СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО БЕТОНА Российский патент 2011 года по МПК C04B38/10 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве плит и панелей, используемых главным образом в качестве стенового материала и других изделий.

Известны сырьевые смеси, применяемые при изготовлении различных теплоизоляционных изделий строительного назначения, используемых главным образом в качестве стенового материала (см., например: Крупнопористый бетон / Ицкович. М.: Стройиздат, 1974, 122 с.).

Однако получаемые бетонные изделия на основе известных сырьевых смесей обладают недостаточно высокими прочностными характеристиками при сравнимой средней плотности, а также обладают достаточно высокой теплопроводностью и проницаемостью.

Из существующего уровня техники известна сырьевая смесь для изготовления легкого бетона, включающая, мас.%: вяжущее - портландцемент 46-48, зола-унос ТЭЦ 16-18, пористый заполнитель - гранулированное стекло фракций 5-40 мм 18-20, химическая добавка - жидкое натриевое стекло 1,38-1,44, раствор пенообразователя «Белпор-lом» 0,78, вода жидкость затворения - остальное (см. патент RU №2255920, 10.07.2005).

Недостатком известного состава сырьевой смеси является высокий расход цемента, что повышает стоимость получаемого бетона. Кроме того, такой материал имеет недостаточно высокую биологическую стойкость.

Технический результат заключается в получении долговечного строительного материала с хорошими теплоизоляционными свойствами, устойчивого по отношению к воздействию мицелиальных грибов.

Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления легкого бетона, включающая вяжущее, водный раствор пенообразователя «Белпор-1ом», пористый заполнитель и жидкость затворения, в качестве вяжущего содержит тонкоизмельченное стекло, тонкоизмельченный диатомит и полуводный сульфат кальция, в качестве пористого заполнителя - термолитовый гравий, а в качестве жидкости затворения - 10% водный раствор едкого натра, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тонкоизмельченное стекло 30-32 Тонкоизмельченный диатомит 16-18 Полуводный сульфат кальция 2-3 Термолитовый гравий 30-34 Водный раствор пенообразователя «Белпор-lом» 0,7-0,9 10% водный раствор едкого натра Остальное

Процесс получения смеси характеризуется раздельным приготовлением композиции на основе молотых компонентов на основе тонкоизмельченного боя стекла, тонкоизмельченного диатомита, полуводного сульфата кальция и 10% водного раствора едкого натра, отдельным приготовлением и введением 6% водного раствора пенообразователя «Белпор-lом» в сырьевую смесь, введением пористого заполнителя (термолитового гравия), а также непрерывным процессом перемешивания до полного обволакивания водной дисперсией минерального вяжущего поверхности пористого заполнителя.

В сырьевой смеси вяжущего содержится ровно столько, сколько необходимо для обволакивания зерен диатомита, имеющих открытую пористость. При этом вяжущее не впитывается в поры из-за оптимальной вязкости. В процессе пенообразования межзерновое пространство в сырьевой смеси заполняется вспененной композицией.

Для осуществления изобретения используют следующие компоненты.

В качестве тонкоизмельченного стекла - бой различных видов стекол (лампового, тарного, листового), химический состав которого колеблется в следующих пределах, %: SiO₂ 72,9-68,5; Na₂O 16,7-11,9; K₂O 3,8-1,2; CaO 6,0-5,0; BaO 5,5-2,2; MgO 3,8-3,2; Fe₂O₃ 0,12-0,1; Al₂O₃ 1,5-1,0. Тонкость помола используемого стекла характеризуется удельной поверхностью 4000-4500 см²/г.

Тонкоизмельченный диатомит Атемарского месторождения Республики Мордовия. Тонкость помола используемого диатомита характеризуется удельной поверхностью 3500-4000 см²/г.

Полуводный сульфат кальция, соответствующий ГОСТ 125-79.

Едкий натр (ГОСТ 2263-71).

Термолитовый гравий с насыпной плотностью 400-450 кг/м³, фракции 10-20 мм (ГОСТ 9757-90).

Пенообразователь «Белпор-1ом» - ТУ 0258-001-03899386-99.

Бетонную смесь готовят путем перемешивания в лабораторном растворосмесителе вместимостью 15 л. Последовательность загрузки работающего смесителя составляющими материалами была принята следующая: сначала поочередно вводят тонкоизмельченные отходы стекла и тонкоизмельченный диатомит, полуводный сульфат кальция, 10% водный раствор едкого натра, затем вводят техническую предварительно приготовленную пену с последующим перемешиванием и получением однородной смеси. Далее в приготовленную пенобетонную смесь постепенно вводят пористый заполнитель в виде термолитового гравия при непрерывном перемешивании смеси до полного и равномерного распределения и обволакивания гранул заполнителя в пенобетонной смеси.

