Теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков Российский патент 2024 года по МПК C04B38/08 C04B28/04 C04B14/04 C04B16/08 C04B24/20 

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к клеевым композициям для склеивания конструктивных элементов и блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона.

Одной из важнейших проблем соединения строительных конструктивных элементов и блоков из полистиролбетона или ячеистого бетона, или тяжелого бетона является надежное склеивание их между собой, что зависит от адгезионной способности клея, толщины клеевого шва и его адгезионной прочности. Кроме того, при кладке теплоизоляционных, теплоизоляционно-конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных блоков важным фактором является обеспечение теплоизоляционной эффективности клеевого шва.

Известен клей (патент РФ № 2525904, C09J 133/00, бюл. № 23 от 20.08.2014), содержащий акриловый сополимер, придающий клейкость, как реагент с высокой температурой стеклования и придающий клейкость, как реагент с низкой температурой стеклования.

Недостаток указанного решения заключается в том, что, несмотря на возможность использования с материалами, обладающими низкой поверхностной энергией, указанное решение не может быть использовано для соединения конструкций, элементов и блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона и тяжелого бетона, так как при склеивании дополнительно требуется нанесение грунтовочного слоя между двумя клеевыми субстратами, наносимыми на склеиваемые поверхности. При этом толщина клеевого слоя по указанному решению составляет приблизительно 0,5 мм, что не позволяет обеспечить необходимую адгезию между крупнопористыми поверхностями соединяемых конструктивных элементов и блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона. Кроме того, в указанном решении теплоэнергетическая эффективность клеевого слоя не предусмотрена. Кроме того, входящий в композицию клея по указанному решению 2-этилгексилакрилат представляет собой высоокопасный для организма продукт, а бутилакрилат представляет опасность для верхних дыхательных путей и обладает наркотическим действием.

Известная клеевая композиция (патент РФ № 2109788, C09J 11/00, опубл. 25.05.93), используемая для склеивания особо легких полистиролбетонных опалубочных элементов в сборно-монолитном коттеджном домостроении, а также в качестве герметиков, уплотнительных смесей, крепительных составов для плиточных работ. Указанная клеевая композиция включает мас. %: полимер 12,7-32,99, минеральный наполнитель 40-55, модификатор 0,01-0,3 и диспергатор-растворитель - остальное.

Недостаток указанного решения заключается в том, что композиция клея включает летучие растворители (этилацетат, бутилацетат, или бензин, или уайт-спирит, или толуол, или бензол), приводящие к увеличению содержания вредных примесей в окружающей среде и требующие применение дополнительных мер безопасности при использовании.

Прототипом заявляемого решения является теплоэффективный клей (патент РФ № 2495002, 10.10.2013, бюл. № 28), включающий композиционное вяжущее на основе портландцемента с активными добавками, легкий заполнитель в виде пенополистирольных гранул или стеклогранул, или опилок пенополистирола, или перлитового песка, водоудерживающую добавку, пластифицирующую добавку и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: композиционное вяжущее 36,0-57,0; легкий заполнитель 7,5-13,5; водоудерживающая добавка 0,054-0,09; модифицированная пластифицирующая добавка 0,018-0,042; вода - остальное.

Недостатком композиции по указанному прототипу является низкая адгезионная прочность клеевого шва, обусловленная низкой адгезионной способностью (клейкостью) по отношению поверхности конструктивных элементов или блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона, выполненных на цементном вяжущем.

Недостатком клеевой композиции по техническому решению прототипа является также невысокая активность композиционного вяжущего, которая обусловлена использованием добавок с относительно низкой цементирующей эффективностью. Это обусловливает необходимость использования повышенного количества портландцемента для получения клеевой композиции с большей заданной прочностью.

Недостатком композиции по указанному прототипу является также невозможность регулирования срока схватывания клеевой композиции, что не позволяет обеспечить необходимую прочность кладки конструктивных элементов или блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона при проведении работ в жаркое время года или в условиях сухого жаркого климата.

Задачей технического решения является создание теплоэффективного клея плотностью 600-800 кг/м³ пониженной теплопроводности для склеивания конструктивных элементов и блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона, характеризуемого высокой адгезионной прочностью клеевого шва, эффективной активностью композиционного вяжущего, обеспечением регулирования срока схватывания клеевой композиции.

Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности клеевого шва, повышение активности композиционного вяжущего, обеспечение регулирования сроков схватывания клеевой композиции.

Технический результат достигается за счет того, что теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков включает портландцемент, легкий заполнитель с размером частиц не более 3 мм, состоящий из пенополистирольных гранул или опилок пенополистирола, или гранулированного пеностекла, или перлитового песка, нафталин формальдегид сульфат, воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит аморфный наноразмерный диоксид кремния с размером частиц 20-100 нм и удельной поверхностью 95-400 м²/г, стирол-акриловый сополимер, опоку или трепел, или диатомит, или их смесь, регулятор срока схватывания в виде глюкогептоната натрия или лимонной кислоты при следующем соотношении, масс. %: портландцемент - 39,29 - 45,8; легкий заполнитель -1,35-12,7; нафталин формальдегид сульфат - 0,18-0,31; аморфный наноразмерный диоксид кремния Nano-SiO₂ - 0,05-0,12; стирол-акриловый сополимер - 0,96-3,32; опока или трепел, или диатомит, или их смесь - 7,71-22,4; регулятор срока схватывания - 0,0-1,04; вода - остальное.

