Состав для получения неавтоклавного газобетона и способ его приготовления
Владельцы патента RU 2379262:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" (RU)
Изобретения относятся к производству строительных материалов и изделий из ячеистого бетона. Состав для получения неавтоклавного газобетона включает, мас.%: портландцемент 30,7-40,9, зола ТЭС 21,5-32,3, оксид кальция 1,62-2,16, алюминиевая пудра 0,098-0,110, отработанный текстильный корд 0,64-0,97, хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из NaCl, CaCl2, KCl, LiCl 0,15-0,41, продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида 0,23-0,41, вода - остальное. Способ получения неавтоклавного газобетона включает приготовление пластично-вязкой указанной выше сырьевой смеси с предварительным совместным помолом сухих компонентов указанной смеси, за исключением портландцемента, в течение 30-40 мин, вспучивание сырьевой смеси, ее твердение при пропаривании или в нормальных условиях, причем после указанного совместного помола сухих компонентов в состав сырьевой смеси вводят портландцемент. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик газобетона с одновременным упрощением его получения. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий из ячеистого бетона, поризованного газом, и может быть использовано на заводах ячеистобетонных изделий и в монолитном строительстве.
Известен состав сырьевой смеси для получения газобетона (RU №2255073, кл. С04В 38/02, 27.06.2005), содержащий компоненты в мас.%:
| Цемент | 15-50 |
| Песок | 31-42 |
| Алюминиевая пудра | 0,10-1,0 |
| Каустическая сода | 0,05-0,45 |
| Вода | остальное |
Недостатком известного состава является повышенный расход наиболее дорогого компонента сырьевой смеси - алюминиевой пудры, что ведет к увеличению себестоимости газобетона. Кроме того, использование в известном составе песка естественной дисперсности может вызывать явления седиментации при приготовлении и укладке газобетонной смеси, что приводит к вариотропности структуры газобетона, увеличению толщины межпоровой перегородки, что негативно влияет на прочностные характеристики и увеличению его средней плотности.
Наиболее близким составом сырьевой смеси для получения газобетона является состав (RU №2304127, кл. С04В 38/02; В28В 1/50, 10.08.2007), содержащий следующие компоненты, мас.%:
| Портландцемент | 40,1-45,8 |
| Известь | 8,1-9,2 |
| Молотый песок | 41,3-48,0 |
| Текстильный корд | 3,5-8,5 |
| Алюминиевая пудра | 0,210-0,214 |
Недостатками прототипа являются замедленная кинетика набора прочности материала, а также увеличенные энергозатраты на помол кварцевого песка, что затрудняет его использование в монолитном строительстве.
Известен способ получения неавтоклавного зольного газобетона (RU №2134250, кл. С04В 40/00, 10.08.1999), который заключается в приготовлении пластично-вязкой сырьевой смеси, насыщении ее газовой средой, в процессе вспучивания или вспенивания, твердении при пропаривании, причем зольный наполнитель, входящий в состав сырьевой смеси, предварительно активируют путем его перемешивания с водой затворения в бетоносмесителе с частотой вращения рабочего органа 500-700 об/мин в течение 1-5 мин. Оптимальное время активации определяют по максимальной высоте осадка в отстое активированной зольной суспензии или оптимальному водородному показателю рН той же суспензии.
Однако известный способ получения неавтоклавного зольного газобетона трудоемок, характеризуется большими затратами времени, требует специального смесительного оборудования и не всегда может быть реализован в условиях строительной площадки.
Прототипом предлагаемого способа является способ получения зольного газобетона, включающий приготовление пластично-вязкой сырьевой смеси с предварительным активированием отвальной золы ТЭЦ, вспучивание сырьевой смеси, твердение ее при пропаривании или в нормальных условиях, причем активирование отвальной золы ТЭЦ производят в процессе совместного помола всех сухих компонентов сырьевой смеси в течение 20-40 мин (RU №2168485, кл. C04B 38/02, С04В 40/00, 10.06.2001).
Недостатком этого способа является наличие в нем операции помола тонкодисперсного компонента сырьевой смеси - цемента - совместно с другими составляющими, что увеличивает время технологического процесса и уменьшает производительность помольных установок.
Задачей изобретения является разработка состава неавтоклавного газобетона и способа его изготовления с возможностью использования газобетона в монолитном строительстве.
Техническим результатом изобретения являются улучшенные эксплуатационные характеристики неавтоклавного газобетона с одновременным упрощением его получения.
