СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО ПОРИЗОВАННОГО БЕТОНА Российский патент 1995 года по МПК C04B38/08 

Изобретение относится к строительным материалам, в частности, к составу сырьевой смеси для приготовления легкого поризованного бетона, применяемого в производстве конструкционно-теплоизоляционных изделий в виде панелей, ограждающих конструкций и др.

Известна керамзитовая смесь, включающая портландцемент, керамзитовый заполнитель при водоцементном отношении В/Ц 0,55-60 [1]
Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси является керамзитобетонная смесь, включающая, кг/м³: Цемент 140-214 Керамзит 360-460 Песок 135-300
Воздухововлекающая добавка ПО-6 0-2,5 Вода 165-225 [2]
Недостатком известных керамзитобетонов является их невысокая прочность и повышенное водопоглощение (табл. 2).

Цель изобретения увеличение прочности, понижение водопоглощения легкого бетона.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь, включающая цемент, воду и алюминиевую пудру, содержит в качестве легкого заполнителя гравий вспученных дацитов с объемным весом 450 кг/м³ и песок вспученных ортофиров объемным весом 900-1000 кг/м³ с пониженным водопоглощением (10%) при следующем соотношении компонентов, кг/м³: Цемент 220-240
Гравий вспученных дацитов 400-450
Песок вспученных ортофиров 175-220 Алюминиевая пудра 0,52-0,77 Вода 130-150
Для получения указанного состава в качестве крупного заполнителя используется гравий вспученных дацитов с насыпной плотностью 450 кг/м³ и порочностью 2,6-2,8 МПа. Гравий получают из дацитов следующим образом. Дробят на щековой дробилке породу, затем при весовом соотношении 80-50:17-48 (дацит: тощая глина) смесь дацит-глина подвергают помолу в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500-3000 cм²/г, гранулируют с введением вспучивающей добавки в виде дисперсии отработанного масла в воде при соотношении в смеси дацит-глина: масло отработанной 97-96:3-4; затем опудривают в грануляторе мелким кварцевым песком, обжигают с подсушкой и термоподготовкой в течение 30-20 мин в печах с расширенным барабаном в течение 7-10 мин с последующим охлаждением в холодильнике-термостате. Предварительная подготовка создает аморфизацию хлоритиодов (они приобретают свойства стекла) и предварительное выгорание отработанного масла, а также позволяет выровнять (усреднить) коэффициент вспучивания в гранулах. Она обусловливает при дальнейшем нагревании размягчение частиц дацита уже при температуре ниже 900^оС. При температуре 1100-1200^оС наблюдается плавление и поляризация смеси.

Получаемые гранулы с насыпной плотностью 300-390 кг/м³ имеют прочность 2,3-3,0 МПа, низкое водопоглощение 3,8-4,3% и обеспечивают хорошее сцепление с вяжущим. При многочисленных опытах на сжатие ни в одном случае не наблюдалось отслоение гранул от вяжущего. Сцепление вяжущего с гравием обусловлено механическим заполнением цементного камня пор гранул и химическим взаимодействием контактирующих фаз: гранула цементный камень. Дацитовые гранулы имеют остеклованную поверхность и стекло активно реагирует (данные петрографических и рентгеновских исследований) с Ca/OH₂, образующимся при гидратации цемента, что приводит к образованию на поверхности контакта нерастворимого в воде гидросиликата кальция CaO ˙ SiO₂ ˙ nH₂O, упрочняющего контактную зону: пористый слой гранулы цементный камень. Поэтому бетон на предлагаемом крупном заполнителе не пропускает воду при одностороннем давлении и делает его достаточно морозостойким.

Песок получают путем дробления гравия из вспученных ортофиров. Песок имеет объемную насыпную массу 900-1000 кг/м³, прочность при сдавливании 3,0-3,2 МПа и низкое водопоглощение не более 10% По этим параметрам он качественнее, чем песок, получаемый из гравия вспученных дацитов (насыпная масса 1000-1100 кг/м³, прочность 1,6-1,8 МПа, водопоглощение 12%).

Зерна песка из вспученных ортофиров взаимодействуют с цементным камнем так же, как и гравий дацитов и цементный камень. Процесс получения гравия, используемого для приготовления песка следующий:
горные породы ортофиры дробят на щековой дробилке, затем с глиной и нефтешламом (при соотношении, порода-ортофир: глина: нефтешлам 70:85:8- 10: 5-20), подвергают совместному тонкому помолу в шаровой мельнице до удельной поверхности 3000-3500 см²/г, увлажняют до формовой влажности в двух-трех глиномешалках, вводя воду порциями, и формируют пластическим формованием сырцовые гранулы. Сушку и термоподготовку гранул совмещают и проводят ее при 150^оС в течение 30 мин для удаления механической и адсорбционной влаги, после чего сразу же следует обжиг при 1170-1180^оС в течение 7-10 мин с последующим охлаждением в холодильнике-термостате. Затем гравий дробят и получают песок с объемной насыпной плотностью 900-1000 кг/м³, прочностью 3,0-3,2 МПа и водопоглощением до 10%
Приготовление смеси, перемешивание компонентов осуществляется следующим образом.

