ЛЕГКИЙ БЕТОН Российский патент 2006 года по МПК C04B38/08 

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих конструкций.

Известны легкие бетоны на основе цементного вяжущего, крупного и мелкого заполнителя. В качестве заполнителя используются керамзит, термолит, аглопорит, шлаковая пемза, гранулированный шлак, вспученный перлит, вермикулит и др. (Бурлаков Г.С. Технология изделий из легкого бетона: Учеб. пособие для вузов по спец. «Пр-во строит. изделий и конструкций». - М.: Высш. шк., 1986. - 296 с.: ил., Орентрихер Л.П. Бетоны на пористых заполнителях в сборных железобетонных конструкциях. - М.: Высш. шк., 1983. - 144 с.: ил.).

Наиболее близким техническим решением является легкий бетон (патент РФ 2154619), включающий, мас.%:

Цемент25,4-30,9Зола - уноса6,2-13,1Микросфера35,3-41,1ВодаОстальное

Однако данный легкий бетон обладает относительно высокой плотностью, теплопроводностью.

Сущность изобретения заключается в том, что легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы - компонент, выделенный безреагентной флотацией из золошлаковых смесей, воду, дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - трепел фракционного состава, %: 0,315-0,14 мм 27-31,1, 0,14-0,071 мм 30,1-33,2, менее 0,071 мм 32,9-39,7, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент24,9-29,3Указанный трепел6,8-14,2Указанные микросферы34,8-41,1ВодаОстальное

Введение трепела, осадочной породы биохимического генезиса, вместо золы - уноса позволяет снизить плотность и теплопроводность.

Характеристики исходных материалов

1. Цемент.

Цемент М 500 по ГОСТ 10178 Новороссийского цементного завода.

2. Трепел.

Трепел - легкая плотная тонкопористая порода, состоящая в основном из мельчайших (менее 0,005 мм) глобулярных зерен опалового кремнезема. По внешнему виду напоминает диатомит. Окраска - от светло-серой, почти белой, до желтой, буровато-серой. Средняя плотность изменяется в пределах от 700 до 1200 кг/м³, пористость от 50 до 70%. Трепел вводился в состав бетона в виде следующего фракционного состава:

Таблица 1.Размер фракции, мм0,315-0,140,14-0,071Менее 0,071Содержание, %27,0-31,130,1-33,232,9-39,7

Химический состав трепела, %

Таблица 2.Влага гигроскоп.П.п.п.SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃+FeOCaOMgOSO₃ общ.К₂ONa₂OTiO₂P₂O₅1,793,8685,674,041,291,550,350,150,690,370,180,062

3. Заполнитель.

Микросферы - компонент золошлаковых смесей - отхода Новочеркасской ГРЭС, выделяемая безреагентной флотацией из золошлаковых смесей ГРЭС. Представляет собой мелкодисперсный неслеживающийся материал серого цвета. Форма гранул сферическая, поверхность гладкая, блестящая. Химический и фазово-минеральный состав приведены в табл.3 и 4.

Плотность оболочки2490 кг/м³Средняя плотность гранул580 кг/м³Плотность насыпная380 кг/м³Диаметр20-200 мкмТолщина оболочки5-15 мкмТеплопроводность (λ)0,11-0,125 Вт/(м·К)Прочность на сжатие в цилиндре1,8 МПа

Таблица 3Химический состав микросферы.SiO₂Al₂О₃Fe₂O₃FeOК₂ОNa₂OCaOMgOTiO₂P₂O₅SO₃п.п.п54,4428,842,672,297,181,00,661,960,780,070,070,22Таблица 4Фазово-минеральный состав микросферы.стекломуллиткварцПоказатель преломления стеклофазы6424121,512

Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были изготовлены стандартные образцы с различным соотношением вышеперечисленных компонентов.

Образцы изготовлялись следующим образом.

Предварительно смешивались компоненты в сухом состоянии (цемент, трепел, микросфера) в соответствующей пропорции из расчета на стандартный образец размерами 10×10×10 см. Перемешивание сухой смеси осуществлялось в течение 1 мин. Далее в смесь добавлялась вода затворения и осуществлялось их совместное перемешивание в течение 2 мин. Затем производились формовка и виброуплотнение смеси в форме с пригрузом (22 г/см²) в течение 1,5 мин. Выдержка смеси перед тепловой обработкой 4 ч. Тепловая обработка паром производилась по режиму 3+6 (95°С)+3. Составы легкого бетона представлены в табл.5. Из данных таблицы следует, что легкий конструкционно-теплоизоляционный бетон предлагаемого состава обладает более высокой прочностью и пониженными плотностью и теплопроводностью.

Таблица 5.Составы и свойства легкого конструкционно-теплоизоляционного бетона№Состав предлагаемыйФизико-механические характеристикиЦемент, %Трепел, %Микросфера, %Вода, %Зола-уноса, %R_сж, МПаПлотность, кг/м³Коэффициент теплопроводности (λ), Вт/(м·К)122,414,842,120,7-17,47850,148224,914,241,119,8-18,98090,152326,810,838,424,0-20,78150,160429,36,834,829,1-19,28240,171531,46,034,828,6-18,88300,173Состав известный125,4-30,9-35,3-41,120,4-27,66,2-13,116-17,1842-8760,180-0,210

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих конструкций. Техническим результатом является снижение плотности и теплопроводности. Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы - компонент, выделенный безреагентной флотацией из золошлаковых смесей, воду, дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - трепел фракционного состава, %: 0,315-0,14 мм 27-31,1, 0,14-0,071 мм 30,1-33,2, менее 0,071 мм 32,9-39,7 при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 24,9-29,3, указанный трепел 6,8-14,2, указанные микросферы 34,8-41,1, вода - остальное. 5 табл.

Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы - компонент, выделенный безреагентной флотацией из золошлаковых смесей, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - трепел фракционного состава, %: 0,315 -0,14 мм 27 - 31,1, 0,14 - 0,071 мм 30,1 - 33,2, менее 0,071 мм 32,9 - 39,7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент24,9-29,3Указанный трепел6,8-14,2Указанные микросферы34,8-41,1ВодаОстальное