Состав для склеивания легких бетонов и способ его получения

Состав для склеивания легких бетонов и способ его получения

Реферат

Изобретение относится к области клеевых составов, предназначенных для использования в строительстве, в частности для склеивания ячеистых цементных и легких древесных бетонов.

Известен состав клея на основе жидкого натриевого стекла, дивинилстирольного латекса и цемента, содержащий указанные компоненты в следующем соотношении, вес. %:

жидкое натриевое стекло	50-72
цемент	8-10
дивинилстирольный латекс	20-40

Известный способ получения клеевого состава заключается в том, что цемент предварительно смешивают с 10-20% жидкого натриевого стекла от общего его количества, затем вводят дивинилстирольный латекс и после перемешивания добавляют остальное количество жидкого натриевого стекла (Авт. свид. СССР № 730776, М. Кл². C 09 J 1/02, Бюл. № 16, опубл. 30.04.80 г.).

Недостатками известного состава клея и способа его получения являются:

- преждевременная коагуляция (распад, свертывание) дивинилстирольного латекса при контакте с цементом под действием высокощелочной среды цемента и ослабление в связи с этим клеящих свойств состава, из-за отсутствия в составе отвердителя твердение клея замедляется, что недопустимо при клеевом монтаже ограждений из легкобетонных элементов (блоков, плит), в связи с чем ограничена возможность применения состава: он применяется только для склеивания картона и малопрочных целлюлозных материалов;

- увеличенная теплопроводность клеевого шва по сравнению со склеиваемым материалом из-за содержания в составе гидратированных зерен цемента, служащих проводником тепла.

Наиболее близким к заявленному изобретению является состав клеящих мастик, включающий жидкое натриевое стекло, порошкообразный наполнитель, в качестве которого используют минеральные порошки диабаза, базальта, гранита, андезита или кварцита и других, кремнефторид натрия (отвердитель) и полимерную добавку (фурановый полимер).

Известный способ получения клеящих мастик заключается в том, что в смесь жидкого натриевого стекла с полимерной добавкой вводят кремнефторид натрия в смеси с тонкодисперсным порошком наполнителя (диабаза, или базальта, или гранита и др.) (Мастики, полимербетоны и полимерсиликаты. Под ред. В.В.Патуроева и И.Е.Путляева. - М.: Стройиздат, 1975, с.183-185).

Недостатком известного состава и способа его получения является то, что наполнителями, смешиваемыми с кремнефторидом натрия, служат минеральные порошки диабаза, базальта, гранита, андезита или кварцита и др. (там же - Мастики, полимербетоны и полимерсиликаты, с.183). Эти наполнители будучи высокоплотными веществами (2,7-3,3 г/см³) придают клею жесткость и высокую теплопроводность, нежелательные при склеивании или замоноличивании швов в ограждениях из легких малотеплопроводных бетонов.

Задачей изобретения является улучшение качества клеевого состава, получаемого предлагаемым способом.

Указанная задача решается тем, что известный состав для склеивания легких бетонов, содержащий жидкое натриевое стекло, полимерную добавку, отвердитель - кремнефторид натрия - и тонкодисперсный порошкообразный наполнитель, согласно изобретению в качестве тонкодисперсного порошкообразного наполнителя содержит порошок гидролизного лигнина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое натриевое стекло	78-82
полимерная добавка	6-7
кремнефторид натрия	8-10
порошок гидролизного лигнина	4-5

а качестве полимерной добавки предлагаемый состав содержит дивинилстирольный латекс.

Указанная задача решается также тем, что в способе получения состава для склеивания легких бетонов путем введения в смесь жидкого натриевого стекла с полимерной добавкой кремнефторида натрия в смеси с тонкодисперсным порошком наполнителя согласно изобретению в смесь жидкого натриевого стекла с полимерной добавкой вводят смесь кремнефторида натрия с порошком гидролизного лигнина, взятых в соотношении 2:1 соответственно, причем смесь кремнефторида натрия с порошком гидролизного лигнина вводят в смесь, содержащую половину расчетного количества жидкого натриевого стекла и полимерную добавку, а затем, после равномерного распределения порошкообразной смеси кремнефторида натрия с гидролизным лигнином в указанной жидкой части, в нее добавляют при перемешивании вторую половину расчетного количества жидкого натриевого стекла (водный раствор силиката натрия плотностью 1,35 г/см³).

При этом в качестве полимерной добавки используют дивинилстирольный латекс. В отличие от прототипа предлагаемый состав клея в место минерального структурообразующего компонента - диабаза, базальта или гранита и др. - содержит полимерный компонент - порошок гидролизного лигнина с размером микрочастиц 10-100 мкм в комплексе с минеральным отвердителем - кремнефторидом натрия Na₂SiF₆, взятым в соотношении 2:1 (Na₂SiF₆: порошок гидролизного лигнина).

