ОГРАЖДАЮЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ ИЗ ЛЕГКОГО БЕТОНА И БЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 1998 года по МПК C04B28/00 C04B38/00 E04C2/04 

Изобретение относится к производству ограждающих конструкций из легкого бетона и может быть использовано для изготовления стеновых изделий и конструкций, применяемых в жилищном, гражданском, промышленном и сельскохозяйственном строительстве.

Известна ограждающая конструкция из легкого бетона, выполненная из бетонной смеси с обжиговыми пористыми заполнителями из вспученной глины, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, включающей цемент, крупный пористый заполнитель фракций 5-10 и 10-20 мм, мелкий заполнитель фракции 0,15-5 мм и воду [1].

Изготовление таких конструкций требует больших затрат природных минеральных ресурсов и особенно значительных энергетических затрат.

Известна легкобетонная смесь для изготовления стеновых изделий и конструкций, содержащая следующие компоненты, мас.%: цемент 8,0-20,0; заполнитель крупный и мелкий (керамзит и песок) 64-85; воздухововлекающая добавка - смола древесная омыленная 0,002-0,06; вода остальное [2]. Изготовление таких изделий и конструкций так же, как в первом примере, требует значительных затрат природных минеральных ресурсов, больших материальных и энергетических затрат.

Аналогом изобретения является легкобетонная смесь, включающая следующие компоненты, мас.%: цемент 22,6-22,8; крупный пористый заполнитель - керамзит 31,1-44,3; мелкий заполнитель - кварцевый песок 30,6-43,7; воздухововлекающая добавка - ЦНИПС-1 0,022-0,4; вода остальное [3]. Прочность бетона в 28 сут. нормально-влажностного твердения (НВТ) составляет 3,9-8,3 МПа, плотность бетона в сухом состоянии 1105-1150 кг/м³, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии по СНиП П-3-75 [4] 0,37-0,39 Вт/м^oC, морозостойкость F50-F75.

Бетон из этой смеси характеризуется относительно высоким требуемым расходом цемента, высокими коэффициентом теплопроводности и энергоемкостью, значительной потребностью в природных сырьевых ресурсах.

Известна бетонная смесь, содержащая, мас. %: портландцемент 12-22; "корольки" - отход производства шлаковой ваты из стабилизированных основных и нераспадающихся кислых доменных шлаков 48-55; золуунос 15-20; маточный щелок уксусного производства 3-5; сульфатно-дрожжевую бражку 0,035-0,445; воду остальное [5]. По показателю теплопригодности бетоны, изготовленные из такой смеси, не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к легким бетонам для стеновых изделий и конструкций.

Наиболее близким аналогом изобретению является ограждающая конструкция из легкого бетона, выполненная из бетонной смеси с заполнителями, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, включающая цемент, воду, крупный пористый заполнитель - керамзит фракции 4-25 мм и мелкий заполнитель из вспененного неорганического материала в виде частиц с гладкой поверхностью шарообразной или эллипсоидной формы фракции 0,1-4,0 мм и насыпной плотностью 0,15 ± 0,10 кг/дм³ [6]. Бетоны из этой смеси обладают достаточно высокими показателями качества, в т.ч. низкой плотностью и теплопроводностью. Однако применяемые здесь и крупный, и мелкий заполнитель требуют значительных энергозатрат на приготовление и имеют высокую себестоимость.

Изобретение направлено на создание ограждающих конструкций с высоким термическим сопротивлением, обеспечивающим повышение уровня тепловой защиты зданий за счет использования легких бетонов, низкой теплопроводности и при этом на экономию природных сырьевых и энергетических ресурсов, на расширение сырьевой базы для изготовления бетонной смеси и снижение себестоимости ее изготовления за счет рационального использования отходов промышленности.

Технический результат достигается за счет того, что ограждающие конструкции из легкого бетона выполнены из бетонной смеси с заполнителями, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, и содержащей цемент, крупный пористый заполнитель фракций 5-10 и 10-20 мм, мелкий заполнитель фракций 0,15-5 мм, в качестве которого использован отход минераловатного производства - "королек" или его смесь с кварцевым песком в соотношении соответственно от 1: 0,1 до 1:1, а также активную минеральную добавку, в качестве которой используется молотый до удельной поверхности 1500-2000 см²/г "королек" и воду. Бетонная смесь может дополнительно содержать воздухововлекающую добавку в количестве 0,02-1,0 мас.% от массы цемента. Такая бетонная смесь может содержать в объемных единицах (1 м³ на 1 м³ бетона):
Цемент - 0,125-0,168
Крупный пористый заполнитель фр. 5-10 мм - 0,38-0,43
фр. 10-20 мм - 0,58-0,62
Мелкий заполнитель фракции 0,15-5 мм в виде "королька" или его смеси с кварцевым песком - 0,2-0,28
Тонкомолотый "королек" с удельной поверхностью 1500-2000 см²/г - 0,06-0,081
Вода - 0,16-0,198
Отличается бетонная смесь от прототипа тем, что с целью использования в ней менее энергоемкого и более дешевого мелкого заполнителя и при этом с относительно низкой теплопроводностью, она содержит в качестве него "королек", имеющий специфический фазовый состав, или его смесь с кварцевым песком, а с целью снижения объемной концентрации цементного камня, а следовательно, и теплопроводности бетона - активную минеральную добавку с аморфизированной структурой, в качестве которой содержится тот же "королек", имеющий высокое содержание CaO (38-46%) и молотый до удельной поверхности 1500-2000 см²/г.

