Теплоизоляционный бетон

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным материалам, и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве для выпуска теплоизоляционных изделий, а также в качестве теплоизоляции в монолитном строительстве, при непрерывном процессе возведения строительных конструкций. Техническим результатом является создание теплоизоляционного бетона без использования дефицитных материалов, уменьшение расхода цемента, снижение стоимости и расширение области применения. Теплоизоляционный бетон, включающий цемент, пенообразующую добавку, глинопорошок и воду, содержит глинопорошок с удельной поверхностью 1800-2200 см²/г и с содержанием глинистых частиц не более 50%, а в качестве пенообразующей добавки - пенообразователь на основе алкилсульфатов с плотностью 1,0-1,2 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 33,0-39,7; указанный глинопорошок 14,2-19,2; указанный пенообразователь 0,30-0,75; вода 42,5-50,4, причем содержит указанный пенообразователь при его концентрации в водном растворе 2,5-3,5% и кратности пены 6,5-7,5. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным материалам, и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве для выпуска теплоизоляционных изделий, а также в качестве теплоизоляции в монолитном строительстве, при непрерывном процессе возведения строительных конструкций.

Известен пеноглинобетон [1], представляющий собой смесь воды, глины, извести, цемента, морской воды и пенообразователя. Смесь глины с водой нейтрализуется добавкой извести в количестве 1-3% от объема глины. Затем полученный раствор последовательно перемешивается с цементом в соотношении “глина : цемент” 1:(0,5-2,0) и с морской водой в количестве 1-2% от массы цемента. Далее полученный раствор перемешивают с пеной на основе пенообразователя.

Недостатком такого строительного материала являются недостаточные прочностные и теплоизоляционные характеристики.

Наиболее близким по техническому существу к предлагаемому техническому решению является известный теплоизоляционный бетон [2], включающий цемент, пенообразующую добавку, воду, монтмориллонитовую глину, содержащую не менее 60% минерала (Al, Mg)₂(OH)₂{Si₄О₁₀}H₂О и в качестве пенообразующей добавки содержит пенообразующую добавку “НИКА” в следующем соотношении, мас.%:

Цемент 44,0-47,0

Монтмориллонитовая глина,

включающая не менее 60% минерала 11,0-13,8

Пенообразующая добавка “НИКА” 0,5-0,7

Вода 40,0-42,8

При этом пенообразующая добавка “НИКА” выполнена на основе гидролизованной крови крупного рогатого скота, стабилизированной сульфатом алюминия Аl₂(SO₄)₃, а монтмориллонитовая глина имеет удельную поверхность 1500-2000 см²/г, т.е. в виде порошка.

Недостатком известного теплоизоляционного бетона является применение монтмориллонитовой глины с высоким содержанием минерала (Аl, Mg)₂(OH)₂{Si₄O₁₀}H₂O, которая является дефицитным и дорогостоящим материалом, а также большой расход цемента, что обусловливает высокую стоимость теплоизоляционного бетона и ограничивает его применение.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков, достигается тем, что теплоизоляционный бетон, включающий цемент, пенообразующую добавку, глинопорошок и воду, содержит глинопорошок с удельной поверхностью 1800-2200 см²/г и с содержанием глинистых частиц не более 50%, а в качестве пенообразующей добавки - пенообразователь на основе алкилсульфатов с плотностью 1,0-1,2 г/см³ при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Цемент 33,0-39,7

Указанный глинопорошок 14,2-19,2

Указанный пенообразователь 0,30-0,75

Вода 42,5-50,4

Технический результат достигается также тем, что он содержит указанный пенообразователь при его концентрации в водном растворе 2,5-3,5% и кратности пены 6,5-7,5.

Примечание: Количество воды, приведенное выше и необходимое для приготовления теплоизоляционного бетона, включает в себя количество воды для приготовления водного раствора пенообразователя.