Преимущество порошка гидролизного лигнина как наполнителя по сравнению, например, с диабазом состоит в многофункциональности, наличии нескольких реакционноспособных групп - гидроксильных, карбоксильных, метоксильных, благодаря которым лигнин прочнее закрепляется в структуре клеевого состава, повышает его адгезионную активность, прочность, водо-, атмосферо- и коррозиестойкость. Высокая пористость порошка гидролизного лигнина (87-89%) снижает плотность клеевого состава, делает его менее теплопроводным. Содержание в порошке гидролизного лигнина остатков серной кислоты 1,5-2% по массе способствует полноте твердения жидкого стекла. Поэтому количество необходимого для твердения жидкого стекла дорогостоящего кремнефторида натрия может быть снижено за счет порошка гидролизного лигнина (лигнинная мука) - отхода производства, и состав клея получается более экономичным.

Способ осуществляют следующим образом. В дивинилстирольном латексе (6-7 мас.%) разводят половину расчетного количества (39-41 мас.%) жидкого натриевого стекла, состав перемешивают, при этом в него вводят полностью порошкообразную часть клея (кремнефторид натрия в количестве 8-10 мас.% в смеси с 4-5 мас.% порошка гидролизного лигнина). После равномерного распределения порошка в смесь добавляют оставшееся количество жидкого стекла при постоянном перемешивании (39-41 мас.%).

По окончании перемешивания и достижения равномерной консистенции состава его условная вязкость по вискозиметру ВЗ-4 находится в пределах 100-120 с. Через 60 минут вязкость при нормальной температуре возрастает примерно вдвое - 200-240 с, а еще через 8-10 минут достигает предела измерительной способности вискозиметра ВЗ-4 (250-300 с). Это время условно принимается за жизнеспособность клея при верхнем уровне содержания лигнина (5%) и температуре 20°±2°С. В случае работ при пониженной до 5-8°С температуре в состав вводится меньшее по расчету количество порошка гидролизного лигнина.

Пример получения состава клея для легких бетонов. В дивинилстерольном латексе, взятом в количестве 7 мас.% разводят 39 мас.% жидкого натриевого стекла, состав перемешивают, при перемешивании добавляют смесь, состоящую из 10 мас.% кремнефторида плюс 5 мас.% порошка гидролизного лигнина. После равномерного распределения порошкообразной смеси в жидкой части состава добавляют при постоянном перемешивании оставшиеся 39 мас.% жидкого натриевого стекла. Остальные примеры и эффективность предлагаемого состава клея подтверждают результаты испытаний клеевых составов соединений легкого древесного бетона - арболита (таблица 1).

Таблица 1
Прочность на растяжение, адгезия, теплопроводность, водо- и атмосферостойкость лигнополимерсиликатного клея и клеевых соединений древесного бетона
Свойства	Показатели свойств при содержании лигнина (мас.%)	Аналог
	3	5	7
Прочность на растяжение отливок клея, МПа	0,61	0,74	0,63	-
Прочность клеевого соединения древесного бетона на растяжение, МПа	0,33	0,38	0,36	0,25
Водостойкость клеевого соединения бетона, % после 30 суток вымачивания	0,80	0,93	0,98	0,63
Теплопроводность клеевого слоя, Вт/(м·°С)	0,621	0,534	0,511	0,528
Атмосферостойкость клеевого соединения после 50 циклов в аппарате искусственной погоды, %	0,88	1,14	0,98	0,76-1,00

Результаты показывают, что при 5%-ном содержании порошка гидролизного лигнина по массе показатели свойств заявленного состава клея и выполненных из него клеевых соединений легкого древесного бетона наибольшие и превышают свойства состава прототипа и аналогов, что позволит использовать предлагаемое изобретение в строительстве для склеивания ячеистых и легких древесных бетонов.

1. Состав для склеивания легких бетонов, включающих жидкое натриевое стекло, полимерную добавку - дивинилстирольный латекс, отвердитель - кремнефторид натрия и тонкодисперсный порошкообразный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве тонкодисперсного порошкообразного наполнителя он содержит порошок гидролизного лигнина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое натриевое стекло	78-82
Дивинилстирольный латекс	6-7
Кремнефторид натрия	8-10
Порошок гидролизного лигнина	4-5

2. Способ получения состава для склеивания легких бетонов путем введения в смесь жидкого натриевого стекла с дивинилстирольным латексом кремнефторида натрия в смеси с тонкодисперсным порошком наполнителя, отличающийся тем, что в состав жидкого натриевого стекла с дивинилстирольным латексом вводят смесь кремнефторида натрия с гидролизным лигнином, взятых в соотношении 2:1 соответственно, причем смесь кремнефторида натрия с порошком гидролизного лигнина вводят в смесь, содержащую половину расчетного количества жидкого стекла и дивинилстирольного латекса, а затем после равномерного распределения порошкообразной смеси кремнетфторида натрия с гидролизным лигнином в указанной жидкой части в нее добавляют при перемешивании вторую половину расчетного количества жидкого стекла.