Полимерсиликатобетонная смесь для изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий
Владельцы патента RU 2386600:
ООО "Инвестиционно-консалтинговая компания "СЭР" (содействие экономическому развитию) (ООО "ИКК "СЭР") (RU)
Изобретение относится к области изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий, в частности, к полимерсиликатобетонной смеси для изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий. Полимерсиликатобетонная смесь содержит, мас.%: жидкое стекло 10,5-15,5, кремнефтористый натрий 1,6-2,5, полимерная добавка в виде ненасыщенной полиэфирной смолы на терефталевой основе 0,6-1,3, поверхностно-активное вещество - полиоксиэтиленгликолевый эфир синтетических первичных высших спиртов фракций С12-С14 0,1-0,25, пылевидный кварц - маршалит с удельной поверхностью не меньше 500 м2/кг 24,5-25,5, кварцевый песок 24,0-26,0, щебень - остальное, причем кварцевый песок и щебень различных пород в соотношении (0,7-0,85):1 - это комплексный заполнитель. Технический результат - повышение прочностных характеристик, водостойкости и коэффициента размягчения декоративно-облицовочных и строительных изделий, снижение водопоглощения. 2 табл.
Изобретение относится к области изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий, в частности к полимерсиликатобетонной смеси для изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий.
Известна полимерсиликатбетонная смесь [1], включающая жидкое стекло, кремнефтористый натрий, продукт на основе эфира ортокремневой кислоты и кислотостойкий наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| жидкое стекло | 100 |
| кремнефтористый натрий | 12-15 |
| тетрафуриловый эфир ортокремневой кислоты | 1-3 |
| кислотостойкий наполнитель | 750-800 |
Наиболее близкой по технической сущности является полимербетонная смесь [2] на основе жидкого стекла, кремнефтористого натрия, полимерной добавки - смеси нефтеполимерной смолы с кубовым остатком ректификации стирола в соотношении 1:(1-1,5), наполнителя, порфиритового щебня при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| жидкое стекло | 11-23 |
| кремнефтористый натрий | 1,5-4,3 |
| указанная полимерная добавка | 1-2 |
| наполнитель | 7-13 |
| порфиритовый щебень | 29-46 |
| кварцевый песок | остальное |
Недостатками этой сырьевой композиции являются большой расход жидкого стекла, недостаточно высокие прочностные характеристики (особенно предел прочности на изгиб), недостаточно высокие водостойкость и коэффициент размягчения.
Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик, снижение водопоглощения, повышение водостойкости и коэффициента размягчения декоративно-облицовочных и строительных изделий.
Технический результат достигается за счет изготовления полимерсиликатобетонной смеси для облицовочно-декоративных и строительных изделий, состоящей из жидкого стекла с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,35-1,45 г/см3, кремнефтористого натрия, полимерной добавки в виде ненасыщенной полиэфирной смолы на терефталевой основе, ПАВ в виде полиоксиэтиленгликолиевого эфира синтетических первичных высших спиртов фракций С12-С14, наполнителя в виде пылевидного кварца (маршалита) с удельной поверхностью не ниже 500 м2/кг и комплексного заполнителя в виде кварцевого песка и щебня различных пород (мрамора, гранита, порфирита и др.) в соотношении (0,7-0,85):1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| жидкое стекло | 10,5-15,5 |
| кремнефтористый натрий | 1,6-2,5 |
| полимерная добавка в виде ненасыщенной | |
| полиэфирной смолы на терефталевой основе | 0,6-1,3 |
| ПАВ на основе полиоксиэтиленгликолиевого эфира | |
| синтетических первичных высших спиртов фракций C12-C14 | 0,1-0,25 |
| пылевидный кварц (маршалит) | 24,5-25,5 |
| кварцевый песок | 24,0-26,0 |
| щебень | остальное |
Отличие предложенной смеси от известной заключается во введении жидкого стекла в количестве 10,5-15,5, полимерной добавки в виде в виде ненасыщенной полиэфирной смолы на терефталевой основе в количестве 0,6-1,3 мас.%, ПАВ на основе полиоксиэтиленгликолиевого эфира синтетических первичных высших спиртов фракций С12-С14 в количестве 0,1-0,25 мас.%, в качестве наполнителя смесь содержит пылевидный кварц с удельной поверхностью не менее 500 м2/кг в количестве 24,5-25,5 мас.%, в качестве комплексного заполнителя содержит кварцевый песок и щебень различных пород в соотношении (0,7-0,78):1 кварцевого песка в количестве 24,0-26,0 мас.% и щебня в количестве 30,6-37,05 мас.%.
