ЛЕГКОБЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 2005 года по МПК C04B28/04 C04B111/40 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, к составам легкобетонных смесей на основе пористых заполнителей и может быть использовано при получении строительных материалов, в частности бетонных и железобетонных сплошных и пустотелых блоков, изготовляемых из легких бетонов, с высокими теплоизоляционными свойствами.

Известна сырьевая смесь для приготовления легкого бетона, включающая, мас.%: портландцемент 11,6-16,3; дробленый отход производства керамзитобетона: крупный заполнитель 31,0-33,1 и мелкий заполнитель 48,7-55,6; вода - остальное (Патент РФ 2103240, 6 С 04 В 38/08, БИ №3,1998 г.).

Известна также сырьевая смесь для приготовления легкого бетона, содержащая, мас.%: портландцемент 17-10; местный грунт 53-62; шлаковый гравий 20-35; вода - остальное (А.С. №2056389, С 04 В 38/08).

Известна также сырьевая смесь для изготовления легкого бетона, включающая, мас.%: цемент 21,3-24,2; керамзитовый гравий 57,6-64; вспученный перлитовый песок 3,2-4,6; керамзитовый песок 8,6-17,8; омыленная канифоль 0,001-0,0012; вода - остальное (А.С. №1276650, С 04 В 28/02,1986 г.)

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных составов, относится то, что получаемые из них изделия имеют высокую среднюю плотность (1475-1527 кг/м³) и низкую прочность на сжатие (от 2,2 -6,8 МПа).

Наиболее близкой к заявленному изобретению смесью того же назначения является легкобетонная смесь, включающая, мас.%: портландцемент 21,45-23,55; морские раковины фракции 10-20 мм 4,49-5,8 и фракции 5-10 мм 17,95-23,19; пористый песок 13,63-14,78; плотный песок 17,39-22,43; вода 17,39-17,95 (А.С. №1595814, 5 С 04 В 28/00, БИ №36, 1990 г.)

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного состава сырьевой смеси, принятого за прототип, относят то, что получаемый из известной смеси сухой бетон обладает высокой средней плотностью (1515-1676 кг/м³ и высоким коэффициентом теплопроводности (0,44-0,64 Вт·м·К).

Задачей изобретения является создание легких конструкционно-теплоизоляционных материалов для наружных стен зданий из местного сырья.

Технический результат изобретения - снижение средней плотности и теплопроводности при сохранении прочности на сжатие.

Технический результат достигается тем, что при осуществлении изобретения в известной сырьевой легкобетонной смеси, включающей портландцемент, пористый заполнитель, природный кварцевый песок и воду, особенность заключается в том, что в качестве пористого заполнителя она содержит обожженный пористый песок из кремнеземистого мергеля при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 21,8-47, природный кварцевый песок 0-47, указанный песок из кремнеземистого мергеля 10,2-41, вода - остальное.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из отобранных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемой легкобетонной смеси, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленной сырьевой смеси. Результаты поиска показали, что поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Примеры осуществления изобретения.

Вещества, используемые в заявляемом составе: портландцемент марки М 400, ГОСТ 10178; песок природный кварцевый по ГОСТ 8736.

Пористый песок из кремнеземистого мергеля Городищенского проявления Республики Татарстан, представленный в природном состоянии минералами, мас.%: монтмориллонит 17, кварц 57, клиноптилолит 13, кальцит 12, полевой шпат 1; класс крупности 0-5мм и имеющий следующий химический состав, мас.%: SiO₂ 63,86; Al₂О₃ 5,52; TiO₂ 0,26; Fe₂О₃ 1,59; MnO 0,01; CaO 12,93; MgO 0,83; Na₂O 0,06; K₂O 0,97; P₂O₅ 0,08; SO₃ 0,06; CO₂ 9,07; вода - остальное.

Перед использованием пористый песок из кремнеземистого мергеля обжигают при температуре 1000°С в течение 15 минут.

Гранулометрический состав пористого песка из кремнеземистого мергеля, мас.%:

2,5-5,0 мм201,25-2,5 мм250,63-1,25 мм250,315-0,63 мм200,16-0,315 мм80,0-0,16 мм2

Насыпная плотность обожженного пористого песка из кремнеземистого мергеля 680 кг/м³ и морозостойкость М 25, модуль крупности 3,25.