Поставленная задача и указанный технический результат решается тем, что состав для получения неавтоклавного газобетона, включающий портландцемент, кремнеземистый компонент, оксид кальция, алюминиевую пудру, отработанный текстильный корд, согласно изобретению дополнительно содержит хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из групп NaCl, CaCl2, KCl, LiCl, и продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, а в качестве кремнеземистого компонента используют золу ТЭС при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 30,7-40,9 |
| Зола ТЭС | 21,5-32,3 |
| Оксид кальция | 1,62-2,16 |
| Алюминиевая пудра | 0,098-0,110 |
| Отработанный | |
| текстильный корд | 0,64-0,97 |
| Хлориды щелочных | |
| и щелочноземельных | |
| металлов, выбранные | |
| из групп NaCl, CaCl2, | |
| KCl, LiCl | 0,15-0,41 |
| Продукт конденсации | |
| нафталинсульфокислоты | |
| и формальдегида | 0,23-0,41 |
| Вода | остальное |
Поставленная задача достигается также тем, что в способе приготовления неавтоклавного газобетона, включающем приготовление пластично-вязкой сырьевой смеси с предварительным помолом сухих компонентов смеси в течение 30-40 мин, вспучивание сырьевой смеси, твердение при пропаривании или в нормальных условиях, согласно изобретению после совместного помола сухих компонентов вводят в состав сырьевой смеси портландцемент.
При содержании в составе неавтоклавного газобетона портландцемента менее 30,7% прочность газобетона ниже допустимого стандартами уровня, а при содержании портландцемента более 40,9% в газобетоне появляются усадочные деформации, приводящие к снижению прочности и морозостойкости.
При содержании оксида кальция менее 1,62% не обеспечивается достаточной щелочности жидкой фазы и эффективного газообразования смеси, а при содержании оксида кальция более 2,16% возможно снижение прочности газобетона.
При содержании золы ТЭС менее 21,5% появляются усадочные деформации, приводящие к снижению прочности и морозостойкости. При содержании золы ТЭС более 32,3% прочность газобетона ниже допустимого стандартами уровня.
При содержании алюминиевой пудры менее 0,098% газобетон не достигает заданной пористости, что приводит к повышенной плотности. При содержании алюминиевой пудры более 0,110% образуется избыточное количество водорода, что приводит к слиянию газовых пузырьков и вырыванию их через поверхность наружу. В результате чего происходит осадка газобетонной смеси.
Введение отработанного текстильного корда в количестве 0,64-0,97% оптимизирует макроструктуру, уменьшает усадочные деформации и увеличивает трещиностойкости газобетона. При содержании корда менее 0,64% не обеспечивается достаточного улучшения физико-механических свойств газобетона. При содержании корда более 0,97% затрудняется равномерное его распределение в смеси, структура газобетона характеризуется наличием крупных пор и пустот.
Хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из групп NaCl, CaCl2, KCl, LiCl, увеличивают щелочность жидкой фазы и тем самым улучшают газообразование и вспучивание сырьевой смеси, а также способствуют ускорению твердения газобетона, что позволяет получать изделия без тепловой обработки. При содержании хлоридов менее 0,15% не обеспечивается эффективного ускорения твердения газобетона. При содержании хлоридов более 0,41% прочность газобетона изменяется незначительно.
Продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида снижает водотвердое отношение газобетонной смеси на 13-15% и повышает прочность газобетона. Содержание продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида менее 0,23% не дает достаточного водоредуцирующего эффекта, а при содержании добавки более 0,41% замедляется дальнейшее водоредуцирование и повышение прочности газобетона.
В данном способе приготовления неавтоклавного газобетона производят совместный помол сухих компонентов сырьевой смеси за исключением портландцемента, который вводят в состав смеси после помола. Портландцемент - это тонкодисперсный материал и его дополнительный помол неэффективен. При этом достигается уменьшение времени технологического процесса, энергозатрат на помол и увеличение производительности помольных установок. При совместном сухом помоле компонентов смеси происходит механическая активация частиц алюминия, снятие с их поверхности парафиновой пленки, диспергирование зольного компонента, что приводит к возрастанию числа активных центров на поверхности зольных частиц и улучшению физико-механических характеристик газобетона. Также происходит равномерное распределение компонентов во всем объеме смеси, что приводит к повышению качества газобетона. При совместном помоле компонентов газобетонной смеси в одном агрегате упрощается технология производства газобетона за счет уменьшения оборудования.
Состав для получения неавтоклавного газобетона и способ его приготовления иллюстрируются примером.
Пример.
