Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления ячеистого бетона, используемого в промышленном и гражданском строительстве. Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона включает, мас.%: портландцемент 26,490-28,638, песок молотый с удельной поверхностью Sуд. не менее 200 м2/кг 18,962-19,300, многослойные углеродные нанотрубки размером 10-9-5,9·10-8 м 0,001-0,002, золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью Sуд. не менее 300 м2/кг и содержанием SiO2 не менее 55,0%, СаО не более 3,0% 28,895-29,270, бентонитовая глина с удельной поверхностью Sуд. не менее 350 м2/кг 0,704-0,758, пенообразующая добавка 0,305-0,330, вода 22,495-23,850. Технический результат - улучшение тепло- и звукозащитных свойств ячеистого бетона. 2 табл.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления ячеистого бетона, используемого в промышленном и гражданском строительстве.
Известна сырьевая смесь, содержащая, мас.%: портландцемент 43,0-46,2, шлак металлургического производства 12,0-14,4, песок 15,0-18,0, пенообразующую добавку на основе стеарата натрия плотностью 1,15-1,7 г/см3 9,5-10,3, химическую добавку «ДЭЯ» 0,4-0,5, алюминиевую пудру 0,5-0,6, фиброволокно 1,4-1,8, воду 12,0-14,4 (патент РФ №2145315, С04В 38/10, 02.03.1999 г.).
Недостатком данного технического решения являются пониженные звуко- и теплозащитные свойства материала.
Известна сырьевая смесь, содержащая, мас.%: портландцемент 44,0-47,0, монтмориллонитовую глину, включающую не менее 60% минерала 11,0-13,8, пенообразующую добавку «НИКА» 0,5-0,7, воду 40,0-42,8 (патент РФ №2145586, С04В 38/10, 02.03.1999 г.).
К недостаткам данного технического решения можно отнести пониженные звуко- и теплозащитные свойства материала.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленной сырьевой смеси является композиция, состоящая из портландцемента, многослойных углеродных нанотрубок и воды, содержащая, мас.%: портландцемент 33,0-77,0, многослойные углеродные нанотрубки размером (6,0·10-8…2,0·10-7) м 0,0001-2,0, вода - остальное (патент РФ №2233254, С04В 28/02 // С04В 111:20).
Недостатком данного технического решения являются пониженные звуко- и теплозащитные свойства материала.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание ячеистого бетона с улучшенными звуко- и теплозащитными свойствами.
Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая портландцемент, песок молотый, многослойные углеродные нанотрубки, пенообразующую добавку и воду, содержит песок молотый с удельной поверхностью Sуд. не менее 200 м2/кг, многослойные углеродные нанотрубки размером 10-9…5,94·10-8 м и дополнительно-золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью Sуд. не менее 300 м2/кг и содержанием SiO2 не менее 55,0%, СаО не более 3,0% и бентонитовую глину с удельной поверхностью Sуд. не менее 350 м2/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| портландцемент | 26,490-28,638 |
| указанный песок | 18,962-19,300 |
| указанные золошлаковые отходы | 28,895-29,270 |
| указанная глина | 0,704-0,758 |
| указанные нанотрубки | 0,001-0,002 |
| пенообразующая добавка | 0,305-0,330 |
| вода | 22,495-23,850 |
Новым по сравнению с сырьевой смесью, выбранной за прототип, является то, что вводится молотый песок с удельной поверхностью - Sуд. не менее 200 м2/кг, многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ) взяты размером 10-9…5,9·10-8 м и дополнительно - золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью - Sуд. не менее 300 м2/кг с содержанием SiO2 не менее 55,0% и СаО не более 3,0%, бентонитовая глина с удельной поверхностью - Sуд. не менее 350 м2/кг.
По данным физико-химических исследований: рентгенофазового и дефиренциальнотермического методов анализа установлено, что в присутствии золошлаковых отходов от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью - Sуд. не менее 300 м2/кг и содержанием SiO2 не менее 55,0%, СаО не более 3,0%, а также в присутствии МУНТ размером 10-9…5,9·10-8 м образуется повышенное количество гидросиликатов кальция, представленных в основном низкоосновными гидросиликатами кальция типа CSH (I), имеющих волокнистую структуру.
| Таблица 1 | |||||||
| Химико-минералогический состав золошлаковых отходов от сжигания твердого топлива | |||||||
| Химический состав золы, % | |||||||
| SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | CaO | MgO | SO3 | Na2O3 | K2O |
| 59,2 | 8,2 | 24,2 | 2,6 | 0,5 | 1,3 | 0,63 | 2,3 |
Присутствие в составе сырьевой смеси бентонитовой глины оказывает положительное влияние на формирование устойчивой структуры ячеистого бетона, которое при наличии повышенного количества образующих гидратных соединений, отличается формированием мелких пор и по данным микроскопических исследований в затвердевшем пенобетоне образуются мелкие удлиненные поры, открытые с одной стороны. Все вышеуказанные изменения, происходящие в процессе твердения ячеистого бетона (пенобетона), способствуют улучшению звуко- и теплозащитных свойств материала.