Технический результат достигается также за счет того, что теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков содержит вспененный гранулированный полистирол в количестве, масс. %: 1,35-1,78.

Технический результат достигается также за счет того, что теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков содержит опилки пенополистирола в количестве, масс. %: 1,56-2,01.

Технический результат достигается также за счет того, что теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков содержит гранулированное пеностекло в количестве, масс. %: 11,40-12,7.

Технический результат достигается также за счет того, что теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков содержит перлитовый песок в количестве, мас. %: 6,34-6,59.

Новым по сравнению с известными клеевыми композициями для склеивания конструктивных элементов и блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона является сочетание известных компонентов, портландцемента, опоки или трепела, или диатомита, вспененного гранулированного полистирола, опилок пенополистирола, гранулированного пеностекла, перлитового песка, аморфного наноразмерного диоксида кремния, стирол-акрилового сополимера, глюкогептоната натрия или лимонной кислоты и воды.

Указанный качественный и количественный состав теплоэффективного клея для кладки полистиролбетонных блоков обеспечивает возможность получения простым способом указанных смесей, например в гравитационном смесителе, характеризуемых высокой адгезионной прочностью клеевого шва, эффективной активностью композиционного вяжущего, обеспечением регулирования срока схватывания клеевой композиции.

Заявленная совокупность существенных признаков проявляет новое свойство: повышение адгезионной прочности клеевого шва, повышение активности композиционного вяжущего, обеспечение регулирования сроков схватывания клеевой композиции.

Содержание компонентов в составе смеси ниже или выше указанных пределов негативно отражается тепловой эффективности клея, адгезионной прочности клеевого шва, активности композиционного вяжущего и возможности обеспечения регулирования срока схватывания клеевой композиции.

Использование смесей указанного состава с компонентами в указанных диапазонах позволяют изготавливать теплоэффективный клей плотностью 600-800 кг/м³ пониженной теплопроводности для склеивания конструктивных элементов и блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона, характеризуемого высокой адгезионной прочностью клеевого шва, эффективной активностью композиционного вяжущего, обеспечением регулирования срока схватывания клеевой композиции.

Рецептура и количественные параметры компонентов теплоэффективного клея для кладки полистиролбетонных блоков обусловлены конкретными техническими требованиями, предъявляемыми к клеевым композициям для кладки полистиролбетонных блоков и их основным показателям в затвердевшем состоянии.

Варианты реализации теплоэффективного клея для кладки полистиролбетонных блоков с различными характеристиками получаемых композиций представлены следующими примерами (таблица 1):

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к клеевым композициям для склеивания конструктивных элементов и блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона. Теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков дополнительно содержит аморфный наноразмерный диоксид кремния с размером частиц 20-100 нм и удельной поверхностью 95-400 м²/г, стирол-акриловый сополимер, опоку или трепел, или диатомит, или их смесь в любой пропорции, регулятор срока схватывания в виде глюкогептоната натрия или лимонной кислоты при следующем соотношении, масс.%: портландцемент 39,29-45,8, опока, или трепел, или диатомит 7,71-22,4; легкий заполнитель 1,35-12,7; нафталин формальдегид сульфат 0,18-0,31; аморфный наноразмерный диоксид кремния 0,05-0,12; стирол-акриловый сополимер 0,96-3,32; регулятор срока схватывания 0,0-1,04; вода - остальное. Использование теплоэффективного клея для склеивания конструктивных элементов и блоков из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона обеспечивает требуемые параметры качества по прочности и теплопроводности при минимальной толщине клеевого шва. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков включает портландцемент, легкий заполнитель с размером частиц не более 3 мм, состоящий из пенополистирольных гранул или опилок пенополистирола, или гранулированного пеностекла, или перлитового песка, нафталин формальдегид сульфат, воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит аморфный наноразмерный диоксид кремния с размером частиц 20-100 нм и удельной поверхностью 95-400 м²/г, стирол-акриловый сополимер, опоку или трепел, или диатомит, или их смесь, регулятор срока схватывания в виде глюкогептоната натрия или лимонной кислоты при следующем соотношении, масс.%:

портландцемент 39,29-45,8 легкий заполнитель 1,35-12,7 нафталин формальдегид сульфат 0,18-0,31 аморфный наноразмерный диоксид кремния Nano-SiO₂ 0,05-0,12 стирол-акриловый сополимер 0,96-3,32 опока или трепел, или диатомит, или их смесь 7,71-22,4 регулятор срока схватывания 0,0-1,04 вода остальное

2. Теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков по п. 1, отличающийся тем, что содержит вспененный гранулированный полистирол в количестве, масс.%: 1,35-1,78.

3. Теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков по п. 1, отличающийся тем, что содержит опилки пенополистирола в количестве, масс.%: 1,56-2,01.

4. Теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков по п. 1, отличающийся тем, что содержит гранулированное пеностекло в количестве, масс.%: 11,40-12,7.

5. Теплоэффективный клей для кладки полистиролбетонных блоков по п. 1, отличающийся тем, что содержит перлитовый песок в количестве, масс.%: 6,34-6,59.