Сырьевая смесь для изготовления фибропенобетона Российский патент 2023 года по МПК C04B28/04 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве пенобетонов, содержащих волокнистые наполнители.

В настоящее время в качестве заполнителей для производства ячеистых бетонов используется, в основном, кварцевый песок, что не всегда обеспечивает получение материала заданной плотности и прочности при допустимых расходах цемента, и их применение, как правило, предусматривает необходимость дополнительного помола [1,2].

Наиболее близким является сырьевая смесь для приготовления ячеистого бетона, содержащая, мас. %: цемент 16,1-33,8; вулканический пепел Заюковского месторождения с максимальной крупностью зерен 1,25 мм 32,2–33,8; пенообразователь ПБ-2000 0,25; базальтовое волокно 0,9; негашеная известь 0-16,1; строительный гипс 0-0,9; вода - остальное [3].

Недостатками этих составов являются относительно высокие усадочные деформации, относительно низкая прочность на растяжение и изгиб пенобетона.

Целью изобретения является снижение усадочных деформаций, повышение качества и прочности пенобетона.

Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона содержит портландцемент, негашеную известь, строительный гипс, вулканический пепел, базальтовые волокна, капроновые волокна, воду и в качестве порообразователя – пенообразователь ПБ-2000.

В экспериментах были использованы вяжущие: портландцемент ПЦ400-ДО производства АО «Белгородский цемент», гипсовое вяжущее Усть-Джегутинского гипсового комбината марки Г-5 БII, порошкообразная негашеная известь кальциевая производства АО «Известняк», г. Усть-Джегута. В качестве активной минеральной добавки и заполнителя пенобетона применялся вулканический пепел Заюковского месторождения с максимальной крупностью зерен 1,25 мм. Использовался пенообразователь ПБ-2000 производства ПАО «Ивхимпром». Для дисперсного армирования пенобетона применялось базальтовое волокно производства ПАО «Ивотстекло» марки РНБ-9-1200-4с, соотношение длины волокон к диаметру на основе предварительных экспериментов принималось , длина волокна составляла 13 мм и капроновое волокно диаметром 0,02 мм, =200.

Химический состав вулканического пепла представлен в таблице 1.

Таблица 1

Содержание основных компонентов в % от массы SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ CaO MgO TiO Na₂O+ +K₂O SO₃ п.п.п. 73,1 13,75 1,75 1,65 1,12 0,23 3,87 0,12 2,0

Изготовление ячеистобетонных образцов из сырьевой смеси включает следующие операции: приготовление ячеистобетонной смеси, формование и тепловлажностную обработку.

Приготовление смеси осуществляют в смесителе периодического действия. По обычной (традиционной) технологии первоначально перемешивают цемент, известь, гипс и вулканический пепел с водой до получения однородной массы, затем добавляют базальтовые волокна, капроновые волокна и пену, после чего перемешивание всех компонентов продолжают до получения смеси заданной плотности.

Образцы размером 4х4х16 см формуют литьевым способом.

Тепловую обработку образцов осуществляют после предварительной выдержки в течение 16 ч при t = 20±2°С в пропарочной камере при t = 80°С по режиму 2 + 6 + естественное остывание.

Перед испытаниями образцы высушивают до постоянной массы при t = 105°C в сушильном шкафу.

Составы исходных сырьевых смесей пенобетона согласно изобретению и их основные физико-механические свойства приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что существенный рост прочности на растяжение при изгибе наблюдается как при армировании отдельными волокнами, так и при армировании одновременно двумя видами волокон, максимальный рост прочности составляет 4,7 раза. Прочность при сжатии пенобетона, армированных капроновыми или базальтовыми волокнами, а также при полидисперсном армировании волокнами возрастает несущественно, максимальный рост прочности составляет 17 %.

Введение капронового или базальтового волокна в пенобетон обеспечивает снижение усадки до 25 % (табл. 2). Составы с капроновой фиброй имеют усадку, равную 3,05 мм/м. Образцы фибропенобетона, армированные базальтовыми волокнами, имеют усадку 2,96 мм/м.

Фибропенобетоны, армированные одновременно капроновыми и базальтовыми волокнами в количестве 0,25% и 0,65% по массе соответственно имеют наименьшую усадку – 2,39 мм/м.

Технический результат достигается тем, что дисперсное полиармирование пенобетона обеспечивает существенное снижение усадочных деформаций с 3,97 мм/м до 2,39 мм/м по сравнению с пенобетоном и по сравнению с фибропенобетоном, армированными базальтовыми волокнами, с 2,96 мм/м до 2,39 мм/м.

Таблица 2

Составы Соотношение компонентов
в смеси, мас. % Показатели свойств бетона цемент вулканический пепел известь гипс синтетическое волокно базальтовое волокно пенообразователь ПБ–2000 вода средняя плотность, кг/м³ прочность на растяжение при изгибе, МПа прочность на сжатие, МПа усадка, мм/м Прототипы 1 33,8 33,8 – – – – 0,25 32,15 506 0,27 1,38 3,97 2 16,1 32,2 16,1 0,90 – 0,25 34,45 500 0,28 1,49 3,96 3 33,5 33,5 – – – 0,90 0,25 31,85 504 1,24 1,58 2,96 Разработанные составы 4 33,5 33,5 – – 0,90 – 0,25 31,85 506 0,87 1,54 3,05 5 16,1 32,2 16,1 0,90 0,90 – 0,25 33,55 500 0,89 1,56 3,07 6 16,1 32,2 16,1 0,90 – 0,90 0,25 33,55 500 1,28 1,61 2,99 7 33,5 33,5 – – 0,25 0,65 0,25 31,85 504 1,20 1,51 2,40 8 16,1 32,2 16,1 0,90 0,25 0,65 0,25 33,55 502 1,23 1,55 2,39

Аналоги

1. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Устенко А.А. Технология теплоизоляционных материалов. М.: Стройиздат, 1980. – 399 с.

2. Пухаренко Ю.В., Суворов И.О. Патент РФ № 2592907. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона // Бюлл. № 21. 2016.

3. Хежев Т.А., Хежев Х.А. Патент РФ № 2678286. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона // Бюлл. № 3. 2019.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве пенобетонов, содержащих волокнистые наполнители. Целью изобретения является снижение усадочных деформаций, повышение качества и прочности пенобетона. Сырьевая смесь для изготовления фибропенобетона включает цемент, кремнеземистый компонент, армирующее волокно, негашеную известь, строительный гипс, пенообразователь и воду. Смесь содержит в качестве армирующего материала – базальтовое и капроновое волокно, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цемент - 16,1-33,5, вулканический пепел - 32,2-33,5, пенообразователь ПБ-2000 - 0,25, базальтовое волокно - 0,65, капроновое волокно - 0,25, негашеная известь - 0-16,1, строительный гипс - 0-0,9, вода - остальное. 2 табл.

Сырьевая смесь для изготовления фибропенобетона, включающая цемент, кремнеземистый компонент, армирующее волокно, негашеную известь, строительный гипс, пенообразователь и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве армирующего материала – базальтовое и капроновое волокно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 16,1-33,5 Вулканический пепел 32,2-33,5 Пенообразователь ПБ-2000 0,25 Базальтовое волокно 0,65 Капроновое волокно 0,25 Негашеная известь 0-16,1 Строительный гипс 0–0,9 Вода Остальное