ОБЛЕГЧЕННАЯ ПЕНОЦЕМЕНТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2010 года по МПК C04B38/08 C04B38/10 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения легкого бетона конструкционно-теплоизоляционного назначения.

Известна сырьевая смесь для легкого бетона по патенту РФ №2204543, МПК С04В 38/08, 38/10, 2003, которая содержит цемент, вспененные гранулы полистирола и модифицированную добавку (пенообразователь), состоящую из смеси натриевой соли карбоксиметилированных оксиэтилированных изононилфенолов, рафинированного алкиларилсульфоната и соли закиси железа и аммония двойной сернокислой.

Недостатком строительного материала является низкая прочность 0,2-0,38 МПа в возрасте 28 суток.

Известен строительный материал, содержащий в качестве кремнеземистого компонента - аморфный кремнезем и поверхностно-активные вещества (сульфатное мыло, сульфидно-дрожжевую бражку) в сочетании с пенополистиролом (авт. св. №1616876, МПК С04В 28/04, 16/08, 1990).

Недостаток материала - низкая прочность, составляющая 0,14-0,15 МПа.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является легкий бетон на цементно-песчаном вяжущем с дроблеными отходами пенополиуретана и технической пене, описанный в способе получения безавтоклавного органо-неорганического особо легкого бетона по заявке №2006145270/03 (049419), МПК С04В 38/08, 2008.

Состав особо легкого бетона следующий:

цемент 25-60 кварцевый песок 0-30 отходы пенополиуретана 0,5-3,5 техническая пена остальное

Общее содержание пены составляет 39,5-41,5%.

Недостатками особо легкого бетона являются:

- пониженная прочность (0,7-1,5 МПа), так как это материал теплоизоляционного назначения;

- сложность технологии - 2-сторонняя вибрация с пригрузом.

Задачей настоящего изобретения является повышение прочности с целью использования его в качестве материала конструкционно-теплоизоляционного назначения при упрощении технологии его получения.

Технический результат достигается тем, что облегченная пеноцементная композиция, включающая портландцемент, кремнеземистый компонент, дробленые отходы пенополиуретана и техническую пену на основе водного раствора поверхностно-активного вещества (ПАВ), содержит в качестве кремнеземистого компонента аморфный кремнезем - диатомит фракции менее 0,5 мм, дробленые отходы пенополиуретана фракции менее 0,5 мм, в качестве водного раствора - ПАВ - 1-2%-ный раствор Неонола АФ-_9-12 и дополнительно воду затворения при следующем соотношении компонентов, мас.%

портландцемент 60-70 указанный кремнеземистый компонент 1-4 указанные отходы пенополиуретана 6-4 указанный водный раствор ПАВ 5-10 вода затворения 20-21

Аморфный кремнезем (диатомит) сушился, дробился, измельчался, просеивался; использовалась тонкая фракция менее 0,5 мм. Он имеет высокую удельную поверхность и аморфную структуру. Введение диатомита в пенобетонную смесь способствует повышению ее пластической прочности и улучшению качества поровой структуры.

Отходы жесткого пенополиуретна измельчались, просеивались. Использовалась его тонкая фракция менее 0,5 мм.

Техническую пену на основе водного раствора поверхностно-активного вещества (ПАВ) готовили в лабораторных условиях с помощью миксера с частотой вращения его лопастей 900 об/мин путем вспенивания 1-2% водного раствора Неонола АФ-_9-12 (оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримеров пропилена - см. Оптимизация процесса окислительной деструкции Неонола АФ_9-12 / Ю.Н.Козырева, О.Е.Лебедева // Научные ведомости БелГУ. Серия Естественные науки. - 2005. - №2. - С.22).

Выбор ПАВ был обусловлен его способностью образовывать устойчивую с повышенной кратностью пену, не опадающую при совмещение с тонкой фракцией твердой фазы компонентов.

Облегченную пеноцементную композицию получают следующим образом.

