СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФИБРОПЕНОБЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2025 года по МПК C04B28/04 

Заявляемое изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способам изготовления конструкционных, теплоизоляционных и конструкционно-изоляционных материалов из ячеистых бетонов с применением дисперсного армирования синтетическими волокнами.

Известна сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления, включающая связующее вещество, заполнитель, порообразователь-пенообразователь, дисперсную арматуру - волокна и воду, содержит с модулем упругости волокон больше модуля упругости ячеистого материала, поперечным сечением, на превышающим 1 мм², и с отношением длины к площади поперечного сечения более 100 мм^-1 и дополнительно добавку [Патент РФ №2206544, 2003 г. - аналог].

Недостатком аналога является невысокая прочность полученного ячеистого материала на сжатие и растяжение при использовании полимерных и других дисперсных волокон и, как следствие, небольшие значения коэффициента конструктивного качества фибробетонов.

Технической задачей заявляемого изобретения является увеличение прочности на сжатие и растяжение и, как следствие, морозостойкости при одновременном улучшении теплоизоляционных и звукоизоляционных свойств ячеистых бетонных смесей.

Решение задачи осуществляется увеличением количества равномерно распределенного фиброволокна в пенобетонной смеси. Большее, по сравнению с аналогами равномерно распределенной в растворе фибры производит дополнительное армирование, что значительно увеличивает прочность как на сжетие, так и растяжение при изгибе. С другой стороны вокруг каждого волокла за счет поляризации скапливается большее количества воздушных пузырьков, что ведет к уменьшению теплопроводности и увеличению звукоизоляции материала.

Технический результат, полученный в процессе решения поставленной задачи, достигается тем, что ячеистая фибробетонная смесь, включающая связующее вещество, заполнитель, пенообразователь, дисперсную арматуру и воду; при этом в качестве связующего вещества используют портландцемент марки 500, заполнителя - кварцевый песок с модулем крупности 0,2 или золу уноса ТЭС, в качестве пенообразователя - «ПБ-2000», в качестве дисперсной арматуры - полиамидное или полипропиленовое волокно длиной 12 мм.

Соотношение компонентов, мас. %: портландцемент марки 500 - 49-55; кварцевый песок с модулем крупности 0,2 или зола-уноса ТЭС - 28-39; пенообразователь «ПБ-2000» - 1,0; полипропиленовое или полиамидное волокно длиной 12 мм - 0,35-1,0; вода - остальное.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в процессе приготовления смеси в качестве связующего вещества использовался портландцемент М 500 (ПЦ 500) Новороссийского цементного завода. В качестве заполнителя применялся мелкодисперсная субстанция: пылевой песок или зола-уноса ТЭС.

Для упрочнения ячеистой смеси на микроуровне применялась дисперсная арматура (фибра) в виде полиамидного или пропиленового волокна длиной 12 мм с прочностью на разрыв до 3800 МПа.

В качестве порообразователя при производстве ячеистой смеси использовался пенообразователь «ПБ-2000». Плотность пены составляет 1,04-1,1 г/см³, кратность пены варьируется от 5 до 50, коэффициент устойчивости пены в цементном тесте не менее 0,95. Указанный пенообразователь совместим со всеми органическими и неорганическими добавками, хорошо смешивается с водой в небольших дозировках и способствует образованию высокопористой структуры ячеистых бетонов с малой плотностью.

Таким образом, применение в составе сырьевой смеси высокоэффективного пенообразователя «ПБ-2000», дисперсной арматуры из полиамидных или полипропиленовых волокон длиной 12 мм, мелкозернистого заполнителя: песка или золы-уноса ТЭС с размером гранул менее 0,2 мм способствует, в сравнении с прототипом, увеличению прочности и уменьшению теплопроводности при сохранении малой плотности, что и является новым техническим свойством заявляемой ячеистой фибробетонной смеси.