Предлагаемая полимерсиликатобетонная смесь за счет использования добавки ненасыщенной полиэфирной смолы на терефталевой основе, а также пылевидного кварца (маршалита) с удельной поверхностью не ниже 500 м2/кг позволяет повысить прочность изделий (особенно на изгиб), повысить плотность, водостойкость и коэффициент размягчения и снизить водопоглощение, а использование полиоксиэтиленгликолиевого эфира синтетических первичных высших спиртов фракций C12-C14 позволяет снизить расход жидкого стекла. Смесь обеспечивает объемную массу 2080-2110 кг/м3, предел прочности на сжатие - 62,2-69,3 МПа, предел прочности на изгиб - 23,5-25,2 МПа, водопоглощение при 4-х часовом кипячении в воде - 3,02-4,06%, коэффициент водостойкости при выдерживании образцов под водой в течение 180 суток - 0,92-0,95%, коэффициент размягчения, определяемый по отношении предела прочности на изгиб образцов, выдержанных под слоем воды в течение 6 месяцев, к пределу прочности на изгиб исходных сухих образцов - 0,94-0,96, при этом расход жидкого стекла составляет 10,5-15,5%.
Полимерсиликатобетонная смесь в расчете на 100 кг готовится следующим образом. Пылевидный кварц в количестве 24,5-25,5 кг, кварцевый песок в количестве 2-26 кг и кремнефтористый натрий в количестве 1,6-2,5 кг смешиваются в течение 8-10 минут в бетоносмесителе, после этого в него дозируется щебень в количестве 30,6-37,05 мас.% кг и перемешивание осуществляется в течение 5 минут. Затем в бетоносмеситель дозируется отдельно перемешанная в лопастном смесителе в течение 3-5 минут смесь из жидкого стекла (0,5-15,5 кг) с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,35-1,45 г/см3, полимерной добавки (0,6-1,3 кг) и ПАВ (0,1-0,25 кг). Количество полимерной добавки и ПАВ и кремнефтористого натрия пропорциональны массе жидкого стекла. Окончательное смешение осуществляется в течение 8-10 минут. Формование полимерсиликатобетонной смеси осуществляется методом литья в пластиковые формы, уплотнение смеси происходит за счет вибрирования под вакуумом в течение 2 минут. Твердение в течение первых суток происходит при комнатной температуре, а затем после расформования изделия подвергаются тепловой обработке при температуре 50-60°С в течение 4-6 часов. Изделия могут быть введены в эксплуатацию через 7 дней с момента формования. Для улучшения эксплуатационных свойств и декоративности изделия могут подвергаться шлифовке и полировке.
Пример
Полимерсиликатобетонная смесь в расчете на 100 кг готовится следующим образом. Пылевидный кварц в количестве 25 кг, кварцевый песок в количестве 25 кг и кремнефтористый натрий в количестве 2,1 кг смешиваются в течение 8-10 минут в бетоносмесителе, после этого в него дозируется щебень в количестве 32,7 кг и перемешивание осуществляется в течение 5 минут. Затем в бетоносмеситель дозируется отдельно перемешанная в течение 3-5 минут смесь из жидкого стекла 14 кг с модулем 2,8 и плотностью 1,41 г/см3, полимерной добавки (1 кг) и ПАВ (0,2 кг). Количество полимерной добавки и ПАВ пропорциональны массе жидкого стекла. Окончательное смешение осуществляется в течение 8-10 минут. Пластиковые формы заполняются бетонной смесью и осуществляется их вибрирование под вакуумом в течение 2 минут. Твердение в течение первых суток происходит при комнатной температуре, а затем после расформования изделия подвергаются тепловой обработке при температуре 50-60°С в течение 4-6 часов. Испытания на прочность, водостойкость, водопоглощение и определение коэффициента размягчения проводятся на образцах-балочках размером 40×40×160 мм через 7-10 дней с момента изготовления смеси. Готовят смеси, составы которых указаны в табл.1. Для составов 1-5 в табл.1 в качестве полимерной добавки используется ненасыщенная полиэфирная смола на терефталевой основе, а в качестве ПАВ-полиоксиэтиленгликолиевый эфир синтетических первичных высших спиртов фракций C12-C14.
Для состава 6 в табл.1 в качестве полимерной добавки используется тетрафуриловый эфир ортокремневой кислоты в соответствие с [1], а для состава 7 в табл.1 в качестве полимерной добавки используется смесь нефтеполимерной смолы с кубовым остатком ректификации стирола в соотношении 1:(1-1,5) в соответствие с [2]. Для составов 1-5 наполнителем являлся пылевидный кварц с удельной поверхностью 500 м2/кг, а для составов 6-7 - обычно используемая диабазовая мука с удельной поверхностью 350 м2/кг. В качестве щебня для всех составов используется гранитная крошка - отход камнеобрабатывающих предприятий. В табл.2 приведены свойства составов предлагаемых полимерсиликатобетонных смесей по сравнению с известными составами. Следует отметить, что полимерсиликатобетонная смесь состава 6, приготовленная в соответствие с [1], обладала неудовлетворительной удобоукладываемостью вследствие недостаточного содержания жидкой фазы.