Вначале готовят композицию путем смешения портландцемента, аморфного кремнезема и воды затворения. В полученную густую массу вводят пенный компонент. Систему обрабатывают миксером с частотой вращения его лопастей 500-900 об/мин. Вводят порошок отходов пенополиуретана. Получают кинетически устойчивую подвижную композицию с мелко ячеистой структурой с равномерно распределенными частицами пенополиуретана.

Композицию закладывают в форму 10×10×10 см, подвергают односторонней вибрации. Расслоение системы не обнаруживалось. Для первоначального схватывания систему термообрабатывают 1-2 часа при 80°С. Через 4 часа формы подвергают распалубке. Композицию выдерживают 28 суток при комнатной температуре для естественного твердения.

Образцы испытывались на прочность при сжатии по ГОСТ 10180-90 (Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам), плотность определялась по ГОСТ 12730.1-78 (Бетоны. Методы определения плотности), теплопроводность по ГОСТ 7076-87 (Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме)

Примеры составов и свойств получаемой облегченной пеноцементной композиции приведены соответственно в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 Компоненты Содержание, мас.% Известный состав 1 2 3 4 5 1. Портландцемент М400 60 70 64 60 50 35 2. Кремнеземистый компонент             - кварцевый песок 30 - - - - - - диатомит - 1 3 4 5 8 3. Вода затворения - 20 21 20 18 10 4. Отходы пенополиуретана             - фракция более 0,5 мм 0,5 - - - - - - фракция менее 0,5 мм - 4 5 6 1 0,5 5. Водный раствор ПАВ:             - 1-2% р-р окись амина 9,5 - - - - - - 1-2% р-р Неонола АФ-9-12 - 5 7 10 26 46,5 Таблица 2 Свойства композиций Составы Известный состав 1 2 3 4 5 1. Средняя плотность, кг/м³ 600 800 630 500 - - 2. Предел прочность при сжатии, МПа 1,5 3,46 5,01 1,74 - - 3. Коэффициент теплопроводности, Вт/м·К 0,11 0,15 0,126 0,084 - -

Как показали испытания, высокие физико-технические свойства имеют составы 1, 2 и 3. Составы 4 и 5 разрушаются при распалубке и имеют худшие показатели свойств. При использовании в качестве кремнеземистого компонента трепела или опока полученные образцы имели такие же физико-технические свойства, что и при использовании диатомита.

По сравнению с известным составом предлагаемая облегченная пеноцементная композиция обладает более высокой прочностью и представляет собой материал другого класса: конструкционно-теплоизоляционного назначения. Упрощена технология - нет необходимости в 2-сторонней вибрации.

Изобретение относится к строительным материалам конструкционно-теплоизоляционного назначения. Облегченная пеноцементная композиция содержит, мас.%: портландцемент 60-70, кремнеземистый компонент - аморфный кремнезем - диатомит фракции менее 0,5 мм 1-4, дробленые отходы пенополиуретана фракции менее 0,5 мм 4-6, водный раствор поверхностно-активного вещества - ПАВ - 1-2%-ный раствор Неонола АФ_9-12 5-10, воду затворения 20-21. Технический результат - повышение прочности и упрощение технологии получения. 2 табл.

Облегченная пеноцементная композиция, включающая портландцемент, кремнеземистый компонент, дробленые отходы пенополиуретана и техническую пену на основе водного раствора поверхностно-активного вещества ПАВ, отличающаяся тем, что она содержит дробленые отходы пенополиуретана фракции менее 0,5 мм, в качестве кремнеземистого компонента - аморфный кремнезем диатомит фракции менее 0,5 мм, в качестве водного раствора ПАВ - 1-2%-ный раствор Неонола АФ_9-12 и дополнительно воду затворения при следующем соотношении компонентов, мас.%:
портландцемент 60-70 кремнеземистный компонент 1-4 отходы пенополиуретана 4-6 водный раствор ПАВ 5-10 вода затворения 20-21