Сырьевая смесь для пенобетона
Владельцы патента RU 2360891:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий, применяемых в промышленном и гражданском строительстве. Сырьевая смесь для пенобетона включает, мас.%: портландцемент 69,5600-69,8500, многослойные углеродные нанотрубки размером 10-9 - 5,0·10-8 м 0,0017-0,0019, пенообразующая добавка 0,8133-0,8781, вода 29,3350-29,5600. Технический результат - создание пенобетона с улучшенными звуко- и теплозащитными свойствами при высокой прочности при сжатии и при изгибе. 2 табл.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий, используемых в промышленном и гражданском строительстве.
Известна смесь для теплоизоляционного пенобетона, содержащая, мас.%:
| цемент | 43,0-46,2 |
| шлак металлургического производства | 12,0-14,4 |
| песок | 15,0-18,0 |
| пенообразующая добавка на основе | |
| стеарата натрия плотности 1,15-1,7 г/см3 | 9,5-10,3 |
| химическая добавка «ДЭЯ» | 0,4-0,5 |
| алюминиевая пудра | 0,5-0,6 |
| фиброволокно | 1,4-1,8 |
| вода | 12,0-14,4 |
(патент РФ №2145315, С04В 38/10, 10.02.2000 г.).
Недостатком данного технического решения является повышенное значение коэффициента теплопроводности.
Известна смесь для теплоизоляционного пенобетона, содержащая, 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 |
(патент РФ № 2145586, С 04 В 38/10, 20.02.2000 г.).
К недостаткам данного технического решения можно отнести пониженное значение коэффициента звукопоглощения.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленной смеси является композиция для получения строительных материалов, содержащая, мас.%:
| минеральное вяжущее (портландцемент) | 33,0-77,0 |
| многослойные углеродные нанотрубки | |
| размером 6,0·10-8-2,0·10-7 м | 0,0001-2,0 |
| вода | остальное, |
а также технологические добавки, в том числе и пенообразующую добавку
(патент РФ № 2233254, С04В 28/02 // С04В 111:20, 27.07.2004 г.).
Недостатками данного технического решения являются повышенное значение коэффициента теплопроводности и пониженное значение коэффициента звукопроницаемости.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание теплоизоляционного пенобетона с улучшенными звуко- и теплозащитными свойствами при высокой прочности при сжатии и при изгибе.
Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь для пенобетона, включающая портландцемент, многослойные углеродные нанотрубки, пенообразующую добавку и воду, содержит многослойные углеродные нанотрубки размером 10-9 - 5,0·10-8 м при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| портландцемент | 69,5600-69,8500 |
| многослойные углеродные нанотрубки | |
| размером 10-9 - 5,0·10-8 м | 0,0017-0,0019 |
| пенообразующая добавка | 0,8133-0,8781 |
| вода | 29,3350-29,5600 |
Новым по сравнению с сырьевой композицией, выбранной за прототип, является то, что вводятся многослойные нанотрубки (МУНТ) размером 10-9 - 5,0·10-8 м, которые способствуют диспергированию цементных частиц и, как следствие, увеличению частиц цемента, подвергающихся гидратации, следствием чего является увеличение продуктов гидратации, представленных в основном по данным рентгено-фазового анализа низкоосновными гидросиликатами кальция типа CSH (I), характеризуемых волокнистой структурой, способствующих уплотнению цементной матрицы, что обеспечивает повышение прочностных показателей. По данным микроскопических исследований наблюдается изменение поровой структуры материала с образованием мелких удлиненных пор, открытых с одной стороны, результатом чего явилось улучшение звуко- и теплозащитных свойств.
На момент подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая сырьевая смесь для пенобетона неизвестна и обладает мировой новизной.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство смеси в присутствии МУНТ размером 10-9 - 5,0·10-8 м, которое позволяет получить следующие технические результаты: улучшенные коэффициенты тепло- и звукозащитных показателей по сравнению с прототипом.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного, конструкционного и смешанного (теплоизоляционно-конструкционного) пенобетона, обладающего улучшенными звуко- и теплозащитными свойствами, не ухудшая прочностных характеристик.
Пример выполнения
1. Приготовление растворной смеси для пенобетона
1.1. Дозируют:
- цемент ПЦ 400;
- МУНТ размером 10-9 - 5,0·10-8 м;
- воду.
1.2. Отдозированные материалы транспортируют в пенобетоносмеситель, где производят перемешивание компонентов до получения однородной растворной массы.
2. Приготовление строительной пены:
2.1. Дозируют:
- концентрированный раствор пеноконцентрата «НИКА»;
- воду.
2.2. Отдозированные компоненты перемешивают в полиэтиленовой емкости до однородности раствора.
2.3. При помощи пеногенератора получают строительную пену.
3. Приготовление сырьевой смеси для пенобетона
3.1. Полученную строительную пену при помощи насоса пеногенератора транспортируют в пенобетоносмеситель, где происходит совместное перемешивание приготовленной растворной смеси и строительной пены до получения однородной пенобетонной массы.
3.2. Полученную пенобетонную массу из пенобетоносмесителя с помощью героторного насоса заливают в формы требуемых изделий, твердение которых осуществляется согласно технологическому регламенту.
Для приготовления пены также можно использовать концентрированные растворы пеноконцентратов «КВИН» или «Addimen Sb-31».
Addimen Sb-31 является химическим пенообразующим агентом, получаемым посредством процесса специального превращения макромолекул натурального протеина гидролизом в водном растворе. Соответствует ASTM-869-80. Состав представлен в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Наименование вещества | мас.%: |
| алканы C12-C19 | 64 |
| изобутиловый спирт (изобутанол) | 2 |
| амины алифатические С7-С9 (расчет по моноэтаноламину) | 21 |
| формальдегид | 13 |
Исследования проведены: по звукопроницаемости согласно ГОСТ 16297-80; по прочности согласно ГОСТ 25485-89; по теплопроводности согласно ГОСТ 7076-87.
Полученные результаты представлены в таблице 2.
Анализ экспериментальных данных показывает, что заявленная сырьевая смесь для пенобетона по сравнению с прототипом обеспечивает получение пенобетона с повышенными техническими характеристиками, а именно: повышение прочности при сжатии - в 4,3 раза; повышение прочности при изгибе - в 4,4 раза; улучшение звукозащитных свойств - на 13%; понижение коэффициента теплопроводности - на 25%.
* - используют МУНТ размером 6,0·10-8 м
Сырьевая смесь для пенобетона, включающая портландцемент, многослойные углеродные нанотрубки, пенообразующую добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит многослойные углеродные нанотрубки размером 10-9 - 5,0·10-8 м, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 69,5600-69,8500 |
| Многослойные углеродные нанотрубки | |
| размером 10-9 - 5,0·10-8 м | 0,0017-0,0019 |
| Пенообразующая добавка | 0,8133-0,8781 |
| Вода | 29,3350-29,5600 |
