СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕАВТОКЛАВНОГО ПЕНОБЕТОНА Российский патент 2011 года по МПК C04B40/00 C04B38/10 

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных неавтоклавных пенобетонов.

Известно, что введение наполнительных добавок в состав портландцемента снижает его прочность, однако это снижение меньше процента введенной добавки. Они снижают стоимость изделия, уменьшают усадочные явления в процессе твердения, участвуют в процессах структурообразования [Бутт Ю.М., Дудеров Г.Н., Матвеев М.А. Общая технология силикатов. - Москва: Стройиздат, 1976 - с.199).

Широко применяемой добавкой при изготовлении ячеистых бетонов является зола-унос, т.к. по химическому составу она состоит из 85-90% окислов кремния, алюминия, железа, кальция и магния, поэтому участвует в процессах структурообразования [Бутт Ю.М., Дудеров Г.Н., Матвеев М.А. Общая технология силикатов. - Москва: Стройиздат, 1976 - с.52].

Известна сырьевая смесь для приготовления пенобетона [Патент РФ №2003119815, МПК С04В 38/10, дата публикации - 27.12.2004 г.], которая состоит из золы-уноса, портландцемента, микрокремнезема с удельной поверхностью более 25000 см²/кг и содержанием аморфного SiO₂ 90…95%, гипса, воздухововлекающей добавки - моющее средство «Тайга» и пенообразователя - моющее средство «Тайга», стабилизированное жидким стеклом на основе микрокремнезема и воды.

Недостатками этой смеси являются: повышенная плотность изделий при сравнительно низкой прочности, наличие высоких усадочных деформаций, сложность приготовления, обусловленная многокомпонентностью, двухстадийной поризацией и необходимостью тепловлажностной обработки и сушки, повышенное радиационное излучение, неэстетичный внешний вид готовых изделий и сложность аппаратурно-технологического оформления процесса дозирования и поризации сырьевой смеси.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является формовочная смесь для изготовления пенобетона [А.С. №2279415 МПК С04В 38/10, дата публикации - 10.07.2006 г.], приготовленная методом сухой минерализации, включающим перемешивание в сухом виде портландцемента, наполнителя - молотой опоки (удельная поверхность 3700 см²/г) и заполнителя - кварцевого песка, одновременное приготовление пены на основе пенообразователя - алкилсульфатов первичных жирных спиртов, модифицирующей добавки и воды, добавление в полученную пену при постоянном перемешивании в скоростном смесителе ранее приготовленной сухой смеси из портландцемента, наполнителя и заполнителя - песка, укладку формовочной смеси в форму и набор прочности в нормальных условиях при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 36,74-43,94 кварцевый песок 18,75-19,1 указанная опока 0-6,37 указанный пенообразователь 0,065-0,067 указанная добавка 0,022-0,023 вода остальное

Недостатком этой смеси является многокомпонентность, низкий критерий эффективности, необходимость дополнительной подготовки наполнителя к применению и высокая себестоимость.

Технической задачей изобретения является упрощение и интенсификация процесса производства и снижение его себестоимости за счет экономии портландцемента.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в способе изготовления неавтоклавного пенобетона, включающем приготовление смеси из пенообразователя и воды, приготовление сухой смеси из портландцемента, мелкого заполнителя - песка и наполнителя, перемешивание полученных смесей в смесителе, заливку полученной пеномассы в формы и выдержку при температуре +18°С и относительной влажности 100%, в качестве мелкого заполнителя используют речной песок фракции до 0,2 мм, в качестве наполнителя - дефекат свеклосахарного производства, а в качестве пенообразователя - «Пионер 118МЗ», перемешивание полученных обеих смесей осуществляют в турбинном смесителе в течение 4 мин со скоростью 900 мин^-1, при следующем соотношении компонентов, кг/м³:

портландцемент 203-261 указанный речной песок 166 дефекат свеклосахарного производства 29-87 вода 206 л/м³ пенообразователь «Пионер 118МЗ» 1 л/м³

Дефекат свеклосахарного производства используют со средним размером частиц 0,84 мм. Химический состав: СаО - 84,96%, SiO₂ - 3,18%, Аl₂O₃ - 5,32%, Fе₂О₃ - 2,01%, MgO - 2,17%.

Пенообразователь «Пионер 118МЗ» представляет собой водный раствор солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов со стабилизирующими добавками. Ориентирован на производство неавтоклавного ячеистого бетона посредством вспенивания водно-цементной смеси.

Технический результат изобретения заключается в экономии портландцемента, снижении себестоимости, упрощении и интенсификации процесса производства.

Способ получения неавтоклавного пенобетона заключается в следующем.