Предлагаемый порядок введения компонентов обусловлен тем, что последовательное, введение в раствор воды с пенообразователем минерального вяжущего, мелкозернистого заполнителя и фибры обеспечивает улучшенное сцепление между волокнистым армирующим компонентом и бетонной матрицей, что существенно улучшает качество затвердевшего материала, а активаторный орган смесителя позволяет за счет турбулентных потоков обеспечить высокую скорость вращения, оказывается возможным равномерное распределение фибры в фибропеносмесителе.

Для экспериментальной проверки заявляемой ячеистой фибробетонной смеси, изготовили по стандартной методике образцы-балочки размером 40×40×160 мм, и кубы размером 100×100×100 мм твердеющие в естественных условиях.

Физико-механические показатели бетонов, приготовленных по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице (см. таблицу в конце описания).

Из таблицы видно, что заявляемый способ позволяет изготовлять ячеистые бетоны в широком диапазоне плотностей. Причем предлагаемый способ обеспечивает получение ячеистого бетона с заданными свойствами.

Предлагаемым способом можно изготавливать изоляционные, перегородочные и стеновые изделия с высокими прочностными, звукоизоляционными и теплоизоляционными свойствами, дверные и оконные перемычки, элементы вентиляционных каналов, плиты перекрытия.

Плотность Цемент, кг Наполнитель Фибра, кг Пенообразователь, л Вода, л Прочность, МПа Теплопроводность, Вт/м.°С Морозостойкость, циклы Тип кг сжатие растяжение при изгибе D300 163 Зола 98 4,24 0,69 148 0,5 - 0,075 - D400 215 Зола 122 5,17 0,85 179 1,5 1,0 0,078 50 D500 275 Зола 165 6,05 1,16 250 2,0 1,2 0,088 60 D600 305 Зола 212 6,84 1,37 267 2,5 1,5 0,113 70 D700 345 Зола 263 7,53 1,55 276 3,5 2,0 0,142 90 D800 390 Зола 315 8,47 1,78 290 4,5 3,0 0,171 100 D1000 415 Зола 364 9,98 2,01 314 7,0 5,0 0,198 120

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способам изготовления конструкционных и теплоизоляционных материалов из ячеистых бетонов с применением дисперсного армирования синтетическим волокном. Способ приготовления фибропенобетонной смеси путем смешивания воды, пенообразователя, дисперсной арматуры, минерального вяжущего и мелкодисперсного заполнителя. При этом сначала в отдельной емкости производят смешивание воды и пенообразователя, а перемешивание производят в одном турбулентном смесителе в следующем порядке: смесь воды с пенообразователем, портландцемент, мелкодисперсный заполнитель, дисперсная арматура, при этом в качестве дисперсной арматуры используют полиамидные или пропиленовые волокна длиной 12 мм, портландцемент используют марки 500, в качестве мелкодисперсного заполнителя - зола-уноса ТЭЦ или кварцевый песок с модулем крупности 0,2, при определенном соотношении компонентов. Технический результат: получение ячеистого бетона в широком диапазоне плотностей с заданными свойствами. 1 табл.

Способ приготовления фибропенобетонной смеси путем смешивания воды, пенообразователя, дисперсной арматуры, минерального вяжущего и мелкодисперсного заполнителя, отличающийся тем, что сначала в отдельной емкости производят смешивание воды и пенообразователя, а перемешивание производят в одном турбулентном смесителе в следующем порядке: смесь воды с пенообразователем, портландцемент, мелкодисперсный заполнитель, дисперсная арматура, при этом в качестве дисперсной арматуры используют полиамидные или пропиленовые волокна длиной 12 мм, портландцемент используют марки 500, в качестве мелкодисперсного заполнителя - зола-уноса ТЭЦ или кварцевый песок с модулем крупности 0,2, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

портландцемент марки 500 49-55 кварцевый песок с модулем крупности 0,2 или зола-уноса ТЭС 28-39 пенообразователь «ПБ-2000» 1,0 полипропиленовое или полиамидное волокно длиной 12 мм 0,35-1,0 вода остальное