СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИСТИРОЛБЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 1997 года по МПК C04B28/04 C04B28/04 C04B24/04 C04B16/08 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности, к способу приготовления легких полистиролбетонных смесей, используемых для изготовления строительных конструкций и изделий, обладающих высокой теплоизоляционной и конструкционной надежностью и экологической безопасностью.

Известен способ изготовления трехслойной панели, включающий приготовления бетонной смеси, ее укладку и уплотнение при следующем соотношении компонентов, мас. гранулированный пенополистирол 4,5-5,3; жидкое стекло (на сухое вещество) 1,2-4,0; портландцемент 66,0-70,0; смола древесная омыленная 0,08-0,12 и вода остальное [1] Недостатком известного способа является наличие вредных примесей свободного стирола.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления легкобетонной смеси на основе гранулированного пенополистирола, заключающийся в том, что проводят предварительную обработку гранул композицией следующего состава, мас. поливинилацетатная дисперсия 4,8-9,0; портландцемент 25,0-52,9; зола тепловых электростанций 10,6-38,6; вода остальное [2] Недостатком известного способа является сравнительно высокая плотность готового пенополистиролбетона и значительное выделение вредных примесей в окружающую среду.

Решение технической задачи направлено на снижение вредных выделений свободного стирола из тела полистиролбетона и повышение экологической безопасности конструкций на его основе.

Это достигается тем, что в способе приготовления полистиролбетонной смеси, включающем приготовление смесей из цемента, гранулированного полистирола, органической добавки и воды, вначале гранулированный полистирол перемешивают с органической добавкой, а в качестве добавки используют смесь смолы древесной омыленной и отхода производства капролактама из бензола - водного слоя ВСДК на основе моно- и дикарбоновых кислот в соотношении соответственно, мас. 30-60 и 40-70 при следующем содержании компонентов полистиролбетонной смеси соответственно, мас.

цемент 67-72,
гранулированный полистирол 5-6,5
указанная органическая добавка 0,15-0,35
вода остальное.

Вариант выполнения описанного способа заключается в том, что вначале гранулированный полистирол перемешивают с 50-83,3% от общей массы органической добавкой и частью воды при соотношении последней к органической добавке соответственно 10-15: 1, а в качестве добавки используют смесь смолы древесной омыленной и отхода производства капролактама из бензола водного слоя ВСДК на основе моно- и дикарбоновых кислот в соотношении соответственно, мас. 30-60 и 40-70, после чего осуществляют опудривание гранулированного полистирола цементом с последующим введением при перемешивании остальных частей органической добавки и воды затворения, причем соотношение компонентов полистиролбетонной смеси составляет, мас.

цемент 67-72,
гранулированный полистирол 5-6,5
указанная органическая добавка 0,15-0,35
вода остальное.

В работе были использованы следующие материалы: портландцемент марок 400-500 (ТУ 10178-85), гранулированный вспененный полистирол (ОСТ 6-05-202-83), смола древесная омыленная (ТУ 13-05-02-83), а в качестве смеси дикарбоновых кислот использовали водный слой дикарбоновых кислот производства капролактама (ВСДК) (ТУ 113-03-26-11-81).

Способ приготовления полистиролбетонной смеси осуществляют следующим образом.

На поверхность расчетного количества гранул вспененного полистирола наносят водный раствор органической добавки с последующим тщательным перемешиванием гранул до полного поглощения раствора и равномерного его перераспределения в объеме гранул. Свеженанесенный раствор добавки легко проникает в поры и капилляры полистирольных гранул и с первого момента затворения вступает активной своей частью в химическое взаимодействие с молекулами свободного мономера стирола. Химизм такого взаимодействия схематично может быть представлен следующим уравнением:
C₆H₅ CH CH₂ + HOOC Ri COOH
C₆H₅ CH₂ CH₂ OOC Ri COOH
Такой химический процесс интенсивно протекает уже при температурах 15-20^oC с образованием твердых веществ, обладающих меньшей летучестью и токсичностью по сравнению со стиролом. Затем осуществляют минерализацию гранул полистирола расчетным количеством портландцемента, и после тщательного перемешивания, образовавшуюся полусухую смесь затворяют остаточным раствором комплексной химической добавки в воде затворения с последующим интенсивным перемешиванием до образования однородной полистиролбетонной смеси. Приготовленную таким образом в смесителе бетонную смесь формуют в изделие и подвергают тепловлажностной обработке по режиму: предварительная выдержка 2 ч. подъем температуры до 65±5^oC 5 ч. остывание 2 ч. Твердение изделий может быть осуществлено также и в нормальных условиях. В условиях тепловлажностной обработки продукты реакции плавятся и возможна их диффузия к периферийным слоям изделия. Однако по мере их продвижения они вступают в дальнейшее химическое взаимодействие с минералами клинкерной части и продуктами ее гидратации по уравнению:

