СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБКОЙ ФИБРОПОЛИМЕРБЕТОННОЙ ПАНЕЛИ Российский патент 2024 года по МПК C04B28/04 C04B16/00 C04B14/04 B28C5/40 

Область техники, к которой относится изобретение

Группа изобретений относится к строительным материалам, а именно к составу и способу изготовления гибкой фиброполимербетонной панели, и может быть использовано на фасадах, заборах, в интерьерах.

Уровень техники

Известна смесь для получения декоративного композита заданной колористики в технологии строительной 3D-печати и способ ее получения. Для ее получения используются сухие компоненты и жидкий затворитель с распределенными в нем полипропиленовыми волокнами, соотношение между сухими компонентами и жидким затворителем составляет 7,54-7,58: 1; сухие компоненты: портландцемент ЦЕМ I 42,5 Н, кварцевый песок с М_к≤1,25, метакаолин с содержанием SiO₂ не менее 53% и Al₂O₃ не менее 47%, порошковый пигмент красного цвета на основе Fe₂O₃ с его содержанием не менее 96,1% или зеленого цвета на основе Cr₂O₃⋅2H₂O+Fe₂O₃ с содержанием Fe₂O₃ не менее 26,1%, жидкий затворитель: вода, суперпластификатор на основе поликарбоксилатных эфиров, полипропиленовое волокно (RU 2762842, опубликовано 23.12.2021 г.).

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является реакционно-порошковый сверхпрочный фибробетон, содержащий портландцемент ПЦ 500 Д0 (серый или белый), суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, микрокремнезем с содержанием аморфного-стекловидного кремнезема не менее 85-95%, при этом дополнительно включает молотый кварцевый песок (микрокварц) или молотую каменную муку из плотных горных пород с удельной поверхностью (3-5)⋅10³ см²/г, тонкозернистый кварцевый песок узкого гранулометрического состава фракции 0,1-0,5÷0,16-0,63 мм, а также содержанием фибры стальной металлокорд (диаметр 0,1-0,22 мм, длина 6-15 мм), базальтовой и углеродные волокна, имеет удельный расход цемента на единицу прочности бетона не более 4,5 кг/МПа, а удельный расход фибры на единицу прироста прочности на растяжение при изгибе, не превышает 9,0 кг/МПа обладает высокой плотность с новой рецептурой и с новым структурно-топологическим строением, а также бетон имеет дуктильный (пластичный) характер разрушения при следующем содержании компонентов, % от массы сухих компонентов в бетонной смеси: портландцемент (серый или белый) марки не ниже ПЦ 500 Д0 - 30,9-34%; суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира - 0,2-0,5%; микрокремнезем - 3,2-6,8%; молотый кварцевый песок (микрокварц) или каменная мука - 12,3-17, 2%; тонкозернистый кварцевый песок - 53,4-41,5%; фибра стальная металлокорд 1,5-5,0% по объему бетона; фибра базальтовая и углеродные волокна 0,2-3,0% по объему бетона; вода - В/Т=0,95-0,12 (RU 2012113330, опубликовано 10.10.2013 г.).

Технический результат заключается в получении высокоплотной гибкой фибраполимербетонной панели, обладающей повышенной прочностью на сжатие, растяжение и изгиб, водостойкостью, стойкостью к агрессивным средам, легкостью и светостойкостью.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения заключается в том, что гибкая полимербетонная панель включает стирол акриловую дисперсию, белый цемент марки 500 ДО, карбоксилатный гиперпластификатор в порошке Sika-225 ViscoCrete-226P, метакаолин или микрокремнезем, или их гибрид, фибру в виде стеклофибры, базальтовой фибры или полипропиленовой фибры длиной 6 мм, пигмент железоокислый и микрокальцит в виде мраморной муки, кварцевой муки или молотого известняка при следующем соотношении компонентов, мас. %:

стирол акриловая дисперсия 20, белый цемент марки 500 ДО 36, карбоксилатный гиперпластификатор 0,18-0,252, метакаолин или микрокремнезем, или их гибрид 2,7-3,6, фибра 0,052-1,6, пигмент железоокислый 0,036-1,8, микрокальцит 36,748 - 41,032.

