Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона

Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона

Реферат

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления ячеистого бетона, используемого в промышленном и гражданском строительстве.

Известна сырьевая смесь, содержащая, мас.%: портландцемент 43,0-46,2, шлак металлургического производства 12,0-14,4, песок 15,0-18,0, пенообразующую добавку на основе стеарата натрия плотностью 1,15-1,7 г/см³ 9,5-10,3, химическую добавку «ДЭЯ» 0,4-0,5, алюминиевую пудру 0,5-0,6, фиброволокно 1,4-1,8, воду 12,0-14,4 (патент РФ №2145315, С04В 38/10, 02.03.1999 г.).

Недостатком данного технического решения являются пониженные звуко- и теплозащитные свойства материала.

Известна сырьевая смесь, содержащая, мас.%: портландцемент 44,0-47,0, монтмориллонитовую глину, включающую не менее 60% минерала 11,0-13,8, пенообразующую добавку «НИКА» 0,5-0,7, воду 40,0-42,8 (патент РФ №2145586, С04В 38/10, 02.03.1999 г.).

К недостаткам данного технического решения можно отнести пониженные звуко- и теплозащитные свойства материала.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленной сырьевой смеси является композиция, состоящая из портландцемента, многослойных углеродных нанотрубок и воды, содержащая, мас.%: портландцемент 33,0-77,0, многослойные углеродные нанотрубки размером (6,0·10^-8…2,0·10^-7) м 0,0001-2,0, вода - остальное (патент РФ №2233254, С04В 28/02 // С04В 111:20).

Недостатком данного технического решения являются пониженные звуко- и теплозащитные свойства материала.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание ячеистого бетона с улучшенными звуко- и теплозащитными свойствами.

Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая портландцемент, песок молотый, многослойные углеродные нанотрубки, пенообразующую добавку и воду, содержит песок молотый с удельной поверхностью S_уд. не менее 200 м²/кг, многослойные углеродные нанотрубки размером 10^-9…5,94·10^-8 м и дополнительно-золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью S_уд. не менее 300 м²/кг и содержанием SiO₂ не менее 55,0%, СаО не более 3,0% и бентонитовую глину с удельной поверхностью S_уд. не менее 350 м²/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент	26,490-28,638
указанный песок	18,962-19,300
указанные золошлаковые отходы	28,895-29,270
указанная глина	0,704-0,758
указанные нанотрубки	0,001-0,002
пенообразующая добавка	0,305-0,330
вода	22,495-23,850

Новым по сравнению с сырьевой смесью, выбранной за прототип, является то, что вводится молотый песок с удельной поверхностью - S_уд. не менее 200 м²/кг, многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ) взяты размером 10^-9…5,9·10^-8 м и дополнительно - золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью - S_уд. не менее 300 м²/кг с содержанием SiO₂ не менее 55,0% и СаО не более 3,0%, бентонитовая глина с удельной поверхностью - S_уд. не менее 350 м²/кг.

По данным физико-химических исследований: рентгенофазового и дефиренциальнотермического методов анализа установлено, что в присутствии золошлаковых отходов от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью - S_уд. не менее 300 м²/кг и содержанием SiO₂ не менее 55,0%, СаО не более 3,0%, а также в присутствии МУНТ размером 10^-9…5,9·10^-8 м образуется повышенное количество гидросиликатов кальция, представленных в основном низкоосновными гидросиликатами кальция типа CSH (I), имеющих волокнистую структуру.

Таблица 1
Химико-минералогический состав золошлаковых отходов от сжигания твердого топлива
Химический состав золы, %
SiO2	Fe2O3	Al2O3	CaO	MgO	SO3	Na2O3	K2O
59,2	8,2	24,2	2,6	0,5	1,3	0,63	2,3

Присутствие в составе сырьевой смеси бентонитовой глины оказывает положительное влияние на формирование устойчивой структуры ячеистого бетона, которое при наличии повышенного количества образующих гидратных соединений, отличается формированием мелких пор и по данным микроскопических исследований в затвердевшем пенобетоне образуются мелкие удлиненные поры, открытые с одной стороны. Все вышеуказанные изменения, происходящие в процессе твердения ячеистого бетона (пенобетона), способствуют улучшению звуко- и теплозащитных свойств материала.

На момент подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона неизвестна и обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство сырьевой смеси для изготовления ячеистого бетона в присутствии молотого песка с удельной поверхностью - S_уд. не менее 200 м²/кг, золошлаковых отходов от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью - S_уд. не менее 300 м²/кг и содержанием SiO₂ не менее 55,0%, CaO не более 3,0%, бентонитовой глины с удельной поверхностью - S_уд. не менее 350 м²/кг, пенообразующей добавки и МУНТ размером 10^-9…5,9·10^-8 м, которые позволяют получить улучшенные тепло- и звукозащитные свойства материала по сравнению с прототипом.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления теплоизоляционно-конструкционного ячеистого бетона (пенобетона), обладающего улучшенными тепло- и звукозащитными свойствами.

