ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННО-КОНСТРУКЦИОННАЯ КЛАДОЧНАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ Российский патент 2014 года по МПК C04B38/08 C04B28/04 

Теплоизоляционно-конструкционная кладочная смесь относится к строительным материалам и может быть использована при возведении зданий и сооружений, использующих в качестве основных стеновых материалов изделия теплоизоляционно-конструкционного назначения.

Известно применение теплоизоляционно-конструкционной кладочной смеси с использованием в качестве легкого заполнителя, например золы-унос (а.с. №1819875; МПК C04B 38/08; опубл.: 07.06.1993), перлита вспученного (пат. РФ №2394006; МПК C04B 38/08, C04B 38/10, C04B 24/24; опубл.: 10.07.2010), порообразователя - алюминиевая пудра (пат. РФ №2130442; МПК C04B 38/02, E04F 15/02, E04B 1/74; опубл.: 20.05.1999).

Недостатками этих составов являются низкие показатели пределов прочности при сжатии при высокой теплопроводности и средней плотности легкого бетона.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению, принятым за прототип, является смесь для изготовления легкого бетона, включающая цемент, полые микросферы, золу-уноса и воду, содержит в качестве полых микросфер полые микросферы - компонент золошлаковых смесей - отхода ГРЭС при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 25,4-30,9, зола-уноса 6,2-13,1, указанные микросферы 35,3-41,1, вода - остальное [пат. РФ №2154619, МПК C04B 38/08]. Недостатками известного состава также являются низкая теплопроводность, что не в достаточной мере удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-2003 к ограждающим конструкциям.

Задача, решаемая изобретением, состоит в снижении теплопроводности, что способствует расширению арсенала технических средств для производства указанной кладочной смеси, а также снижению трудозатрат.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в реализации потенциала применяемой смеси полых микросфер и песка в совместной работе композита. Введение микросфер в цементный раствор, при замене лишь части песка по объему, позволяет создать прочный каркас на микро- и макроуровне, что, в конечном счете, увеличивает прочность кладочного раствора. Введение микросфер так же позволяет снизить теплопроводность кладочных растворов.

Технический результат достигается тем, что теплоизоляционно-конструкционная кладочная смесь на основе легкого заполнителя включает портландцемент ЦЕМ1-42.5Н, полые микросферы Новочеркасской ГРЭС, водоудерживающую добавку Mecellose FMC 24502, кварцевый песок Разуменского происхождения и воду. Процентное содержание легкого заполнителя варьируется не от массы портландцемента, а от объема песка, при следующем соотношении компонентов, кг/м³:

цемент 173-346 песок 1260-700 микросферы 50-250 водоудерживающая добавка Mecellose 0,1% от массы цемента вода остальное

Характеристики исходных материалов

1. Цемент.

Цемент ЦЕМ1 42,5Н ГОСТ 31108-2003 ЗАО «Белгородский цемент».

2. Заполнитель.

Кварцевый песок Разуменский (Белгородская обл.). Химический состав приведен в табл.1.

Таблица 1 Химический состав кремнеземистого сырья Наименование сырьевого материала Химический состав: SiO₂ Al₂O₃ SO₃ Fe₂O₃ CaO MgO K₂O+Na₂O п.п.п. Кварцевый песок Разуменский (Белгородская обл.) 93,02 0,92 0,02 0,98 0,62 0,08 0,46 0,86

3. 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.

Плотность оболочки - 2490 кг/м³

Средняя плотность гранул - 580 кг/м³

Плотность насыпная - 380 кг/м³

Диаметр - 20-200 мкм

Толщина оболочки - 5-15 мкм

Теплопроводность - 0,11-0,125 Вт/(м·К)

Прочность на сжатие в цилиндре - 1,8 МПа

4. Водоудерживающая добавка метилцеллюлоза (табл.2)

Таблица 2 Характеристи-ки продуктов Внешний вид при (20-25°C) Плотность при 20°C, кг/м³t Кинематичес- кая вязкость при 20°C, м²/с, не более (pH), в пределах Температура застывания, °C, не выше Mecellose FMC 24502 Мелкий белый порошок 1290-1310 50 7,0-10,0 -10°C