Способ изготовления гибкой полимербетонной панели включает следующие этапы. На первом этапе осуществляют приготовление сухой смеси, при котором в смеситель с оборотами не более 90 об/мин добавляют белый цемент марки 500 ДО, метакаолин или микрокремнезем, или их гибрид, и карбоксилатный гиперпластификатор в порошке Sika-225 ViscoCrete-226P, перемешивают, активируют сухую смесь в течение 5 мин, добавляют пигмент железоокислый и перемешивают полученную сухую смесь в течение 5 мин, добавляют микрокальцит в виде мраморной муки, кварцевой муки или молотого известняка, после чего перемешивают в течение 5 мин, полученную сухую смесь армируют путем ввода стеклофибры, базальтовой фибры или полипропиленовой фибры длиной 6 мм и перемешивают в течение 2 мин. На втором этапе изготавливают формы из полиуретанового компаунда для заливки бетонной смеси, для чего через краскопульт окрашивают форму составом, состоящим их пигмента железоокислого, диоксида титана и воды. На третьем этапе приготовленную сухую смесь засыпают в горизонтальный смеситель для производства бетонов с высоконаполненными составами, добавляют воду и перемешивают стирол акриловую дисперсию разными частями: 70% сразу, до активации гиперпластификатора, подвижности и насыщения смеси водой, далее - оставшиеся 30%, затем доводят до готовности в течение 3 мин. На четвертом этапе по вибролинии подают приготовленную форму из полиуретанового компаунда, в которую закладывают базальтовую сетку для армирования полимербетонной панели по объему. На пятом этапе готовую смесь подают в бункер с дозатором и наполняют форму через базальтовую сетку, при помощи вибрации дают наполниться форме и уплотниться смеси, после наполнения формы накладывают нарезанную по размерам формы подложку, состоящую из следующих разновидностей подложек, которые имеют адгезию к данному составу бетона: пенополистирол, экструдированный полистирол, цементно-стружечная плита (ЦСП), АБС-пластик, при помощи вибрации дают смеси соединиться с подложкой в течение 15 с, далее форму в поддоне отправляют в термокамеру с температурой 36°С и влажностью воздуха 100% для дальнейшего набора прочности, через 8-12 ч подают форму из термокамеры на расформовочный стол, где переворачивают форму и расформовывают, готовому изделию в вертикальном состоянии дают отстояться в теплом помещении в течение 1 сут.

Осуществление изобретения

Гибкая полимербетонная панель включает стирол акриловую дисперсию, белый цемент марки 500 ДО, карбоксилатный гиперпластификатор в порошке Sika-225 ViscoCrete-226P, метакаолин или микрокремнезем, или их гибрид, фибру в виде стеклофибры, базальтовой фибры или полипропиленовой фибры длиной 6 мм, пигмент железоокислый и микрокальцит в виде мраморной муки, кварцевой муки или молотого известняка, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

стирол акриловая дисперсия 20, белый цемент марки 500 ДО 36, карбоксилатный гиперпластификатор 0,18-0,252, метакаолин или микрокремнезем, или их гибрид 2,7-3,6, фибра 0,052-1,6, пигмент железоокислый 0,036-1,8, микрокальцит 36,748 - 41,032.

Для изготовления заявленной гибкой фиброполимербетонной панели могут быть использованы следующие компоненты:

- стирол акриловая дисперсия - Новопол 001 А;

- белый цемент марки - 500 ДО;

- карбоксилатный гиперпластификатор третьего поколения в порошке - Sika-225 ViscoCrete-226P;

- метакаолин - ВМК45;

- стеклофибра, базальтовая фибра или полипропиленовая фибра - длина 6 мм;

- пигмент железоокислый для бетонов - Bayferrox;

- микрокальцит в виде мраморной муки, кварцевой муки или молотого известняка - МК100.

Способ изготовления гибкой фиброполимербетонной панели осуществляют следующим образом.

1 этап. Осуществляют приготовление сухой смеси, при котором в смеситель с оборотами не более 90 об/мин добавляют цемент, высокоактивную пуццолановую добавку (метакаолин или микрокремнезем, или их гибрид), и карбоксилатный гиперпластификатор в порошке Sika-225 ViscoCrete-226P, перемешивают, активируют сухую смесь в течение 5 мин, добавляют пигмент железоокислый и перемешивают полученную сухую смесь в течение 5 мин, добавляют микрокальцит в виде мраморной муки, кварцевой муки или молотого известняка, после чего перемешивают в течение 5 мин, полученную сухую смесь армируют путем ввода стеклофибры, базальтовой фибры или полипропиленовой фибры длиной 6 мм и перемешивают в течение 2 мин.