В составе теплоизоляционного бетона глинопорошок с удельной поверхностью 1800-2200 см²/г под воздействием большого количества пены водного раствора пенообразователя на основе алкилсульфатов с плотностью пены 100 г/л обеспечивает интенсивную поризацию цементоглиняной части бетона.

Кроме того, поскольку глинопорошок не содержит крупных частиц песка и обладает высокой гидрофильностью, то при увлажнении цементоглиняной части бетона не происходит разрушения пены, что приводит к образованию гелеобразной массы.

Вместе с тем происходит раздвижка слоистой структуры глины за счет адсорбции веществ глиной и одновременно увеличение объема, в результате чего осуществляется процесс стабилизации коллоидной структуры теплоизоляционного бетона, что препятствует его разрушению под воздействием коагуляции.

Физико-химические свойства глинопорошка позволяют получать теплоизоляционный бетон с плотностью 200-500 кг/м³ (в сухом состоянии) с коэффициентом теплопроводности 0,05-0,10 Вт/м°С и прочностью на сжатие 0,5-1,1 МПа.

Пенообразователь на основе алкилсульфатов имеет следующие показатели: кратность пены не менее 7,5 и плотность 1,0-1,2 г/см³.

Предлагаемый теплоизоляционный бетон обладает новизной и соответствует критерию “изобретательского уровня”, поскольку заявленная совокупность признаков и соотношение компонентов, входящих в композицию теплоизоляционного бетона, не являются очевидными, не следуют для специалиста явным образом из уровня техники и позволяют достичь технического результата - снижения расхода цемента при использовании доступных и дешевых материалов.

Сущность изобретения поясняется сравнительной таблицей, в которой представлены композиционные и физические характеристики прототипа и предлагаемого теплоизоляционного бетона.

Изготовление теплоизоляционного бетона осуществляется в следующей последовательности: приготавливают и дозируют цемент, глинопорошок, раствор пенообразователя 2,5-3,5%-ной концентрации, который предварительно готовят смешением пенообразователя с водой.

Полученный раствор пенообразователя при помощи пеногенератора взбивают в пену до достижения плотности не более 100 г/л, затем дозированные компоненты тщательно смешивают с водой в смесителе, в полученную цементоглиняную смесь вводят из пеногенератора приготовленную пену и тщательно перемешивают в смесителе до образования однородной массы.

Результаты испытаний, приведенные в таблице, показывают, что раствор пенообразователя с кратностью пены 6,5-7,5 и применение глинопорошка с содержанием глинистых частиц не более 50% взамен части цемента обеспечивают получение теплоизоляционного бетона с плотностью 200-500 кг/м³ (в сухом состоянии) с коэффициентом теплопроводности 0,05-0,10 Вт/м°С (по ГОСТ 7076-78) и прочностью 0,5-1,1 МПа после 28-ми суток нормального твердения.

Предложенный теплоизоляционный бетон удовлетворяет требованию критерия “промышленной применимости”, поскольку может быть неоднократно воспроизведен.

Теплоизоляционный бетон рекомендуется для формования теплоизоляционных блоков плотностью 300-500 кг/м³ и создания теплоизоляции плотностью 200 кг/м³ при возведении строительных сооружений.

Источники информации

1. Патент РФ № 2098391, С 04 В 38/10, опублик. 1997 г.

2. Патент РФ № 2145586, С 04 В 38/10, опублик. 1999 г.

Формула изобретения

1. Теплоизоляционный бетон, включающий цемент, пенообразующую добавку, глинопорошок и воду, отличающийся тем, что он содержит глинопорошок с удельной поверхностью 1800-2200 см²/г и с содержанием глинистых частиц не более 50%, а в качестве пенообразующей добавки - пенообразователь на основе алкилсульфатов с плотностью 1,0-1,2 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 33,0-39,7

Указанный глинопорошок 14,2-19,2

Указанный пенообразователь 0,30-0,75

Вода 42,5-50,4

2. Теплоизоляционный бетон по п.1, отличающийся тем, что он содержит указанный пенообразователь при его концентрации в водном растворе 2,5-3,5% и кратности пены 6,5-7,5.