Сырьевая смесь для легкого бетона

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения легкого теплоизоляционного бетона с поризованным цементным камнем. Технический результат: снижение объемной массы легких теплоизоляционных бетонов и расширение сырьевой базы для их получения. Сырьевая смесь содержит в качестве модифицирующей добавки пенообразователь, состоящий из смеси натриевой соли карбоксиметилированных оксиэтилированных изононилфенолов, рафинированного алкиларилсульфоната и соли закиси железа и аммония двойной сернокислой при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 60,59-61,27, вспененные гранулы полистирола 5,57-6,73, натриевая соль карбоксиметилированных оксиэтилированных изононилфенолов 0,014-0,016, рафинированный алкиларилсульфонат 0,0022-0,0027, соль закиси железа и аммония двойная сернокислая 0,0028-0,004, вода 32,65-33,141. Изделия из указанной сырьевой смеси обладают низкой объемной массой, высокой теплоизолирующей способностью, при достаточной для теплоизоляционных материалов прочности. 2 табл.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения легкого теплоизоляционного бетона с поризованным цементным камнем.

Известна легкобетонная смесь, состоящая из цемента, вспененных гранул полистирола, кварцевого песка и вязкой пены (патент Российской Федерации 2033406, C 04 В 38/08).

Недостатком этой смеси является высокая объемная масса получаемого из нее полистиролпенобетона.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является сырьевая смесь для легкого бетона, состоящая из цемента, вспененных гранул полистирола, модифицирующих добавок, состоящих из смолы нейтрализованной воздухововлекающей (СНВ) и натриевой соли полиэтиленполиаминополиметилфосфоновой кислоты (ПАФ) и воды (а.с. СССР 1680674 А1, С 04 В 38/02, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент - 71,39-71,42 Пенополистирол - 4,23 СНВ - 0,08 ПАФ - 0,01-0,05 Вода - Остальное Недостатком смеси является повышенная объемная масса, изготовленных из нее изделий.

Техническая задача заявленного изобретения заключается в снижении объемной массы, получаемых из сырьевой смеси легких теплоизоляционных бетонов, например полистиролпенобетона, и расширение сырьевой базы для их получения.

Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь для легкого бетона, включающая цемент, вспененные гранулы полистирола и модифицирующую добавку, в качестве модифицирующей добавки содержит пенообразователь, состоящий из натриевой соли карбоксиметилированных оксиэтилированных изононилфенолов (на основе тримеров пропилена в модифицированной азотосодержащей форме), рафинированного алкиларилсульфоната и соли закиси железа и аммония двойной сернокислой при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент - 60,59-61,27 Вспененные гранулы полистирола - 5,57-6,73 Натриевая соль карбоксиметилированных, оксиэтилированных изононилфенолов - 0,014-0,016
Рафинированный алкиларилсульфонат - 0,0022-0,0027
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая - 0,0028-0,004
Вода - 32,65-33,141
Компоненты, входящие в состав модифицирующей добавки (пенообразователя), имеют следующие характеристики.

1. Натриевая соль карбоксиметилированных оксиэтилированных изононилфенолов представляет собой соединение, имеющее формулу:(С₉Н₁₉С₆Н₄O(СН₂СН₂O) ₁₂СН₂СООNа).

Это соединение является анионоактивным ПАВ и составляет основу пенообразователя (обеспечивает вспенивание цементной составляющей сырьевой смеси). Получается оно путем алкилирования монофенолов на основе тримеров пропилена (реакция конденсации проводится в атмосфере азота) [1].

2. Рафинированный алкиларилсульфонат (общая формула C_nH_2nArSO₃Me, где Me - натрий, n= 8÷12 атомов углерода) [2]. Это поверхностно-активное вещество усиливает действие первого компонента, т.к. увеличивает воздухововлечение. Кроме того, являясь пластификатором, он пластифицирует бетонную смесь, тем самым увеличивая ее подвижность и удобоукладываемость.

3. Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (FeSO₄(NH₄)₂SO₄•6H₂O) вводится в состав модифицирующей добавки с целью улучшения прочностных характеристик бетона, кроме того, являясь электролитом, способствует стабилизации (устойчивости) пены в бетонной смеси [3].

Технический результат заключается в том, что при введении смеси этих веществ (пенообразователя) происходит вспенивание цементной составляющей сырьевой смеси, что приводит к снижению объемной массы полученных из нее изделий, а следовательно, и к снижению коэффициента теплопроводности.

Введение в сырьевую смесь нового пенообразователя позволяет расширить сырьевую базу для получения легких теплоизоляционных бетонов.

Приготовление легкобетонной смеси осуществляется следующим образом.

Вспененные гранулы полистирола смешивают с цементом и добавляют воду затворения с растворенными в ней компонентами пенообразователя.

Вспенивание полистиролбетонной смеси происходит при перемешивании всех ее компонентов в традиционных бетоносмесителях в течение 3-5 мин.

Для сравнения физико-механических характеристик заявленной и известной легкобетонных смесей изготавливались образцы-кубы с ребром 10 см.

Объемная масса полистиролбетона определялась согласно требованиям ГОСТ 27005, прочность и морозостойкость по ГОСТ 10180 и ГОСТ 10060 соответственно. Коэффициент теплопроводности следует определять по ГОСТ 7076.

Составы смесей в примерах и свойства полученных из них полистиролбетонов приведены в табл. 1 и 2.

Из табл.2 видно, что полистиролпенобетон из предлагаемой сырьевой смеси имеет на 30-45% меньшую плотность и, как следствие, меньший коэффициент теплопроводности. Поскольку прочность материала напрямую зависит от объемной массы, полистиролпенобетон из заявленной смеси имеет более низкую прочность, но достаточную для теплоизоляционных материалов. Остальные характеристики остаются на уровне известного.

Таким образом, авторами предлагаемой сырьевой смеси разработан и использован для вспенивания ее цементной составляющей новый пенообразователь, что позволяет расширить сырьевую базу для получения легких теплоизоляционных бетонов.

Литературные источники
1. Патент Российской Федерации 2047593, кл. С 07 С 51/347, 59/125.

2. Кучма М.И. Поверхностно-активные вещества в дорожном строительстве, M., 1980, с. 21 и 171.

3. A.с. CCCР 567698, кл. С 04 В 13/22.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для легкого бетона, включающая цемент, вспененные гранулы полистирола, модифицирующие добавки и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве модифицирующей добавки пенообразователь, состоящий из смеси натриевой соли карбоксиметилированных оксиэтилированных изононилфенолов, рафинированного алкиларилсульфоната и соли закиси железа и аммония двойной сернокислой при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Цемент - 60,59-61,27
Вспененные гранулы полистирола - 5,57-6,73
Натриевая соль карбоксиметилированных оксиэтилированных изононилфонолов - 0,014-0,016
Рафинированный алкиларилсульфонат - 0,0022-0,0027
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая - 0,0028-0,004
Вода - 32,65-33,141

РИСУНКИ

Рисунок 1