2 этап. Изготавливают формы из полиуретанового компаунда для заливки бетонной смеси, для чего через краскопульт окрашивают форму составом, состоящим их пигмента железоокислого, диоксида титана и воды, для придания декоративных свойств готовым панелям.

3 этап. Приготовленную сухую смесь засыпают в горизонтальный смеситель для производства бетонов с высоконаполненными составами, добавляют воду и перемешивают стирол акриловую дисперсию разными частями: 70% сразу, до активации гиперпластификатора, подвижности и насыщения смеси водой, далее - оставшиеся 30%, затем доводят до готовности в течение 3 мин.

4 этап. По вибролинии подают приготовленную форму из полиуретанового компаунда, в которую закладывают базальтовую сетку для армирования фиброполимербетонной панели по объему.

5 этап. Готовую смесь подают в бункер с дозатором и наполняют форму через базальтовую сетку, при помощи вибрации дают наполниться форме и уплотниться смеси, после наполнения формы накладывают нарезанную по размерам формы подложку, состоящую из следующих разновидностей подложек, которые имеют адгезию к данному составу бетона: пенополистирол, экструдированный полистирол, ЦСП, АБС-пластик, при помощи вибрации дают смеси соединиться с подложкой в течение 15 с, далее форму в поддоне отправляют в термокамеру с температурой 36°С и влажностью воздуха 100% для дальнейшего набора прочности, через 8-12 ч подают форму из термокамеры на расформовочный стол, где переворачивают форму и расформовывают, готовому изделию в вертикальном состоянии дают отстояться в теплом помещении в течение 1 сут. Далее отправляют на склад, где складывают на поддоны для дальнейшего набора прочности.

По результатам проведенных исследований получены следующие характеристики: морозостойкость F700, прочность на сжатие 230 МПа, марочная прочность бетона М700, водонепроницаемость W18, светостойкость 8 баллов.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составу и способу изготовления гибкой фиброполимербетонной панели, и может быть использовано на фасадах, заборах, в интерьерах. Гибкая фиброполимербетонная панель включает стирол-акриловую дисперсию, белый цемент марки 500 ДО, карбоксилатный гиперпластификатор в порошке Sika-225 ViscoCrete-226P, метакаолин, или микрокремнезем, или их гибрид, фибру в виде стеклофибры, базальтовой фибры или полипропиленовой фибры длиной 6 мм, пигмент железоокислый и микрокальцит в виде мраморной муки, кварцевой муки или молотого известняка при заданном соотношении компонентов. Способ изготовления гибкой фиброполимербетонной панели включает следующие этапы. На первом этапе осуществляют приготовление сухой смеси, на котором в смеситель с оборотами не более 90 об/мин добавляют белый цемент марки 500 ДО, метакаолин, или микрокремнезем, или их гибрид, и карбоксилатный гиперпластификатор в порошке Sika-225 ViscoCrete-226P, перемешивают, активируют сухую смесь в течение 5 мин, добавляют пигмент железоокислый и перемешивают полученную сухую смесь в течение 5 мин, добавляют микрокальцит в виде мраморной муки, кварцевой муки или молотого известняка, после чего перемешивают в течение 5 мин, полученную сухую смесь армируют путем ввода стеклофибры, базальтовой фибры или полипропиленовой фибры длиной 6 мм и перемешивают в течение 2 мин. На втором этапе изготавливают формы из полиуретанового компаунда для заливки бетонной смеси, для чего через краскопульт окрашивают форму составом, состоящим из пигмента железоокислого, диоксида титана и воды. На третьем этапе приготовленную сухую смесь засыпают в горизонтальный смеситель для производства бетонов с высоконаполненными составами, добавляют воду и перемешивают стирол-акриловую дисперсию разными частями: 70% сразу, до активации гиперпластификатора, подвижности и насыщения смеси водой, далее - оставшиеся 30%, затем доводят до готовности в течение 3 мин. На четвертом этапе по вибролинии подают приготовленную форму из полиуретанового компаунда, в которую закладывают базальтовую сетку для армирования фиброполимербетонной панели по объему. На пятом этапе готовую смесь подают в бункер с дозатором и наполняют форму через базальтовую сетку, при помощи вибрации дают наполниться форме и уплотниться смеси, после наполнения формы накладывают нарезанную по размерам формы подложку, состоящую из следующих разновидностей подложек, которые имеют адгезию к данному составу бетона: пенополистирол, экструдированный полистирол, ЦСП, АБС-пластик, при помощи вибрации дают смеси соединиться с подложкой в течение 15 с, далее форму в поддоне отправляют в термокамеру с температурой 36°С и влажностью воздуха 100% для дальнейшего набора прочности, через 8-12 ч подают форму из термокамеры на расформовочный стол, где переворачивают форму и расформовывают, готовому изделию в вертикальном состоянии дают отстояться в теплом помещении в течение 1 сут. Технический результат заключается в получении высокоплотной гибкой фиброполимербетонной панели, обладающей повышенной прочностью на сжатие, растяжение и изгиб, водостойкостью, стойкостью к агрессивным средам, легкостью и светостойкостью. 2 н.п. ф-лы.

