Сырьевая смесь и способ приготовления пенобетона

Изобретения относятся к производству пенобетонов неавтоклавного твердения и могут быть использованы для приготовления строительных материалов. Техническим результатом является расширение сырьевой базы, снижение себестоимости материала. Сырьевая смесь для приготовления пенобетона, включающая кремнеземистый компонент, портландцемент, пенообразователь и воду, содержит в качестве кремнеземистого компонента золу-унос, в качестве пенообразователя - моющее средство “Тайга”, стабилизированное жидким стеклом на основе микрокремнезема, и дополнительно воздухововлекающую добавку - моющее средство “Тайга” и добавки - микрокремнезем с удельной поверхностью более 250000 см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90 - 95 % и гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола-унос 35,6 - 36,5, портландцемент 10,3 - 11,84, указанный микрокремнезем 3,32 - 3,4, гипс 1,8 - 1,82, моющее средство “Тайга” 0,06 - 0,07, указанный пенообразователь 2,12 - 2,37, вода 45,0 - 45,8. В способе приготовления пенобетона, включающем приготовление указанной сырьевой смеси, формование, тепловлажностную обработку материала, при приготовлении указанной сырьевой смеси применяют двухстадийную поризацию: на первой стадии сухие компоненты затворяют водным раствором воздухововлекающей добавки - моющим средством “Тайга” и перемешивают в быстроходном смесителе 2 - 3 мин, на второй стадии - пену, полученную методом барботирования, перемешивают с поризованной минеральной суспензией. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к производству пенобетонов неавтоклавного твердения и может быть использовано для приготовления строительных материалов.

Известна сырьевая смесь, включающая, мас.%: цемент - 70,7; песок - 11; вода - 18; пенообразующая добавка “Пинстром” - 0,3 [1].

Недостатком указанной смеси является необходимость дорогостоящего сырья.

Технический результат - расширение сырьевой базы, снижение себестоимости материала.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления пенобетона, включающая кремнеземистый компонент, портландцемент, пенообразователь и воду, содержит в качестве кремнеземистого компонента золу-унос, в качестве пенообразователя - моющее средство “Тайга”, стабилизированное жидким стеклом на основе микрокремнезема, и дополнительно воздухововлекающую добавку - моющее средство “Тайга” и добавки микрокремнезем с удельной поверхностью более 250000 см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90-95% и гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

зола-унос 35,6-36,5

портландцемент 10,3-11,84

указанный микрокремнезем 3,32-3,4

гипс 1,8-1,82

моющее средство “Тайга” 0,06-0,07

указанный пенообразователь 2,12-2,37

вода 45,0-45,8

Для приготовления пенообразователя методом барботирования в мешалку вводится вода и моющее средство “Тайга”, перемешивается в течение 3-4 мин, затем вводится жидкое стекло и после перемешивания пенообразователь готов. Жидкое стекло используется в качестве стабилизатора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

моющее средство “Тайга” 9,9-10,3

жидкое стекло 1,01-1,03

вода 88,67-89,1.

Пена, полученная методом барботирования, имеет следующие характеристики:

стабильность пены 30 мин;

кратность 28

Жидкое стекло (ЖСТ) с модулем 3 и плотностью 1,28 г/см³ было получено по технологии согласно патенту РФ №2056353, МКИ С 04 В 28/04. БИ №8, 1996 г., по упрощенной, экономически выгодной схеме - прямым растворением микрокремнезема в щелочных растворах в один этап при атмосферном давлении и температуре до 100°С в течение 40-120 мин.

Зола-унос от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна (Ирша-Бородинское, Назаровское, Березовское месторождения) являются высококальциевыми и содержат, мас.%: SiO₂ - 21...55; Аl₂О₃ - 4...11; Fе₂О₃ - 6...16; CaO - 20...46; MgO - 3...6; K₂O - 0,2...1,5; Nа₂О - 0,2...0,6; SO₃ - 0,9...9; СаО_св - 3...13; горючих примесей - не более 2...2,5.

Портландцемент М400 Ачинского цементного завода.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом, характеризующимся малым размером частиц (0,1...3 мк) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (более 250 тыс. см²/г). Микрокремнезем осаждается в электрофильтрах системы газоочистки плавильных печей производства кристаллического кремния. Химический состав микрокремнезема (в мас.%): SiO₂ - 90...95; Al₂O₃ - до 0,8; Fе₂О₃ - до 0,8; CaO - до 1,6; MgO - до 1,2; SiC - до 5; С_общ - до 9; К - до 0,25; Na - до 0,06; п.п.п. - до 20.

Моющее средство “Тайга” является побочным продуктом сульфатной обработки древесины, производимой “Братсккомплексхолдингом” г. Братска [ТУ 13-4302007-032-92].