В смеситель подают песок фракции ≅ 5 мм и портландцемент марки 400, все перемешивается до получения ровного цвета. В сухую массу добавляется крупный заполнитель гравий вспученных дацитов фракции 10-20 мм и после перемешивания масса затворяется водой, которую постепенно добавляют до получения смеси подвижной консистенции, затем в нее подают водоалюминиевую суспензию и поризованная смесь перемешивается дополнительно в течение 1-2 мин. По окончании перемешивания определяют подвижность смеси и осуществляют укладку ее в формы по ГОСТ 10181-76. Из смеси формуют образцы-кубы размером 15 х 15 х 15 см и уплотняют вибрированием до посадки пластинок на боковые стенки формы (но не более 3 мин). Через 30 мин после формования образцы-кубы подвергают термовлажностной обработке в пропарочной камере по режиму 3+ 6+ 3 при температуре изометрического прогрева 85^оС, при этом режим поддерживается автоматически. После пропаривания образцы-кубы извлекаются из формы.

Все испытания образцов бетона проводят через сутки после термообработки по стандартной методике.

Образцы выдержали 150 циклов попеременного замораживания и оттаивания без каких-либо видимых признаков разрушения, со снижением прочности до 10%
Образцы бетона из предлагаемой смеси (табл. 1) позволяют изготовить поризованные легкие бетоны плотностью в сухом состоянии 870-920 кг/м³, прочностью 87-97 кг/см², водопоглощением 9-12%
При проведении нами патентного поиска не были обнаружены источники информации, описывающие использование гравия из вспученных дацитов и песка из вспученных ортофиров для приготовления легкого поризованного бетона.

По сравнению с известными составами [2] предлагаемый поризованный легкий бетон при одинаковой плотности обладает прочностью, превышающей керамзитобетоны в 1,3-2,3 раза.

Кроме того, легкие поризованные бетоны обладают пониженным водопоглощением, менее 12% (табл. 2), так как вводимые легкие заполнители имеют, в основном, закрытую пористость и проницаемость не более 4-7%
Использование легких поризованных бетонов позволит повысить прочностные показатели и уменьшить водопоглощение.

Применение предлагаемой смеси для приготовления легких поризованных бетонов позволяет также расширить сырьевую базу промышленности строительных материалов за счет использования дацитового гравия и ортофирового песка. Кроме того, уменьшает конечную стоимость строительства за счет уменьшения толщины конструкций и увеличения ее геометрических размеров или снижения расходов на отопление зданий, снижения объема металлической бортоснастки для формования изделий и снижения транспортных расходов.

Использование: приготовление легкого поризованного бетона, применяемого в производстве конструкционно-изоляционных изделий в виде панелей, ограждающих конструкций и др. Сущность: сырьевая смесь для приготовления легкого поризованного бетона включает цемент 220-240 кг/м³, гравий вспученных дацитов 400-450 кг/м³, песок вспученных ортофиров 175-220 кг/м³, алюминиевую пудру 0,52-0,77 кг/м³ и воду 130-150 кг/м³. При приготовлении сырьевой смеси песок перемешивают с цементом, затем добавляют гравий и после перемешивания полученную массу затворяют водой с последующим введением при перемешивании водной суспензии алюминиевой пудры. Изделия, получаемые из данной сырьевой смеси, характеризуются плотностью в сухом состоянии 870-920 кг/м³ прочностью 87-97 кг/м² водопоглощением 9 - 12%. 2 табл.

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО ПОРИЗОВАННОГО БЕТОНА, включающая цемент, крупный пористый заполнитель, мелкий пористый заполнитель, порообразующую добавку и воду, отличающаяся тем, что в качестве крупного пористого заполнителя она содержит гравий вспученных дацитов, в качестве мелкого заполнителя песок вспученных ортофиров, а в качестве порообразующей добавки алюминиевую пудру, при следующем соотношении компонентов, кг/м³:
Цемент 220 240
Гравий вспученных дацитов 400 450
Песок вспученных ортофиров 175 220
Алюминиевая пудра 0,52 0,77
Вода 130 150