СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО БЕТОНА Российский патент 1995 года по МПК C04B40/00 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения легкобетонных смесей.

Известна сырьевая смесь для приготовления бетона, включающая портландцемент, микропористый заполнитель, полистирол и воду [1].

Бетон, полученный из известной сырьевой смеси, хотя и обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, но имеет низкую прочность при сжатии.

Целью изобретения является получение пористого бетона (650-1300 кг/м³) с высокой прочностью на сжатие) (10-25 МПа).

Цель достигается тем, что сырьевая смесь дополнительно содержит песок и полимерные микрочастицы с размером частиц 0,1-10 мкм, а микропористый заполнитель содержит фракции 4-12 мм, а полистирол используется с размером частиц 1-4 мм при следующем содержании компонентов, мас.ч.: Портландцемент 100
Микропористый заполнитель 83,3-174 Полистирол 0,3-9,53 Песок 66,7-102,6
Полимерные микрочастицы 1,0-1,5 Вода 53,8-57,2
Сырьевая смесь может быть приготовлена смешиванием всех составляющих бетона в сухом виде до добавления воды. Цементное тесто смешивается между крупными частицами заполнителя. Одновременно образуются и стабилизируются все воздушные пузыри.

Другой способ основан на смешивании в два этапа. Сначала образуется раствор путем смешивания цемента, воды, песка, частиц заполнителя размером около 2 мм и дисперсии полимера. На протяжении этого этапа смешивания должны быть образованы воздушные пузыри с оптимальной вязкостью. К готовому раствору добавляют крупные частицы заполнителя, а также остальную часть воды, и процедура смешивания может быть закончена после окончания короткого дополнительного смешивания. Второй способ является предпочтительным ввиду большей гомогенности цементного теста, т.е. ввиду малого изменения отношения вода-цемент и малого поглощения цемента на поверхности влажного крупнозернистого заполнителя. Эти параметры определяют долговечность и развитие прочности бетона.

Зерна полистирола имеют плотность 20-60 кг/см² и могут рассматриваться как крупные воздушные пузыри с геометрической стабильностью. Легкий заполнитель может состоять из различных типов натуральных и синтетических заполнителей, например пемзы или глины. Воздушные пузыpи диаметром 30-500 мкм, образованные во время смешивания, и стабилизированные микрочастицами полимеры, абсорбированные на внутренней поверхности этих пузырей, представляют собой наименьшие легкие зерна с малой плотностью. Окружающая среда воздушных пузырей, образованная водой и флокулированными зернами цемента и полимерными микрочастицами, включается в массу и объем стенок воздушных пузырей. Частицы заполнителя с диаметром, почти равным диаметру воздушных пузырей, выбираются имеющими почти сферическую форму и высокую пористость (90% ) при практически полном отсутствии способности поглощать воду. Такие частицы могут рассматриваться как большие воздушные пузыри с высокой стабильностью и низкой деформируемостью. Таким требованиям удовлетворяют экспандированные полимерные частицы.

Крупнозернистый заполнитель имеет наибольшую плотность частиц среди всех заполнителей, за исключением количества натурального песка. Крупнозернистый заполнитель может иметь значительную способность поглощать воду, что также может быть благоприятным для стабильности бетона и предотвращения сегрегации. В данном случае в качестве крупнозернистого заполнителя лучше использовать легкий заполнитель.

Полимерные микрочастицы состоят из смеси двух различных типов с различными способами действия при образовании воздушных пузырьков. Один тип состоит из синтетических полимерных частиц, имеющих диаметр 0,1-1 мкм, а другой тип - из натурального полимера, при этом отношение между этими типами микрочастиц составляет 5-30%.

В качестве материала первого типа полимерных микрочастиц может быть использован сополимер акрилвинилиденхлорида или стиролбутадиена, а в качестве частиц другого типа может быть выбран полимер типа асфальта. Для введения в растворную часть бетона могут быть использованы с размером частиц 0,1-10 мкм гомополимер или сополимер стирола и/или один или несколько сложных эфиров акриловой или метакриловой кислоты общей формулы
CH₂= COOR₂ где R₁ = Н или СН₃, а R₂ = радикал спирта с 1-18 атомами углерода, такой как метакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, гексилакрилат, бутилакрилат или 2-этилгексилакрилат, метилметакрилат, этилметакрилат, бутилметакрилат, гексилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат.

П р и м е р. Содержание компонентов, мас.ч.: Портландцемент 100
Микропористый заполнитель 96 Полистирол 0,6 Песок 101
Полимерные микрочастицы 1 Вода 53,8
Из этой смеси получен бетон с плотностью 1300 кг/см³.

Прочность на сжатие составляет на 28 день ≈ 25 МПа. Водонепроницаемость соответствует проникновению воды через 24 ч одностороннего давления при восьмикратных превышениях и составляет 3-15 мм, а морозоустойчивость составляет 36 циклов.

Использование: в области производства строительных материалов для приготовления легкого бетона. Сущность изобретения: сырьевая смесь содержит на 100 мас. ч. портландцемента 83,3 - 174 мас.ч. микропористого заполнителя с размером частиц 4 - 12 мм, 0,3 - 9,53 мас.ч. полистирола, 53,8 - 57,2 мас.ч. воды и дополнительно содержит 66,7 - 102,6 мас.ч. песка и 1,0 - 1,5 мас.ч. полимерных микрочастиц. Объемный вес полученного из этой смеси бетона составляет 650-1300 кг/м³ с прочностью на сжатие 10 - 25 МПа.

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО БЕТОНА, включающая портландцемент, микропористый заполнитель, полистирол и воду, отличающаяся тем, что она содержит микропористый заполнитель фракции 4 - 12 мм, полистирол фракции 1 - 4 мм и дополнительно содержит песок и полимерные микрочастицы с размером частиц 0,1 - 10 мкм при следующем содержании компонентов, мас.ч.:
Портландцемент - 100
Микропористый заполнитель фракции 4 - 12 мм - 83,3 - 174,0
Полистирол фракции 1 - 4 мм - 0,3 - 9,53
Песок с размером частиц 0,1 - 10 мкм - 66,7 - 102,6
Полимерные микрочастицы с размером частиц 0,1 - 10 мкм - 1,0 - 1,5
Вода - 53,8 - 57,2