СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОБЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2001 года по МПК C04B38/10 

Способ относится к строительным материалам, а именно к способам изготовления поризованных ячеистобетонных изделий.

Известен способ приготовления пенобетонной смеси, заключающийся в смешивании цемента, песка, воды и пеноконцентрата фирмы "Неопор". Технология получения пенобетона заключается в следующем: в готовый раствор, состоящий из песка, цемента и воды, в процессе перемешивания добавляют определенное количество отдельно приготовленной пены [1].

Недостатком способа является использование дорогой специальной химической добавки "Неопор" и медленное твердение пенобетонной смеси.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ приготовления пенобетонной смеси, включающий смешивание цементного теста и пены [2]. Пену получают взбиванием жидкой смеси пенообразователя и воды. Цементное тесто готовят в смесителе при перемешивании отдозированного количества цемента и воды. Готовое тесто переливают в отдельный смеситель, туда же из другой емкости поступает готовая пена, после чего цементное тесто и пену перемешивают в течение 2-3 минут.

Недостатками известного способа являются высокая средняя плотность и медленное твердение пенобетонной смеси.

Изобретение направлено на снижение средней плотности, повышение коэффициента конструкционного качества и ускорение твердения пенобетонных изделий.

Указанная задача достигается тем, что в способе приготовления пенобетонной смеси, включающем приготовление цементного теста и смешивание его с отдельно приготовленной пеной, согласно предлагаемому решению цементное тесто готовят из цементной суспензии с соотношением воды и цемента от 3:1 до 7: 1 в две стадии: выделяют седиментационно-неустойчивую твердую фазу, затем полученную суспензию выдерживают до отделения жидкой фазы от цементного теста.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что предложенный способ отличается от известного тем, что цементное тесто готовят из цементной суспензии с соотношением воды и цемента от 3:1 до 7:1 в две стадии: выделяют седиментационно-неустойчивую твердую фазу, затем полученную суспензию выдерживают до отделения жидкой фазы от цементного теста. В результате седиментационные характеристики получаемого цементного теста приводятся в соответствие с параметрами пенобетонной смеси, что в итоге дает возможность снизить среднюю плотность и увеличить коэффициент конструкционного качества. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Известно, что повышенное количество воды отрицательно влияет на свойства бетонных смесей и бетона. Кроме того, смешивание цемента с водой до приготовления пенобетонной смеси также ухудшает свойства бетонных смесей и бетона за счет предварительной гидратации цемента. Однако вопреки существующему мнению в предлагаемом решении исходное соотношение воды и цемента, значительно выходящее за известные пределы от 0,35:1 до 1:1, а также предварительная гидратация цемента при осуществлении двух стадий не ухудшают, а улучшают последующие технологические переделы, в итоге снижая среднюю плотность и увеличивая коэффициент конструкционного качества. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ приготовления пенобетонной смеси реализован следующим образом.

Для проведения испытаний использовали портландцемент М400 Белгородского цементного завода, удовлетворяющий ГОСТ 10178-85, водопроводную воду по ГОСТ 23732-85. В качестве пенообразователя использовали добавку "Морпен", производимую в г. Щебекино Белгородской области ТОО "Исток". Для приготовления смеси смешивали цемент и воду в соотношении 1:5 в емкости N 1. Для этого брали 800 г цемента и 4 л воды. Производили слив устойчивой жидкой фазы в емкость N 2. Выдерживали жидкую фазу в емкости N 2 до разделения воды и твердой фазы. Сливали отделенную воду из емкости N 2 в накопительную емкость и возвращали обратно в технологический процесс. Отбирали в емкости 2 из оставшейся фазы избыточную воду хлопчатобумажной тканью до оптимального водоцементного отношения твердой фазы (цементного теста). Приготавливали в миксере пенобетонную смесь из цементной суспензии и пены. Пену получали в пеногенераторе из рабочего раствора добавки пенообразователя. Твердую фазу из емкости N 1 направляли для производства конструкционно-теплоизоляционного пенобетона.

Использование предлагаемого способа приготовления пенобетонной смеси обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества:
- уменьшение размеров зерен цемента повышает прочность изделий за счет более полного процесса гидратации вяжущего;
- снижение средней плотности при уменьшении толщины межпоровой перегородки за счет уменьшения размера частиц цемента;
- сокращение сроков твердения пенобетона за счет повышения удельной поверхности зерен;
- расход цемента на 1 м³ пенобетона снижается на 240 кг;
- снижение материалоемкости производства за счет уменьшения парка форм, необходимого для выдержки изделий при твердении.

Объективной характеристикой свойств материалов пористой структуры является коэффициент конструкционного качества - К_к [3], который определяется по формуле

где R_сж - прочность при сжатии, МПа;
ρ_o - средняя плотность, г/см³.

Величина K_к дает возможность сравнивать свойства материалов, различающихся по составу и структуре. Более эффективным считается материал, у которого величина коэффициента конструкционного качества больше.

Сравнительные характеристики материалов приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что оптимальным соотношением воды и цемента является от 3: 1 до 7:1, а наличие двух стадий позволяет получить среднюю плотность от 310 кг/м³ до 480 кг/м³. Увеличение коэффициента K_к говорит об улучшении свойств материала при уменьшении его плотности и изменении прочности, соответствующей назначению материала (теплоизоляционный, конструкционно-теплоизоляционный). Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить среднюю плотность, увеличить коэффициент конструктивного качества, уменьшить материалоемкость производства за счет сокращения сроков твердения и уменьшения расхода цемента, улучшить структуру межпорового пространства материала, а также уменьшить теплопроводность изделий.

Список литературы
1. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных материалов. М., Стройиздат, 1980.

2. Об основных свойствах неопорбетона. Цемент - N 1, 1996, с. 28-31.

3. Воробьев В. А. Строительные материалы. Учебн. Для спец. Вузов М., Стройиздат, 1976, с. 189.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к способам изготовления поризованных ячеистобетонных изделий. В способе их получения, включающем смешивание цементного теста и отдельно приготовленной пены, предложено цементное тесто готовить из цементной суспензии с соотношением воды и цемента от 3:1 до 7:1 в две стадии. На первой выделяют седиментационно-неустойчивую твердую фазу, а на второй полученную суспензию выдерживают до отделения жидкой фазы от цементного теста. Технический результат: снижение средней плотности, повышение коэффициента конструкционного качества и ускорение твердения пенобетонных изделий. 1 табл.

Способ приготовления пенообразной смеси, включающий приготовление цементного теста и смешивание его с отдельно приготовленной пеной, отличающийся тем, что цементное тесто готовят из цементной суспензии с соотношением воды к цементу от 3:1 до 7:1 в две стадии: выделяют седиментационно-неустойчивую твердую фазу, затем полученную суспензию выдерживают до отделения жидкой фазы от цементного теста.