Осуществление изобретения.

Для приготовления бетонной смеси используют: портландцемент (ПЦ 400 Д20) или шлакопортландцемент (ШПЦ 400), крупный пористый заполнитель (ГОСТ 9757), мелкий заполнитель - отход минераловатного производства - "королек", кварцевый песок (ГОСТ 8735); активную минеральную добавку в виде тонкомолотого "королька" с удельной поверхностью 1500-2000 см²/г. Содержание основных окислов в "корольке", мас. %: SiO₂ 37-44; FeO 0,19-1,32; Al₂O₃ 6,5-10,4; CaO 38-46; MgO 5,2-10,4.

Бетонную смесь готовят обычным способом на стандартном оборудовании. В воду затворения могут быть введены любые воздухововлекающие добавки, например смола древесная омыленная по ТУ 13-05-02-83 в количестве 0,24-0,3 мас.% от массы цемента.

Конкретные примеры приведены в табл. 1 и 2. В табл. 1 приведены составы бетонной смеси, а в табл. 2 - свойства полученного бетона. Испытания образцов на прочность проводились по ГОСТ 10180, на морозостойкость по ГОСТ 10060, на теплопроводность по ГОСТ 7076.

Представленные примеры составной бетонной смеси проверены на практике.

Сущность изобретения: ограждающая конструкция из легкого бетона выполнена из бетонной смеси с заполнителями, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, содержащей цемент, крупный заполнитель фракций 5-10 и 10-20 мм, мелкий заполнитель фракции 0,15-5 мм, в качестве которого использован отход минераловатного производства - "королек" или его смесь с кварцевым песком, а также активную минеральную добавку, в качестве которой использован тонкомолотый "королек" с удельной поверхностью 1500-2000 см²/г и воду. Бетонная смесь может дополнительно содержать воздухововлекающую добавку с целью умеренной поризации смеси и одновременной ее пластификации. Физико-механические показатели бетона: отпускная прочность после тепловой обработки 4,21-7,56 МПа, прочность после тепловой обработки 4,21-7,56 МПа, прочность после 28 сут нормально-влажностного твердения (марочная) 5,81-10,61 МПа, марка по морозостойкости Г 50-Г 100, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии 0,26-0,36 Вт/м^oC. 2 с.п ф-лы.

1. Ограждающая конструкция из легкого бетона, выполненная из бетонной смеси с заполнителями, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, включающей цемент, крупный пористый заполнитель фракции 5 - 10 и 10 - 20 мм, мелкий заполнитель фракции 0,15 - 5,0 мм и воду, отличающаяся тем, что бетонная смесь дополнительно содержит тонкомолотый отход минераловатного производства - "королек" с удельной поверхностью 1500 - 2000 см²/г, в качестве мелкого заполнителя - "королек" или смесь кварцевого песка и "королька" в соотношении соответственно от 1 : 0,1 до 1 : 1 при следующем соотношении компонентов бетонной смеси в объемных единицах, м³ на 1 м³ бетона:
Цемент - 0,125 - 0,168
Крупный пористый заполнитель фракции 5 - 10 мм - 0,38 - 0,43
фракции 10 - 20 мм - 0,58 - 0,62
Мелкий заполнитель - 0,2 - 0,28
Тонкомолотый "королек" с удельной поверхностью 1500 - 2000 см²/г - 0,06 - 0,081
Вода - 0,16 - 0,198
при этом бетонная смесь дополнительно содержит воздухововлекающую добавку в количестве 0,02 - 1,0 мас.% от массы цемента. 2. Бетонная смесь с заполнителями, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, включающая цемент, крупный пористый заполнитель фракции 5 - 10 мм и 10 - 20 мм, мелкий заполнитель фракции 0,15 - 5,0 мм и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тонкомолотый отход минераловатного производства - "королек" с удельной поверхностью 1500 - 2000 см²/г в качестве мелкого заполнителя - "королек" или смесь кварцевого песка и "королька" в соотношении соответственно от 1 : 0,1 до 1 : 1 при следующем соотношении компонентов бетонной смеси в объемных единицах, м³ на 1 м³ бетона:
Цемент - 0,125 - 0,168
Крупный пористый заполнитель фракции 5 - 10 мм - 0,38 - 0,43
фракции 10 - 20 мм - 0,58 - 0,60
Мелкий заполнитель - 0,2 - 0,28
Тонкомолотый "королек" с удельной поверхностью 1500 - 2000 см²/г - 0,06 - 0,081
Вода - 0,16 - 0,198
при этом бетонная смесь дополнительно содержит воздухововлекающую добавку в количестве 0,02 - 1,0 мас.% от массы цемента.