1. Гибкая фиброполимербетонная панель, включающая цемент, пластификатор, наполнитель, фибру, отличающаяся тем, что содержит стирол-акриловую дисперсию, белый цемент марки 500 ДО, карбоксилатный гиперпластификатор Sika-225, наполнитель метакаолин, или микрокремнезем, или их гибрид, в качестве фибры используют стеклофибру, базальтовую фибру или полипропиленовую фибру длиной 6 мм, дополнительно включает пигмент железоокислый и микрокальцит при следующем соотношении компонентов, мас. %:

стирол-акриловая дисперсия 20 белый цемент марки 500 ДО 36 карбоксилатный гиперпластификатор 0,18-0,252 метакаолин, или микрокремнезем, или их гибрид 2,7-3,6 фибра 0,052-1,6 пигмент железоокислый 0,036-1,8 микрокальцит 36,748 - 41,032

2. Способ изготовления гибкой фиброполимербетонной панели, включающий на первом этапе приготовление сухой смеси, при котором в смеситель с оборотами не более 90 об/мин добавляют белый цемент марки 500 ДО, метакаолин, или микрокремнезем, или их гибрид и карбоксилатный гиперпластификатор третьего поколения в порошке Sika-225 ViscoCrete-226P, перемешивают, активируют сухую смесь в течение 5 мин, добавляют пигмент железоокислый для бетонов Bayferrox и перемешивают полученную сухую смесь в течение 5 мин, добавляют микрокальцит в виде мраморной муки, кварцевой муки или молотого известняка, после чего перемешивают в течение 5 мин, полученную сухую смесь армируют путем ввода стеклофибры, базальтовой фибры или полипропиленовой фибры длиной 6 мм и перемешивают в течение 2 мин, на втором этапе изготавливают формы из полиуретанового компаунда для заливки бетонной смеси, для чего через краскопульт окрашивают форму специальным составом, состоящим их пигмента железоокислого, диоксида титана и воды, на третьем этапе приготовленную сухую смесь засыпают в горизонтальный смеситель для производства бетонов с высоконаполненными составами, добавляют воду и перемешивают стирол-акриловую дисперсию разными частями: 70% сразу, до активации гиперпластификатора, подвижности и насыщения смеси водой, далее - оставшиеся 30%, затем доводят до готовности в течение 3 мин, на четвертом этапе по вибролинии подают приготовленную форму из полиуретанового компаунда, в которую закладывают базальтовую сетку для армирования фиброполимербетонной панели по объему, на пятом этапе готовую смесь подают в бункер с дозатором и наполняют форму через базальтовую сетку, при помощи вибрации дают наполниться форме и уплотниться смеси, после наполнения формы накладывают нарезанную по размерам формы подложку, состоящую из следующих разновидностей подложек, которые имеют адгезию к данному составу бетона: пенополистирол, экструдированный полистирол, цементно-стружечная плита, АБС-пластик или плиты из металлоконструкций, входящие в состав вентилируемых фасадов, при помощи вибрации дают смеси соединиться с подложкой в течение 15 с, далее форму в поддоне отправляют в термокамеру с температурой 36°С и влажностью воздуха 100% для дальнейшего набора прочности, через 8-12 ч подают форму из термокамеры на расформовочный стол, где переворачивают форму и расформовывают, готовому изделию в вертикальном состоянии дают отстояться в теплом помещении в течение 1 сут.