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, песок, микросфера) в соответствующей пропорции, из расчета на стандартный образец размерами 4×4×16 см. Перемешивание сухой смеси осуществлялось в течение 2 мин. Параллельно в заранее отмеренное количество воды добавлялась водоудерживающая добавка при непрерывном перемешивании, при этом температура воды должна находиться в пределах 1-20°C. Далее в смесь добавлялась приготовленная вода затворения и осуществлялось их совместное перемешивание в течение 2 мин. Затем производились формовка в течение 1,5 мин. Образцы помещались в камеру естественного твердения и хранились там 28 суток. Составы легкого раствора представлены в табл.3.

Составы и свойства теплоизоляционно-конструкционного кладочного раствора

Таблица 3 Состав предлагаемый Физико-механические характеристики № Цемент, кг/м³ Песок, кг/м³ Микросферы, кг/м³ Водоудерживающая добавка, кг/м³ Вода, кг/м³ Коэффи-циент теплопроводности (λ), Вт/м·К Прочность, МПа Сред-няя плотно-сть, кг/м³ 1 173 700 210 0,173 173 0,156 2,1 1083 2 173 1260 50 0,173 173 0,223 6,03 1552,2 3 173 1120 100 0,173 175 0,171 5,11 1463 4 173 980 150 0,173 178 0,191 4,32 1374,2 5 173 840 200 0,173 179 0,158 3,66 1284,6 6 173 700 250 0,173 183 0,146 3,10 1196,2 7 259 1260 50 0,259 260 0,234 7,12 1673 8 259 1120 100 0,259 265 0,185 6,03 1585 9 259 980 150 0,259 268 0,201 5,10 1496,2 10 259 840 200 0,259 280 0,186 4,32 1411 11 259 700 250 0,259 286 0,211 3,66 1323,4 12 346 1260 50 0,346 352 0,242 8,40 1798,8 13 346 1120 100 0,346 359 0,172 7,11 1711,6 14 346 980 150 0,346 372 0,21 6,02 1626,8 15 346 840 200 0,346 378 0,28 5,10 1539,2 16 346 700 250 0,346 385 0,263 4,32 1452 Состав известный   Цемент, % Зола-уноса, % Микросферы, % Водоудер-живающая добавка, % Вода, % Коэффи-циент теплопроводности (λ), Вт/м·К Прочность, МПа Сред-няя плотность, кг/м³ 16 24,4 13,4 41,5 - 20,7 0,175 13,6 865

Из данных таблицы следует, что легкий теплоизоляционно-конструкционный раствор предлагаемого состава обладает пониженной теплопроводностью.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при возведении зданий и сооружений, использующих в качестве основных стеновых материалов изделия теплоизоляционно-конструкционного назначения. Теплоизоляционно-конструкционная кладочная смесь на основе легкого заполнителя содержит, кг/м³: портландцемент ЦЕМ1-42.5Н 173-346, кварцевый песок Разуменского месторождения 700-1260, полые микросферы Новочеркасской ГРЭС 50-250, водоудерживающую добавку Mecellose FMC 24502 0,1% от массы портландцемента, воду - остальное, причем процентное содержание легкого заполнителя - указанных микросфер дано от объема песка. Технический результат - снижение теплопроводности. 1 пр., 3 табл.

Теплоизоляционно-конструкционная кладочная смесь на основе легкого заполнителя, включающая портландцемент ЦЕМ1-42.5Н, полые микросферы Новочеркасской ГРЭС, водоудерживающую добавку Mecellose FMC 24502, кварцевый песок Разуменского происхождения и воду, отличающаяся тем, что процентное содержание легкого заполнителя варьируется не от массы портландцемента, а от объема песка, при следующем соотношении компонентов, кг/м³:
портландцемент ЦЕМ1-42.5Н 173-346 кварцевый песок Разуменского месторождения 700-1260 микросферы Новочеркасской ГРЭС 50-250 водоудерживающая добавка Mecellose FMC 24502 0,1% от массы цемента вода остальное