На момент подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона неизвестна и обладает мировой новизной.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство сырьевой смеси для изготовления ячеистого бетона в присутствии молотого песка с удельной поверхностью - Sуд. не менее 200 м2/кг, золошлаковых отходов от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью - Sуд. не менее 300 м2/кг и содержанием SiO2 не менее 55,0%, CaO не более 3,0%, бентонитовой глины с удельной поверхностью - Sуд. не менее 350 м2/кг, пенообразующей добавки и МУНТ размером 10-9…5,9·10-8 м, которые позволяют получить улучшенные тепло- и звукозащитные свойства материала по сравнению с прототипом.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления теплоизоляционно-конструкционного ячеистого бетона (пенобетона), обладающего улучшенными тепло- и звукозащитными свойствами.
Пример выполнения
1. Приготовление растворной смеси
1.1. Дозируют:
- портландцемент;
- молотый песок с удельной поверхностью - Sуд. не менее 200 м2/кг;
- золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью - Sуд. не менее 300 м2/кг и содержанием SiO2 не менее 55,0%, СаО не более 3,0%;
- бентонитовую глину с удельной поверхностью - Sуд. не менее 350 м2/кг;
- МУНТ размером 10-9…5,9·10-8 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 «Addimen Sb-31», который является химическим пенообразующим агентом, получаемым посредством процесса специального превращения макромолекул натурального протеина гидролизом в водном растворе, соответствующий стандарту ASTM 869-80, имеет сложный состав, мас.%: алканы C12-C19 - 64, изобутиловый спирт (изобутанол) - 2, амины алифатические C7-C9 (расчет по моноэтаноламину) - 21, формальдегид - 13.
Также можно использовать концентрированные растворы пеноконцентратов «НИКА» или «КВИН».
Сырье, используемое для приготовления добавки «НИКА», должно удовлетворять требованиям, установленным в нормативных документах на эти материалы и соответствовать следующим характеристикам: кератиносодержащие белки: рН 6,5-7,0;
серная кислота по ГОСТ 2184-77; натриевая щелочь (едкий натр) по ГОСТ 2263-79; сернокислое железо по ГОСТ 4148-78; фтористый натрий по ГОСТ 2871-75. Жидкость темно-коричневого цвета. Плотность не менее - 1,026 кг/м3. Кратность пены не менее - 6. Устойчивость пены не менее - 18 мин (ТУ 5743-001-49990652-99).
Сырье, используемое для приготовления добавки «КВИН», должно удовлетворять требованиям, установленным в нормативных документах на эти материалы, и соответствовать следующим характеристикам: натриевые соли высших жирных кислот: рН 9,5-10,0, р=1,005-1,01 г/см3; водный раствор силиката натрия: рН 9,5-10,0, р=1,010-1,012 г/см3. Жидкость темно-коричневого цвета. Плотность не менее - 1,0-1,015 кг/м3. Кратность пены не менее - 6. Устойчивость пены не менее - 12 мин (ТУ 5743-001-49990652-99).
- воду.
2.2. Отдозированные компоненты перемешивают в полиэтиленовой емкости до однородности раствора.
2.3. При помощи пеногенератора получают строительную пену.
3. Приготовление сырьевой смеси
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 сырьевой смеси ячеистого бетона.
3.2. Полученную сырьевую смесь ячеистого бетона из пенобетоносмесителя с помощью героторного насоса заливают в формы требуемых изделий, твердение которых осуществляется согласно технологическому регламенту.
Исследования физико-механических характеристик проведены согласно требованиям ГОСТ 12852-87 «Бетон ячеистый. Общие требования к методам испытаний», ГОСТ 16297-80 по звукопроницаемости, ГОСТ 7076-87 по теплопроводности.
Полученные результаты представлены в таблице 2.
Анализ экспериментальных данных показывает, что заявленная сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона по сравнению с прототипом обеспечивает получение ячеистого бетона с повышенными техническими характеристиками, а именно: понижение звукопроницаемости на 20%, понижение коэффициента теплопроводности на 19%.
Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая портландцемент, песок молотый, многослойные углеродные нанотрубки, пенообразующую добавку и воду, отличающаяся тем, что содержит песок молотый с удельной поверхностью Sуд. не менее 200 м2 /кг, многослойные углеродные нанотрубки размером 10-9…5,9·10-8 м и дополнительно - золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью Sуд. не менее 300 м2/кг и содержанием SiO2 не менее 55,0%, СаО не более 3,0% и бентонитовую глину с удельной поверхностью Sуд. не менее 350 м2/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| портландцемент | 26,490-28,638 |
| указанный песок | 18,962-19,300 |
| указанные золошлаковые отходы | 28,895-29,270 |
| указанная глина | 0,704-0,758 |
| указанные нанотрубки | 0,001-0,002 |
| пенообразующая добавка | 0,305-0,330 |
| вода | 22,495-23,850 |