Из приведенных в табл.2 данных следует, что предлагаемая полимерсиликатобетонная смесь обладает более высокими прочностными характеристиками (особенно по пределу прочности на изгиб) и плотностью по сравнению с известными смесями. Кроме того, водопоглощение образцов примерно вдвое ниже, чем у аналога и прототипа, что обеспечивает хорошую морозостойкость изделий. Судя по коэффициенту водостойкости, предлагаемая смесь более устойчива к коррозии в воде, чем известные составы и, как видно из сопоставления коэффициентов размягчения, в гораздо меньшем объеме теряет прочностные характеристики в водонасыщенном состоянии после длительного пребывания в воде. Все это позволяет существенно расширить область ее применения. Причем эти результаты достигаются при более низком расходе жидкого стекла, чем у прототипа (состав 7). Известная смесь (состав 6) имеет сопоставимый расход жидкого стекла, но она показывает существенно более низкие прочностные характеристики.
| Таблица 1 | ||||||||
| № состава | Содержание компонентов, мас.% | |||||||
| Жидкое стекло | Кремнефтористый натрий | Полимер-ная добавка | ПАВ | Наполнитель | Кварцевый песок | Щебень | Соотношение песок: щебень | |
| 1 | 10,5 | 1,6 | 0,6 | 0,25 | 24,5 | 26 | 36,55 | 0,71 |
| 2 | 14,0 | 2,1 | 1,0 | 0,2 | 25 | 25 | 32,7 | 0,76 |
| 3 | 15,5 | 2,5 | 1,3 | 0,1 | 25 | 25 | 30,6 | 0,82 |
| 4 | 14,0 | 2,1 | 1,0 | 0,2 | 24,5 | 26 | 33,2 | 0,78 |
| 5 | 14,5 | 2,2 | 1,0 | 0,2 | 25,5 | 24 | 32,6 | 0,74 |
| 6 | 11,5 | 1,7 | 0,1 | - | 25 | 25 | 36,7 | 0,68 |
| 7 | 20,0 | 3,0 | 2 | - | 10 | 30 | 35 | 0,85 |
| Таблица 2 | ||||||
| № | Свойства образцов полимерсиликатобетона | |||||
| состава | Плотность, кг/м3 | Предел прочности на сжатие, МПа | Предел прочности на изгиб, МПа | Водопогло-щение, % | Коэффициент водостойкости (срок испытания 180 сут) | Коэффициент размягчения (срок испытания 6 месяцев) |
| 1 | 2100 | 62,2 | 23,5 | 4,06 | 0,92 | 0,94 |
| 2 | 2100 | 69,3 | 25,2 | 3,56 | 0,94 | 0,96 |
| 3 | 2080 | 64,1 | 23,8 | 3,02 | 0,95 | 0,96 |
| 4 | 2085 | 69,0 | 24,9 | 3,50 | 0,94 | 0,96 |
| 5 | 2089 | 68,7 | 24,8 | 3,54 | 0,95 | 0,95 |
| 6 | 1778 | 39,2 | 11,6 | 8,5 | 0,88 | 0,82 |
| 7 | 1750 | 54,1 | 15,9 | 7,3 | 0,84 | 0,88 |
Источники информации
1. Ю.И.Нянюшкин, Ю.А.Землянушнов, Н.Ф.Шестеркина, Н.Б.Бланк, В.В.Козлов, Н.А.Сальникова, В.И.Стаценко, Л.Е.Очаковский. Полимерсиликатбетонная смесь. АС №1114648, С04В 24/40 от 23.09.84.
2. Я.И.Швидко, B.C.Уколов, В.П.Архипова, B.C.Эпштейн, Е.А.Чайка. Бетонная смесь. АС №1620434, С04В 28/26 от 15.01.91.
Полимерсиликатобетонная смесь для изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий, включающая жидкое стекло, кремнефтористый натрий, полимерную добавку, поверхностно-активное вещество - ПАВ, наполнитель и комплексный заполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимерной добавки ненасыщенную полиэфирную смолу на терефталевой основе, в качестве ПАВ - полиоксиэтиленгликолевый эфир синтетических первичных высших спиртов фракций С12-С14, в качестве наполнителя - пылевидный кварц - маршалит с удельной поверхностью не ниже 500 м2/кг, в качестве комплексного заполнителя - кварцевый песок и щебень различных пород в соотношении (0,7-0,85):1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| жидкое стекло | 10,5-15,5 |
| кремнефтористый натрий | 1,6-2,5 |
| полимерная добавка в виде ненасыщенной | |
| полиэфирной смолы на терефталевой основе | 0,6-1,3 |
| полиоксиэтиленгликолевый эфир | |
| синтетических первичных высших | |
| спиртов фракций С12-С14 | 0,1-0,25 |
| указанный маршалит | 24,5-25,5 |
| кварцевый песок | 24,0-26,0 |
| щебень | остальное |
