводится к тому, что через арболитовую смесь, заключенную между двумя электродами, являющимися одновременно и стенками формы, пропускается постоянный или предварительно выпрямленный переменный электрический ток знакопеременных импульсов.

Частота знакопеременных импульсов и время воздействия тока на арболитовую смесь устанавливаются в зависимости от физико-механических и химических свойств исходных материалов, объема и конфигурации формы и изделия.

История электростабилизированного арболита - ЭЛСАР. Метод скользящей опалубки.

Испытание метода скользящей опалубки проводились в 2000 году. Задача построить вот такой домик. Метод показал хороший результат и работоспособность технологии элстар.

b_5d68e47bcda7b.jpg

Скользящая опалубка - это листы нержавеющей стали 1*1(м) на деревянной раме. На подготовленном фундаменте скрепляется опалубка одного метра всего строения.

b_5d68e47c15249.jpg

b_5d68e47c3a49f.jpg

b_5d68e47c6fd65.jpg

b_5d68e47ca79c1.jpg

Жидкая фракция элстара заливается и уплотняется в опалубку.

b_5d68e47cd51ef.jpg

Опалубка ставится по всему периметру строения.

b_5d68e47d09408.jpg

b_5d68e47d2c910.jpg

b_5d68e47d4ffba.jpg

b_5d68e47d7447b.jpg

Подготовка смеси.

b_5d68e47d982e8.jpg

b_5d68e47dbc146.jpg

Дроблёнка.

b_5d68e47de47de.jpg

Генератор и преобразователь энергии.

b_5d68e47e15be1.jpg

Вставка окна.

b_5d68e47e3bc9f.jpg

b_5d68e47e5d79e.jpg

После стабилизации крепится второй ярус опалубки.

Автор технологии мой отец - Виктор Михайлович Маслов.

b_5d68e47e7e8cc.jpg

После стабилизации снимается первый ярус и крепится выше второго создавая третий.

b_5d68e47ea0413.jpg

Уплотнение и трамбовка вручную.

b_5d68e47ec332e.jpg

b_5d68e47f0070e.jpg

Мой отец Виктор Михайлович Маслов.

b_5d68e47f2c430.jpg

b_5d68e47f4cfe1.jpg

b_5d68e47f6e0c7.jpg

b_5d68e47f92977.jpg

b_5d68e47fb3818.jpg

b_5d68e47fe319a.jpg

b_5d68e4801383e.jpg

b_5d68e480372c2.jpg

b_5d68e4805e034.jpg

b_5d68e4808422e.jpg

b_5d68e480a6a29.jpg

Вид элемента опалубки.

b_5d68e480cad3d.jpg

3D модель - https://skfb.ly/6LUs6

Продолжение следует.

Видео -

С уважением Игорь Маслов igor10091962@mail.ru

0
В избр. Сохранено
Авторизуйтесь
Вход с паролем
Комментарии
Первые Новые Популярные
Комментариев еще не оставлено
Выбрать файл
Блог проекта
Расскажите историю о создании или развитии проекта, поиске команды, проблемах и решениях
Написать
Личный блог
Продвигайте свои услуги или личный бренд через интересные кейсы и статьи
Написать
Комментарии