В результате описанной реакции образуются комплексы, прочно удерживающие стирольную группу в теле бетона в виде относительно безвредного вещества.

Продукты реакции прочно связаны с бетонной матрицей и не подвержены каким-либо заметным миграционным процессам в естественных условиях эксплуатации готовых полистиролбетонных конструкций.

Прочность готовых изделий определяли по ГОСТ 17117.10-81, объемную массу по ГОСТ 17117.3-81, увлажнение при капиллярном подсосе в течение 5 суток по ГОСТ 17117.5-81, теплопроводность по ГОСТ 7076-78. а присутствие свободного стирола по 15820-82 "Полимеры и сополимеры стирола. Газохроматографический метод определения остаточных мономеров и неполимеризующихся примесей".

В табл. 1-2 приведены конкретные составы композиций согласно предлагаемому способу и условия ее осуществления.

Область применения. Производство строительных материалов, в частности легкобетонных смесей на полистирольном заполнителе, обладающих теплоизоляционными и конструктивными свойствами. Сущность изобретения. Способ приготовления полистиролбетонной смеси заключается в предварительном перемешивании гранулированного полистирола с органической добавкой, смесью смолы древесной омыленной и отхода производства капролактама из бензола - водного слоя ВСДК на основе моно- и дикарбоновых кислот в соотношении соответственно, мас.%: 30-60 и 40-70, с последующим смешением с цементом и водой при соотношении компонентов смеси, мас.%: цемент 67 - 72, гранулированный полистирол 5 - 6,5, указанная органическая добавка 0,15 - 0,35, вода - остальное. Возможна иная последовательность смешения компонентов. Прочность бетона в 28 суток при сжатии - 127 кгс/см², при изгибе - 4,8 кгс/см², теплопроводность - 0,103 ВТ/м.К. 2с.п.ф-лы, 2 табл.

1. Способ приготовления полистиролбетонной смеси, включающий перемешивание цемента, гранулированного полистирола, органической добавки и воды, отличающийся тем, что в начале гранулированный полистирол перемешивают с органической добавкой, а в качестве добавки используют смесь смолы древесной омыленной и отхода производства капролактама из бензола водного слоя ВСДК на основе моно- и дикарбоновых кислот в соотношении соответственно 30 60 40 70 (мас.) при следующем содержании компонентов полистиролбетонной смеси, мас.

Цемент 67 72
Гранулированный полистирол 5,0 6,5
Указанная органическая добавка 0,15 0,35
Вода Остальное
2. Способ приготовления полистиролбетонной смеси, включающий перемешивание цемента, гранулированного полистирола, органической добавки и воды, отличающийся тем, что вначале гранулированный полистирол перемешивают с 50,0 83,3 от общей массы органической добавкой и частью воды при соотношении последней к органической добавке соответственно 10 15 1, в качестве добавки используют смесь смолы древесной омыленной и отхода производства капролактама из бензола водного слоя ВСДК на основе моно- и дикарбоновых кислот в соотношении соответственно 30 60 40 70 (мас.), после чего осуществляют опудривание гранулированного полистирола цементом с последующим введением при перемешивании остальных частей органической добавки и воды, причем соотношение компонентов полистиролбетонной смеси составляет, мас.

Цемент 67 72
Гранулированный полистирол 5,0 6,5
Указанная органическая добавка 0,15 0,35
Вода ОстальноеF