Пример 1. Предложенный состав готовят следующим образом: берут 23% портландцемента, 24% песка природного кварцевого, 24% обожженного пористого песка из кремнеземистого мергеля, размешивают 5 минут до полного смешения всех компонентов. Затем в сухую смесь добавляют 29% воды, тщательно перемешивают до нормальной консистенции смеси в течение 2 минут. Полученную смесь укладывают в форму до полного ее заполнения, хорошо уплотняют. Твердение происходит при температуре 18-20°С и влажности воздуха 60-80%. Затем расформованные образцы при комнатной температуре выдерживают 28 суток, после чего определяют их плотность, прочность и теплопроводность. Предел прочности на сжатие определяют по ГОСТ 10180, плотность по ГОСТ 27005, теплопроводность по ГОСТ 7067. Состав смесей, результаты испытаний приведены в таблице 1.

Пример 2. Смесь готовят по примеру 1, но с тем отличием, что изменяют содержание компонентов: портландцемент 24,7%, природный кварцевый песок 19,5%; обожженный пористый песок из кремнеземистого мергеля 27,8%. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Пример 3, 4. Смеси готовят по примеру 1, но с тем отличием, что полностью исключают из смеси природный кварцевый песок, изменяя содержание компонентов: портландцемента и пористого песка из кремнеземистого мергеля. Состав и данные физико-механических показателей приведены в таблице 1.

Для сравнительной оценки технических характеристик бетонных изделий, изготовляемых с применением обожженного пористого песка из кремнеземистого мергеля, в таблице 1, состав 1 приведены данные полученных бетонных изделий без применения обожженного пористого песка из кремнеземистого мергеля. Из приведенных данных видно, что образец имеет высокую среднюю плотность 1790 кг/м³.

Из данных, представленных в таблице 1, видно, что оптимальным соотношением компонентов в смеси являются составы 3-10, где содержание природного кварцевого песка находится в пределах от 0 до 47%. С увеличением содержания этого песка в смеси до 52% плотность изделий увеличивается до 1633 кг/м³, что не удовлетворяет требованиям ГОСТа (состав 2). Содержание пористого песка из кремнеземистого мергеля в количестве 22% (состав 11) в смеси без природного кварцевого песка ведет также к увеличению плотности изделий до 1640 кг/м³, а увеличение его содержания до 45%(состав 12) приводит к снижению прочности до 3,1 МПа (составы 11,12), что не удовлетворяет требованиям ГОСТа. Таким образом, бетонные блоки, полученные из заявленной легкобетонной смеси, обладают меньшей в 1,18-1,52 раза плотностью по сравнению с прототипом. Прочность на сжатие блоков, изготовленных из смеси, в 1,02-1,1 раза выше по сравнению с прототипом и отвечает требованиям ГОСТа. Коэффициент теплопроводности бетонных блоков в 1,1 -1,16 раза меньше по сравнению с прототипом.

Предлагаемое изобретение является промышленно применимым, так как удовлетворяет следующим условиям:

заявляемый состав легкобетонной смеси предназначен для использования в промышленности, а именно для изготовления сборных, монолитных и сборно-монолитных бетонных и железобетонных конструкций, изделий для зданий и сооружений различного назначения;

для заявляемой легкобетонной смеси в том виде, как она охарактеризована в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность получения смеси при помощи описанных в заявке примеров.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленной применимости».

Использование заявляемого изобретения обеспечивает возможность получения бетонных и железобетонных сплошных и пустотелых блоков с плотностью 1000-1100 кг/м³ и теплопроводностью 0,4-0,5 Вт·м·К из легкобетонной смеси, предназначенных для наружных стен жилых, общественных и производственных зданий, а также ведет к расширению использования местного сырья в производстве конструкционно-теплоизоляционных материалов.

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам легкобетонных смесей на основе пористых заполнителей, и может быть использовано при получении бетонных и железобетонных сплошных и пустотелых блоков, изготовляемых из легких бетонов с высокими теплоизоляционными свойствами, предназначенных для наружных стен жилых, общественных и производственных зданий. Технический результат - снижение плотности и теплопроводности готовых изделий при сохранении их прочности. Легкобетонная смесь, включающая портландцемент, пористый заполнитель, природный кварцевый песок и воду, в качестве пористого заполнителя содержит обожженный пористый песок из кремнеземистого мергеля при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 21,8-47, природный кварцевый песок - 0-47, указанный песок из кремнеземистого мергеля - 10,2-41, вода - остальное. 1 табл.

Легкобетонная смесь, включающая портландцемент, пористый заполнитель, природный кварцевый песок и воду, отличающаяся тем, что в качестве пористого заполнителя она содержит обожженный пористый песок из кремнеземистого мергеля при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент21,8-47Природный кварцевый песок0-47Указанный песок из кремнеземистого мергеля10,2-41ВодаОстальное