ОГНЕЗАЩИТНАЯ ФИБРОВЕРМИКУЛИТОПЕМЗОБЕТОННАЯ СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ Российский патент 2018 года по МПК C04B41/50 C04B28/04 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано промышленными и строительными организациями для огнезащиты бетонных, железобетонных и металлических конструкций.

Известны огнезащитные составы на портландцементе, гипсе, жидком стекле, глиноземистом цементе с различными добавками [1, 2, 3, 4, 5, 6]. В качестве пористых заполнителей используются вспученный вермикулит и перлит.

Наиболее близким является огнезащитная сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия, содержащая, мас. %: портландцемент 8,4-13,2; вспученный вермикулит фракции 0,16-5 мм 16,47-21,32; вулканический пепел фракции 0-0,16 мм 9,2-15,2; базальтовое волокно 1,0-1,5; смолу древесную омыленную 0,08-0,13; негашеную известь 8,1-13,3; строительный гипс 0,4-0,6; воду остальное [7].

Недостатками этих составов являются высокая стоимость вспученного вермикулита, относительно низкая прочность на сжатие и изгиб вермикулитобетона.

Задачей изобретения является расширение сырьевой базы, повышение прочности и снижение стоимости вермикулитобетона.

Задача решается за счет использования в огнезащитной сырьевой смеси портландцемента, вспученного вермикулита, вулканической пемзы, негашеной извести, гипса, базальтового волокна и смолы древесной омыленной (СДО).

В экспериментах были использованы вяжущие: портландцемент ПЦ500-ДО производства АО «Белгородский цемент»; гипсовое вяжущее Усть-Джегутинского гипсового комбината марки Г-5 БП; негашеная известь кальциевая порошкообразная 3 сорта Заюковского месторождения. В качестве активной минеральной добавки и заполнителя применялся пемзовый песок Псыхурейского месторождения фракции 0-0,63 мм с насыпной плотностью 700 кг/м³.

Химический состав вулканической пемзы представлен в таблице 1.

Заполнитель - вспученный вермикулит Санкт-Петербургской слюдяной фабрики фракции 0,63-5 мм.

Гранулометрический состав вспученного вермикулита приведен в табл. 2.

Для дисперсного армирования композита применялось базальтовое волокно производства ПАО «Ивотстекло» марки РНБ-9-1200-4 с, соотношение длины волокон к диаметру на основе предварительных экспериментов принималось =1444.

Для улучшения реологических характеристик огнезащитной смеси и физико-механических свойств раствора и бетона использовалась поверхностно-активная воздухововлекающая добавка СДО, разработанная ВНИИжелезобетон и ЦНИИЛХИ (ТУ-81-05-2-78).

Воздушную комовую известь предварительно дробят в щековой дробилке, затем тонко измельчают в шаровой мельнице. Вулканическую пемзу просеивают через сито №0,63 и высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы.

Приготовление смеси осуществляют в смесителе принудительного действия, в котором после подачи воды с добавкой СДО последовательно загружают смесь портландцемента, гипса, извести, базальтового волокна, вулканической пемзы, затем - вспученного вермикулита, или предварительно перемешанную всухую смесь портландцемента, гипса, негашеной извести, базальтового волокна, вулканической пемзы и вспученного вермикулита. Перемешивание всех компонентов продолжают до получения однородной огнезащитной фибровермикулитопемзобетонной сырьевой смеси. Продолжительность перемешивания смеси составляет 1,5-2 мин.

Для исследования огнезащитной эффективности предлагаемых огнезащитных фибровермикулитопемзобетонных составов формовались армоцементные плиты с огнезащитным слоем. Армоцементный слой формовали на стандартной виброплощадке, фиксацию мелкоячеистой сетки и стержневой арматуры выполняют известными способами. Огнезащитный слой формуют на виброплощадке из смеси подвижностью 3-5 см по погружению конуса СтройЦНИЛа. Огнезащитное покрытие также наносят на металлические и железобетонные конструкции в условиях строительной площадки с применением мелкоячеистой сетки вручную или механизировано с использованием штукатурных агрегатов отечественного или зарубежного производства.

Испытания на огнестойкость проводили на образцах размерами 190×190 мм на электрической печи в горизонтальном положении по температурному режиму «стандартного» пожара, регламентированному ГОСТ 30247.0-94. Предел огнестойкости по несущей способности (R) армоцементных плит оценивали по прогреву тканой сетки в конструктивном слое (на границе слоев) до 300°С. Влажности мелкозернистого бетона армоцементного слоя и огнезащитного состава к моменту испытаний составляли соответственно 3-4% и 8-10%. Во время огневых испытаний двухслойных элементов нарушений их целостности не обнаружено.