Полученную бетонную массу укладывают в металлические формы с размером ячеек 10×10×10 см, 12 часов выдерживают до набора распалубочной прочности. Отформованные изделия выдерживают одни сутки в формах при нормальных температурно-влажностных условиях. Затем их отверждают вне форм в условиях термовлажностной обработки при температуре 90°C по режиму 2+6+2 (соответственно время подъема температуры до максимальной, время выдерживания при максимальной температуре и время сброса температуры от максимальной величины до нормальной). Пропаренные изделия высушивают до постоянной массы, после чего определяют их физико-механические свойства.

Составы сырьевых смесей приведены в таблице 1.

Физико-механические свойства крупнопористых бетонов на основе вышеприведенных сырьевых смесей приведены в таблице 2.

Испытания образцов проводились в соответствии с требованиями ГОСТов и методов испытаний строительных материалов.

Проведенные испытания показали, что применение поризованного вяжущего на основе боя стекла, введение в пенобетонную смесь пористого заполнителя - термолитового гравия позволяет повысить устойчивость материала в условиях воздействия микроскопических организмов. К тому же из-за того, что межзерновое пространство между заполнителями заполняется вспененной композицией, исключается продуваемость изделий, что очень важно для стеновых материалов.

Использование в бетонной смеси менее энергоемких технологий и более дешевых компонентов местного диатомита и термолитового гравия на его основе и отходов (вяжущее, получаемое из боя стекла, и пенообразователь, получаемый из отходов КРС и птицефабрик) существенно влияет на стоимость изделий и экологическую обстановку.

Таблица 1 СОСТАВ Содержание компонентов, мас.%. Прототип 1 2 3 4 5   Тонкоизмельченное стекло 30 30,5 31 31,5 32 - Тонкоизмельченный диатомит 16 16,5 17 17,5 18 - Полуводный сульфат кальция 2 2,25 2,5 2,75 3 - Термолитовый гравий 30 31 32 33 34 - 6% водный раствор пенообразователя «Белпор-lом» 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,78 Водный раствор едкого натра 10% концентрации 21,3 19 16,7 14,4 12,1 - Портландцемент - - - - - 47 Зола-унос ТЭЦ - - - - - 17 Гранулированное пеностекло - - - - - 20 Жидкое натриевое стекло - - - - - 1,4 Вода - - - - - 13,82 Примечание: для приготовления составов был использован бой лампового стекла. Удельная поверхность порошков стекла и диатомита составляет 4000 см²/г.

Таблица 2 Физико-механические свойства Показатели составов 1 2 3 4 5 прототип Средняя плотность, кг/м³ 800 750 780 800 850 650 Предел прочности при сжатии, МПа 2,0 2,5 3,0 2,5 2,0 2,0 Коэффициент теплопроводности Вт/м·°C 0,17 0,15 0,16 0,17 0,19 0,12 Степень роста грибов при испытании по методу 3 при выдерживании в течение 90 сут, баллы             0 0 0 0 0 3

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве плит и панелей, используемых в качестве стенового материала, и других изделий. Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона, включающая вяжущее, водный раствор пенообразователя «Белпор-lом», пористый заполнитель и жидкость затворения, содержит в качестве вяжущего тонкоизмельченное стекло, тонкоизмельченный диатомит и полуводный сульфат кальция, в качестве пористого заполнителя - термолитовый гравий, а в качестве жидкости затворения - 10% водный раствор едкого натра, при следующем соотношении компонентов, мас.%: тонкоизмельченное стекло 30-32, тонкоизмельченный диатомит 16-18, полуводный сульфат кальция 2-3, термолитовый гравий 30-34, водный раствор пенообразователя «Белпор-lом» 0,7-0,9, 10% водный раствор едкого натра - остальное. Технический результат - получение долговечного, устойчивого к воздействию мицелиальных грибов материала с хорошими теплоизоляционными свойствами. 2 табл.

Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона, включающая вяжущее, водный раствор пенообразователя «Белпор-lом», пористый заполнитель и жидкость затворения, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего тонкоизмельченное стекло, тонкоизмельченный диатомит и полуводный сульфат кальция, в качестве пористого заполнителя - термолитовый гравий, а в качестве жидкости затворения - 10% водный раствор едкого натра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
тонкоизмельченное стекло 30-32 тонкоизмельченный диатомит 16-18 полуводный сульфат кальция 30-34 водный раствор пенообразователя «Белпор-lом» 0,7-0,9 10% водный раствор едкого натра остальное