Пример выполнения

1. Приготовление растворной смеси

1.1. Дозируют:

- портландцемент;

- молотый песок с удельной поверхностью - S_уд. не менее 200 м²/кг;

- золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью - S_уд. не менее 300 м²/кг и содержанием SiO₂ не менее 55,0%, СаО не более 3,0%;

- бентонитовую глину с удельной поверхностью - S_уд. не менее 350 м²/кг;

- МУНТ размером 10^-9…5,9·10^-8 м;

- воду.

1.2. Отдозированные материалы транспортируют в пенобетоносмеситель, где производят перемешивание компонентов до получения однородной растворной массы.

2. Приготовление строительной пены

2.1. Дозируют:

- концентрированный раствор пеноконцентрата «Addimen Sb-31», который является химическим пенообразующим агентом, получаемым посредством процесса специального превращения макромолекул натурального протеина гидролизом в водном растворе, соответствующий стандарту ASTM 869-80, имеет сложный состав, мас.%: алканы C₁₂-C₁₉ - 64, изобутиловый спирт (изобутанол) - 2, амины алифатические C₇-C₉ (расчет по моноэтаноламину) - 21, формальдегид - 13.

Также можно использовать концентрированные растворы пеноконцентратов «НИКА» или «КВИН».

Сырье, используемое для приготовления добавки «НИКА», должно удовлетворять требованиям, установленным в нормативных документах на эти материалы и соответствовать следующим характеристикам: кератиносодержащие белки: рН 6,5-7,0;

серная кислота по ГОСТ 2184-77; натриевая щелочь (едкий натр) по ГОСТ 2263-79; сернокислое железо по ГОСТ 4148-78; фтористый натрий по ГОСТ 2871-75. Жидкость темно-коричневого цвета. Плотность не менее - 1,026 кг/м³. Кратность пены не менее - 6. Устойчивость пены не менее - 18 мин (ТУ 5743-001-49990652-99).

Сырье, используемое для приготовления добавки «КВИН», должно удовлетворять требованиям, установленным в нормативных документах на эти материалы, и соответствовать следующим характеристикам: натриевые соли высших жирных кислот: рН 9,5-10,0, р=1,005-1,01 г/см³; водный раствор силиката натрия: рН 9,5-10,0, р=1,010-1,012 г/см³. Жидкость темно-коричневого цвета. Плотность не менее - 1,0-1,015 кг/м³. Кратность пены не менее - 6. Устойчивость пены не менее - 12 мин (ТУ 5743-001-49990652-99).

- воду.

2.2. Отдозированные компоненты перемешивают в полиэтиленовой емкости до однородности раствора.

2.3. При помощи пеногенератора получают строительную пену.

3. Приготовление сырьевой смеси

3.1. Полученную строительную пену при помощи насоса пеногенератора транспортируют в пенобетоносмеситель, где происходит совместное перемешивание приготовленной растворной смеси и строительной пены до получения однородной сырьевой смеси ячеистого бетона.

3.2. Полученную сырьевую смесь ячеистого бетона из пенобетоносмесителя с помощью героторного насоса заливают в формы требуемых изделий, твердение которых осуществляется согласно технологическому регламенту.

Исследования физико-механических характеристик проведены согласно требованиям ГОСТ 12852-87 «Бетон ячеистый. Общие требования к методам испытаний», ГОСТ 16297-80 по звукопроницаемости, ГОСТ 7076-87 по теплопроводности.

Полученные результаты представлены в таблице 2.

Анализ экспериментальных данных показывает, что заявленная сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона по сравнению с прототипом обеспечивает получение ячеистого бетона с повышенными техническими характеристиками, а именно: понижение звукопроницаемости на 20%, понижение коэффициента теплопроводности на 19%.

Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая портландцемент, песок молотый, многослойные углеродные нанотрубки, пенообразующую добавку и воду, отличающаяся тем, что содержит песок молотый с удельной поверхностью S_уд. не менее 200 м² /кг, многослойные углеродные нанотрубки размером 10^-9…5,9·10^-8 м и дополнительно - золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью S_уд. не менее 300 м²/кг и содержанием SiO₂ не менее 55,0%, СаО не более 3,0% и бентонитовую глину с удельной поверхностью S_уд. не менее 350 м²/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент	26,490-28,638
указанный песок	18,962-19,300
указанные золошлаковые отходы	28,895-29,270
указанная глина	0,704-0,758
указанные нанотрубки	0,001-0,002
пенообразующая добавка	0,305-0,330
вода	22,495-23,850