Сначала готовят смесь пенообразователя «Пионер 118МЗ» и воды, затем готовят сухую смесь, состоящую из портландцемента, речного песка мелкой фракции до 0,2 мм (мелкого заполнителя) и дефеката свеклосахарного производства в количестве 29…87 кг на м³ (наполнителя), а затем обе смеси перемешивают в турбинном смесителе в течение 4 мин со скоростью 900 мин^-1, полученную пеномассу заливают в формы и выдерживают при температуре +18°С и относительной влажности 100%, а затем испытают в возрасте 7, 14, 28 суток, готовят неавтоклавный пенобетон при следующем соотношении компонентов, кг/м³:

портландцемент 203-261 речной песок фракции до 0,2 мм 166 дефекат свеклосахарного производства 29-87 пенообразователь «Пионер 118МЗ» 1 л/м³ вода 206 л/м³

Способ изготовления неавтоклавного пенобетона поясняется следующими примерами.

Пример 1 (прототип). Сначала перемешивают в сухом виде портландцемент, наполнитель - молотую опоку с удельной поверхностью 3700 см²/г и заполнитель - кварцевый песок, одновременно приготавливают пену на основе пенообразователя - алкилсульфатов первичных жирных спиртов и модифицирующей добавки и воды, добавляют в полученную пену при постоянном перемешивании в скоростном смесителе ранее приготовленную сухую смесь из портландцемента, наполнителя и заполнителя - песка, укладывают формовочную смесь в формы, которая твердеет в нормальных условиях при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 36,74-43,94 кварцевый песок 18,75-19,1 указанная опока 0-6,37 указанный пенообразователь 0,065-0,067 указанная добавка 0,022-0,023 вода остальное

Пример 2. Сначала готовят смесь пенообразователя и воды, затем сухую смесь из портландцемента, отсеянного речного песка и дефеката свеклосахарного производства и затем обе смеси перемешивают в турбинном смесителе в течение 4 мин. со скоростью 900 мин^-1, полученную пеномассу заливают в формы и выдерживают при температуре +18°С и относительной влажности 100%, а затем испытывают в возрасте 7, 14, 28 суток, готовят неавтоклавный пенобетон при следующем соотношении компонентов, кг/м³:

портландцемент 232 речной песок фракции до 0,2 мм 166 дефекат свеклосахарного производства 58 пенообразователь «Пионер 118МЗ» 1 л/м³ вода 206 л/м³

Полученный пенобетон анализировали и определяли среднюю плотность, предел прочности при сжатии и критерий эффективности добавки [Касторных, Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2005 - с.131]. Данные анализа представлены в таблице.

Таблица Показатели Данные анализа по примерам 1 (прототип) 2 Средняя плотность, кг/м³ 400 400 Предел прочности при сжатии, МПа 1,1 1,5 Критерий эффективности, % - 88,75

Как видно из таблицы, неавтоклавный пенобетон, полученный по предлагаемому способу, позволяет экономить портландцемент без ухудшения свойств пенобетона.

Если изменить соотношение компонентов в большую или меньшую сторону, то показатели качества значительно ухудшаются.

Предложенный способ изготовления неавтоклавного пенобетона позволяет экономить портландцемент, снизить усадочные явления в процессе твердения за счет использования в качестве минерального наполнителя - дефеката свеклосахарного производства (региональный сырьевой компонент), интенсифицировать процесс производства и снизить себестоимость получаемого материала.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных неавтоклавных пенобетонов. В способе изготовления неавтоклавного пенобетона, включающем приготовление смеси из пенообразователя и воды, приготовление сухой смеси из портландцемента, мелкого заполнителя - песка и наполнителя, перемешивание полученных смесей в смесителе, заливку полученной пеномассы в формы и выдержку при температуре +18°С и относительной влажности 100%, в качестве мелкого заполнителя используют речной песок фракции до 0,2 мм, в качестве наполнителя - дефекат свеклосахарного производства, а в качестве пенообразователя - «Пионер 118МЗ», перемешивание полученных обеих смесей осуществляют в турбинном смесителе в течение 4 мин со скоростью 900 мин^-1, при следующем соотношении компонентов, кг/м³: портландцемент 203-261, указанный речной песок 166, дефекат свеклосахарного производства 29-87, вода 206 л/м³, пенообразователь «Пионер 118МЗ» 1 л/м³. Технический результат - упрощение и интенсификация процесса производства, снижение его себестоимости. 1 табл.

Способ изготовления неавтоклавного пенобетона, включающий приготовление смеси из пенообразователя и воды, приготовление сухой смеси из портландцемента, мелкого заполнителя - песка и наполнителя, перемешивание полученных смесей в смесителе, заливку полученной пеномассы в формы и выдержку при температуре 18°С и относительной влажности 100%, отличающийся тем, что в качестве мелкого заполнителя используют речной песок фракции до 0,2 мм, в качестве наполнителя - дефекат свеклосахарного производства, а в качестве пенообразователя - «Пионер 118МЗ», перемешивание полученных обеих смесей осуществляют в турбинном смесителе в течение 4 мин со скоростью 900 мин^-1 при следующем соотношении компонентов, кг/м³:
портландцемент 203-261 указанный речной песок 166 дефекат свеклосахарного производства 29-87 вода л/м³ 206 пенообразователь «Пионер 118МЗ», л/м³ 1