Для получения неавтоклавного газобетона использовали портландцемент, оксид кальция, золу ТЭС, алюминиевую пудру, отработанный текстильный корд, хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из групп NaCl, CaCl2, KCl, LiCl, продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида. В таблице приведены конкретные составы для получения неавтоклавного газобетона.
В соответствии с предлагаемым способом все сухие компоненты смеси за исключением портландцемента совместно размалывали в шаровой лабораторной мельнице. Далее полученную сухую смесь перемешивали с портландцементом. Окончательный состав сухой смеси помещали в воду затворения и перемешивали в течение 2 мин. Приготовленную газобетонную смесь заливали в формы 10×10×10 см. После 3 часовой выдержки срезали «горбушку». Распалубка форм осуществлялась через 48 часов, после чего образцы помещались в камеру нормального твердения. В дальнейшем образцы высушивались до постоянной массы и подвергались физико-механическим испытаниям. Результаты испытаний образцов приведены в таблице.
Остальные примеры приготовления состава для получения неавтоклавного газобетона осуществлялись аналогично примеру, данные которых представлены в таблице.
| № п/п | Компоненты состава, мас. % | Плотность, кг/м3 | Предел прочности при сжатии, МПа | |
| 3 сут | 28 сут | |||
| 1 | Портландцемент - 30,7 | |||
| Зола ТЭС - 32,3 | ||||
| Оксид кальция - 1,62 | ||||
| Алюминиевая пудра - 0,098 | ||||
| Отработанный текстильный корд - 0,64 | ||||
| Хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из групп NaCl, CaCl2, KCl, LiCl - 0,15 | ||||
| 445 | 0,51 | 1,1 | ||
| Продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида - 0,23 | ||||
| Вода - 34,262 | ||||
| 2 | Портландцемент - 35,1 | |||
| Зола ТЭС - 27,7 | ||||
| Оксид кальция - 1,85 | ||||
| Алюминиевая пудра - 0,104 | ||||
| Отработанный текстильный корд - 0,64 | ||||
| Хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из групп NaCl, CaCl2, KCl, LiCl - 0,17 | ||||
| 460 | 0,73 | 1,3 | ||
| Продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида - 0,26 | ||||
| Вода - 34,176 | ||||
| 3 | Портландцемент - 40,9 | |||
| Зола ТЭС - 21,5 | ||||
| Оксид кальция - 2,16 | ||||
| Алюминиевая пудра - 0,110 | ||||
| Отработанный текстильный корд - 0,97 | ||||
| Хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из групп NaCl, CaCl2, KCl, LiCl - 0,41 | ||||
| 485 | 0,87 | 1,6 | ||
| Продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида - 0,41 | ||||
| Вода - 33,540 |
Данные таблицы показывают, что предлагаемый состав и способ его приготовления позволяют получать неавтоклавный газобетон с прочностью на 34% выше и плотностью на 12% ниже, чем у прототипа. Исключение операции помола тонкодисперсного компонента - цемента - совместно с другими составляющими сырьевой смеси увеличивает производительность помольных установок и уменьшает время технологического процесса.
Заявленный состав и способ не ограничиваются приведенными примерами их осуществления. В рамках изобретения возможны и другие примеры состава и способа его осуществления, не выходящие за пределы формулы и описания.
В настоящее время изобретение находится на стадии опытно-лабораторных испытаний.
1. Состав для получения неавтоклавного газобетона, включающий портландцемент, кремнеземистый компонент, оксид кальция, алюминиевую пудру, отработанный текстильный корд, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из групп NaCl, CaCl2, KCl, LiCl, и продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, а в качестве кремнеземистого компонента используют золу ТЭС при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| портландцемент | 30,7-40,9 |
| зола ТЭС | 21,5-32,3 |
| оксид кальция | 1,62-2,16 |
| алюминиевая пудра | 0,098-0,110 |
| отработанный текстильный корд | 0,64-0,97 |
| хлориды щелочных и щелочноземельных | |
| металлов, выбранные из групп NaCl, | |
| CaCl2, KCl, LiCl | 0,15-0,41 |
| продукт конденсации | |
| нафталинсульфокислоты | |
| и формальдегида | 0,23-0,41 |
| вода | остальное |
2. Способ получения неавтоклавного газобетона, включающий приготовление пластично-вязкой сырьевой смеси по п.1 с предварительным совместным помолом сухих компонентов смеси за исключением портландцемента в течение 30-40 мин, вспучивание сырьевой смеси, ее твердение при пропаривании или в нормальных условиях, причем после указанного совместного помола сухих компонентов в состав сырьевой смеси вводят портландцемент.