Составы огнезащитной фибровермикулитопемзобетонной сырьевой смеси согласно изобретению и их основные физико-механические свойства, пределы огнестойкости двухслойных армоцементных плит приведены в таблице 3. В таблице 3 приведены также результаты испытаний армоцементных плит с огнезащитным слоем на основе контрольных составов с применением вулканического пепла фракции 0-0,16 мм.

Из таблицы 3 видно, что при равном расходе портландцемента и одинаковой плотности разработанные фибровермикулитопемзобетонные составы имеют более высокие прочности на сжатие и изгиб. Это объясняется тем, что пемза используется фракции 0-0,63 мм вместо вулканического пепла фракции 0-0,16 мм и вспученного вермикулита фракции 0,16-0,63 мм, что увеличивает содержание химически активной составляющей и улучшает структуру фибровермикулитопемзобетона. При примерно одинаковой плотности разработанные составы имеют более высокие огнезащитные свойства по сравнению с прототипом. Стоимость разработанного огнезащитного состава существенно меньше стоимости прототипа благодаря замене дорогостоящего вспученного вермикулита вулканической пемзой.

Технический результат - разработанные фибровермикулитопемзобетонные составы имеют более высокие прочности на сжатие, изгиб и огнезащитные свойства.

Стоимость разработанного огнезащитного состава существенно меньше стоимости прототипа благодаря замене дорогостоящего вспученного вермикулита вулканической пемзой.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №893944. МПК С04В 15/02. Сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия / Комар А.Г., Топчий В.Д. и др. // Бюл. №48, 30.12.81.

2. Патент РФ №2173309. МПК С04В 41/65. Штукатурный состав для огнезащиты строительных стальных конструкций / Рубинов М.М., Шейнин Е.И., Китайкин В.Д. // Бюл. №25 10.09.2001.

3. Страхов В.Л., Гаращенко А.Н. Огнезащита строительных конструкций: современные средства и методы оптимального проектирования // Строительные материалы. 2002. №6. С. 2-5.

4. Авторское свидетельство СССР №275342. МПК Е04В 1/94. Состав для покрытия металлических элементов / Щипанов А.И., Лабозин П.Г. // Бюл. №22, 03.07.1970.

5. Руководство по выполнению огнезащитных и теплоизоляционных штукатурок механизированным способом. М.: Стройиздат, 1977, - 46 с.

6. Хежев Т.А., Хежев Х.А. Патент РФ №2372314. Огнезащитная сырьевая смесь // Бюл. №31. 2009.

7. Хежев Т.А., Жуков А.З., Хежев Х.А., Журтов А.В. Патент РФ №2595016. Огнезащитная фибровермикулитобетонная сырьевая смесь // Бюл. №23. 2016.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для огнезащиты строительных конструкций. Технический результат - эффективное повышение огнестойкости строительных конструкций за счет расширения сырьевой базы, повышение прочности с одновременным снижением стоимости покрытия. Огнезащитная фибровермикулитопемзобетонная сырьевая смесь содержит, мас.%: портландцемент 8,4-13,2; вспученный вермикулит фракции 0,63-5 мм 10,23-13,25; вулканическую пемзу фракции 0-0,63 мм 21,86-25,44; смолу древесную омыленную 0,08-0,13; негашеную известь 8,1-13,3; строительный гипс 0,4-0,6; базальтовое волокно 1,0-1,5; воду остальное. 3 табл.

Огнезащитная фибровермикулитопемзобетонная сырьевая смесь, включающая портландцемент, пористые заполнители, воду и добавки, отличающаяся тем, что она содержит в качестве заполнителей вспученный вермикулит фракции 0,63-5 мм и вулканическую пемзу фракции 0-0,63 мм, являющуюся одновременно и активной минеральной добавкой, а в качестве добавок - негашеную известь, строительный гипс, базальтовое волокно и смолу древесную омыленную при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 8,4-13,2 вспученный вермикулит фракции 0,63-5 мм 10,23-13,25 вулканическая пемза фракции 0-0,63 мм 21,86-25,44 смола древесная омыленная 0,08-0,13 негашеная известь 8,1-13,3 строительный гипс 0,4-0,6 базальтовое волокно 1,0-1,5 вода остальное