Моющее средство получают путем переработки и очистки сырого сульфатного мыла - промежуточного продукта сульфатно-целлюлозного производства.

Химический состав моющего средства “Тайга”, мас.%:

кислоты жирные талловые (ТУ 13-7308058-15-90) - 98,6

формалин (ГОСТ-1625-89) - 0,2

натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или метилцеллюлозы

(ТУ 6-01-20-44-90) - 0,5

отдушка для мыла и моющих средств (ТУ 10-04-16-3187) - 0,7

Гипс строительный изготовлен ОАО “Гипсобетон”, имеет следующие технические характеристики: начало схватывания - не ранее 6 минут, конец схватывания - не позднее 30 минут.

Введение микрокремнезема позволяет повысить прочностные характеристики материала.

Гипс вводится для регулирования сроков схватывания. Наиболее близок к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту способ [1], включающий приготовление смеси, формование, тепловлажностную обработку материала.

Недостатком указанного способа являются повышенная расслаиваемость и плохая водоудерживающая способность.

Способ приготовления пенобетона из вышеназванной сырьевой смеси включает приготовление сырьевой смеси, формование, тепловлажностную обработку (ТВО) материала, при этом поризация материала происходит в две стадии: на первой стадии сухие компоненты затворяют водным раствором воздухововлекающей добавки - моющим средством “Тайга” и перемешивают в быстроходном смесителе 2-3 мин, на второй стадии пену, полученную методом барботирования, перемешивают с поризованной минеральной суспензией.

Пример

Приготовление материала осуществляется следующим образом. Золу-унос, портландцемент, гипс и микрокремнезем затворяют водным раствором моющего средства “Тайга” и перемешивают в быстроходном смесителе в течение 2-3 мин. После этого в бетоносмесителе полученная методом барботирования пена перемешивается с поризованной минеральной суспензией. Полученную смесь укладывают в формы (формование). После предварительной выдержки 8-10 ч изделия подвергают тепловлажностной обработке по режиму 2+8+4 ч. Температура изотермической выдержки 80-90°С.

Состав сырьевых смесей и физико-технические показатели готовых изделий представлены в табл. 1 и 2.

Таблица 1
Компоненты	Количество, мас.%	Прототип
1	2	3
Зола-унос	35,6	36	36,5	-
Портландцемент	11,84	11,1	10,3	70,7
Микрокремнезем	3,32	3,36	3,40	-
Гипс	1,8	1,81	1,82	-
Моющее средство “Тайга”	0,07	0,065	0,06	-
Пенообразователь МС “Тайга” + ЖСТ	2,37	2,25	2,12	-
Пенообразователь “Пинстром”	-	-	-	0,3
Песок	-	-	-	11
Вода	45	45,415	45,8	18
Таблица 2
Состав	Средняя плотность, кг/м3	Прочность при сжатии после ТВО, МПа	Коэффициент конструктивного качества *103
Прототип	600	2,35	3,9
1	595	2,69	4,52
2	600	2,7	4,5
3	590	2,69	4,56
Примечание: коэффициент конструктивного качества рассчитан как соотношение прочности (МПа) к средней плотности (кг/м3).

Источник информации

1. Инженерно-химические проблемы пеноматериалов третьего тысячелетия. Сб. научных трудов. Под ред. д-ра техн. наук, профессора Л.Б. Сватовской. С-Пб. - 1999, 115 с.

1. Сырьевая смесь для приготовления пенобетона, включающая кремнеземистый компонент, портландцемент, пенообразователь и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве кремнеземистого компонента золу-унос, в качестве пенообразователя - моющее средство “Тайга”, стабилизированное жидким стеклом на основе микрокремнезема, и дополнительно воздухововлекающую добавку - моющее средство “Тайга” и добавки - микрокремнезем с удельной поверхностью более 250000 см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90 - 95 % и гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола-унос 35,6 - 36,5

Портландцемент 10,3 - 11,84

Указанный микрокремнезем 3,32 - 3,4

Гипс 1,8 - 1,82

Моющее средство “Тайга” 0,06 - 0,07

Указанный пенообразователь 2,12 - 2,37

Вода 45,0 - 45,8

2. Способ приготовления пенобетона, включающий приготовление сырьевой смеси, формование, тепловлажностную обработку материала, отличающийся тем, что при приготовлении сырьевой смеси по п. 1 применяют двухстадийную поризацию: на первой стадии сухие компоненты затворяют водным раствором воздухововлекающей добавки - моющим средством “Тайга” и перемешивают в быстроходном смесителе 2 - 3 мин, на второй стадии - пену, полученную методом барботирования, перемешивают с поризованной минеральной суспензией.