СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА Российский патент 1997 года по МПК C04B38/02 

Изобретение относится к пористым строительным материалам и может быть использовано для изготовления конструктивно-теплоизоляционных изделий автоклавного и безавтоклавного твержения.

Известна ячеистобетонная смесь, включающая портландцемент, алюминиевую пудру, тонкомолотый песок и комплексную добавку: едкий натр и карбоксиметилцеллюлозу [1]
Недостатком данной смеси является нестабильность процессов кинетики вспучивания, ведущая к осадке массива ячеистого бетона.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона безавтоклавного твердения, включающая цемент, молотый песок с уд. поверх. 4200 см²/г (остаток на сите 008 5%), суперпластификатор С-3 в количестве 0,2 0,8% и алюминиевую пудру 0,18 0,20% от веса вяжущего, добавки. Цемент и песок взяты в соотношении 1:1 [2]
Недостатки данной смеси.

1. Высокая осадка массива при формовании ячеистого бетона низкой плотности. В случаях, когда начальная температура смеси составляет менее 40 - 42^oC, смесь слабо вспучивается и не достигает необходимой плотности. Когда же температура смеси превышает оптимальную, происходит ее бурное вспучивание и значительная осадка массива, т.к. момент вспучивания не совпадает с моментом схватывания. Высокая осадка массива в свою очередь ведет к снижению коэффициента конструктивного качества ячеистого бетона.

2. Высокие энергозатраты на помол песка до удельной поверхности свыше 3000 см²/г при резком снижении производительности помольного агрегата.

Задачей изобретения является снижение осадки массива при высоком коэффициенте конструктивного качества.

Поставленная задача решается тем, что в сырьевой смеси, содержащей портландцемент, микронаполнитель, алюминиевую пудру и суперпластификатор, С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом в качестве микронаполнителя используют природный молотый цеолит и дополнительно измельчают известь при следующем соотношении компонентов, вес.

портландцемент 4,7 55
молотый цеолит 37 64
алюминиевая пудра 0,07 0,29
указанный суперпластификатор С-3 0,13 1,2
измельченная известь 7,8 30
Введение природного молотого цеолита в состав ячеистого бетона способствует быстрому вспучиванию смеси и стабилизации массы после вспучивания. После выливки смеси в форму начинается основное гашение извести с повышением температуры и рост массива. Пустоты цеолита заполняются молекулами воды и ионами кальция, происходит частичное замещение ионов натрия на ионы кальция, при этом усиливается электростатическое притяжение частиц, частицы гашеной извести удерживаются частицами цеолита. Образуются объемные каркасы, количество которых возрастет с увеличением степени гидратации извести. К моменту окончания процесса вспучивания ячеистой смеси создается известково-цеолитовая объемнокаркасная структура, препятствующая осадке массива.

При дальнейшем твердении ячеистого бетона щелочная среда частично разрушает структуру цеолита с выделением активных и SiO₂ и Al₂O₃, происходит взаимодействие с известью и цементом собразованием гидросиликатов, гидроалюминатов и гидрогранатов, которые обеспечивают омоноличивание частиц цеолита в прочный искусственный камень. Процесс взаимодействия между наполнителем и вяжущим наиболее эффективен при автоклавной обработке.

Природный цеолит месторождения Хонгуруу Саха (Якутия) имеет следующий химический состав, SiO₂ 66,88; Al₂O₃ 11,28; Fe₂O₃ 1,41; CaO 3,47, MgO 1,69; SO₃ 0,26; TiO₂ 0,09; (K₂O + Na₂O) 3,72, п.п. 11,00.

Содержание растворимого глинозема 8% активного глинозема 3% Минералогически породы представлены в основном клиноптилолитом (70 95%).

Содержание компонентов в смеси обосновано экспериментально, данные приведены в табл. 1,2.

Введение цеолита в количестве, превышающем 64 (составы 5, 12) и снижении расхода цемента и извести прочность ячеистого бетона снижается, ухудшается коэффициент конструктивного качества.

Введение цеолита в количестве менее 37% увеличивает осадку массива, т.к. не обеспечивается создание известково-цеолитовых структур, стабилизирующих массу ячеистого бетона.

Пример.

1. Подготовка сырьевых материалов.

Раздельно размалывают в лабораторной шаровой мельнице цеолит и известь до остатка на сите 008 10% Кварцевый песок разламывают до удельной поверхности 3200 см²/г.

Содержание кварца в песке составляет 70% В качестве вяжущего применяется портландцемент М400 и известь активностью 65%
2. Приготовление ячеистобетонной смеси.

Ячеистобетонную смесь приготавливают в смесителе емкостью 20 л.

Последовательность загрузки материалов в смеситель: вода + суперпластификатор С-3 + цемент (перемешивание 1 мин) + цеолит + известь (перемешивание 2 мин) + алюминиевая суспензия (перемешивание 2 мин).

Температура смеси при выгрузке составляет 35 40^oC. Водно-твердое отношение подбирают так, чтобы растекаемость смеси по Суттарду была для ячеистого бетона плотностью:
а) Д600 12 14 см, B/D 0,5 0,52
б) Д300 16 20 см, B/D 0,58 0,6
Составы смеси приведены в табл.1.

Приготовленную смесь заливают в формы высотой 600 мм и под воздействием вибрации вспучивают.

После вспучивания замеряют осадку массы и при достижении пластической прочности 150 г/см² горбушку ячеистого бетона подрезают.

Набор прочности ячеистого бетона проводят:
а) пропариванием образцов по режиму:
подъем температуры 3 ч
изотермическая выдержка при 95^oC 10 ч
охлаждение 3 ч
б) автоклавированием образцов по режиму:
подъем давления 3 ч
изобарическая выдержка при 0,8 МПа 8 ч
спуск давления 2 ч.

Данные по примеру приведены в табл. 2.

В графе 11 табл.2 приведены физико-механические показатели прототипа, ячеистый бетон плотностью 600 кг/м³.

Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона относится к пористым строительным материалам и может быть использовано для изготовления конструктивно -теплоизоляционных и теплоизоляционных изделий автоклавного и безавтоклавного твердения. Решаемая техническая задача состоит в снижении осадки массива. Сырьевая смесь содержит портландцемент 4,7 - 55%, известь 7,8 - 30%, молотый цеолит 37 - 64%, алюминиевую пудру 0,07 - 0,29%, суперпластификатор С-3 0,13 - 1,2%. За счет снижения осадки массива повышается коэффициент конструктивного качества ячеистого бетона. 2 табл.

Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, содержащая портландцемент, микронаполнитель, алюминиевую пудру и суперпластификатор С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, отличающаяся тем, что в качестве микронаполнителя используют природный молотый цеолит и дополнительно измельченную известь при следующем соотношении компонентов, мас.

Портландцемент 4,7 55,0
Молотый цеолит 37 64
Алюминиевая пудра 0,07 0,29
Указанный суперпластификатор 0,13 1,2
Измельченная известь 7,8 30,0й