Сухая смесь для производства композиционного ячеистого бетона


 


Владельцы патента RU 2552730:

Ястремский Евгений Николаевич (RU)
Емельянов Илья Александрович (RU)

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления неавтоклавного композиционного ячеистого бетона естественного твердения. Сухая смесь для производства ячеистого бетона включает, %: портландцемент 20,0-75,198, минеральный наполнитель 10,0-70,0, микрокремнезем 3,0-8,0, суперпластификатор 0,4-0,7, гидрофобизатор 0,1-1,0, модифицирующую цеолитовую добавку, состоящую из комбинации цеолита и многослойных и однослойных нанотрубок, 2,0-6,0, комплексный порообразователь, состоящий из сухих газообразователя и пенообразователя, 0,002-0,65, фибру полипропиленовую 0,7-1,5 кг на 1 м3. Сухая смесь включает комплексный порообразователь, содержащий, %: сухой газообразователь 50, сухой пенообразователь 50, причем газообразователь состоит из пудр алюминиевых марок ПАП-1 30% и ПАП-2 70%, а в качестве сухого пенообразователя используют сухой пенообразователь типа ОСБ, белковый пенообразователь «Биопор», техническую абиетиновую смолу, сульфанол хлорный. Технический результат - получение сухой смеси с более длительным сроком хранения, получение ячеистого бетона из указанной смеси с улучшенными физико-механическими характеристиками по прочности, морозостойкости и теплопроводности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления неавтоклавного композиционного ячеистого бетона естественного твердения.

Известна сырьевая смесь «Поробетон», описанная в патенте РФ №2297993, МПК С04В 38/00, заявл. 29.08.2005, опубл. 27.04.2007. Поробетон получают отверждением сырьевой смеси, которая включает портландцемент, микрокремнезем, природный песок, волокнистый заполнитель - асбест, органическое искусственное волокно, воду и комплексный порообразователь, который, в свою очередь, включает два жидких (пастообразных) пенообразователя «Пенострим» и ПБ-2000, алюминиевую пудру и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 44-83,3
Хлористый натрий или кальций 0,005-0,01
Микрокремнезем 9-10
Природный песок 0-30
КПП 0,7-1,5
Волокнистый заполнитель 7-10
Вода до В/Т 0,32-0,53

В процессе изготовления поробетона в качестве смесителя используют турбулентный смеситель «Турбо-0,25» с числом оборотов турбины в минуту 800-1000.

К основным недостаткам известной смеси следует, на наш взгляд, отнести то, что при ее изготовлении используют жидкие составляющие, которые в процессе смешивания приводят смесь в пастообразное состояние. Это ведет к необходимости использования специального оборудования (турбулентных смесителей определенной марки с миксерами, пенообразователей и пр.), к усложнению технологического процесса, к трудностям при производстве поробетона непосредственно на месте строительства, а также к необходимости самостоятельного поиска и приобретения нужных ингредиентов.

Наиболее близкой по составу к предлагаемой сырьевой смеси является «Сухая смесь для производства ячеистого газофибробетона», описанная в патенте РФ №2394007, МПК С04В 38/10, заявл. 22.08.2008, опубл. 19.07.2010.

Данная сухая смесь содержит: портландцемент, минеральный наполнитель, микрокремнезем, полипропиленовую фибру, порообразователь, суперпластификатор и модифицирующую добавку, состоящую из комбинации алюмосиликатных микросфер и одно- или многослойных углеродных нанотрубок в соотношении 1:10 при следующем соотношении компонентов,%:

Портландцемент 20-75
Минеральный наполнитель 7-75
Микрокремнезем 0-6
Суперпластификатор 0,1-2,5
Модифицирующая добавка 0,1-5
Порообразователь 0,002-0,45
Фибра (полипропиленовая) до 1,5 кг на 1 м3

Суперпластификатор, используемый для изготовления смеси, изготовлен на основе натриевых солей, продуктов конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида.

Модифицирующая добавка состоит из комбинации алюмосиликатных микросфер и одно- или многослойных углеродных нанотрубок в соотношении 1:10.

К недостаткам известной сухой смеси, используемой при производстве ячеистого бетона, можно отнести: неоднократный (до 3-х раз) подъем смеси в течение двух часов, что приводит к некоторому снижению производительности, к неудобству в процессе заливки из-за необходимости постоянного контроля за точностью отметки высоты смеси; к недостаткам можно также отнести короткий срок годности сухой смеси (не более 1,5 месяцев).

Целью создания изобретения является получение сухой смеси для производства композиционного ячеистого бетона с улучшенными физико-механическими характеристиками, с более длительным сроком хранения, с возможностью использования непосредственно на строительной площадке, с постепенным плавным подъемом смеси и равномерным распределением пор одинакового размера.

Поставленная цель достигается тем, что сухая смесь для производства ячеистого бетона, включающая портландцемент, минеральный наполнитель, микрокремнезем, суперпластификатор, фибру полипропиленовую, порообразователь и воду, дополнительно содержит модифицирующую цеолитовую добавку, состоящую из комбинации цеолита и многослойных и однослойных нанотрубок, а порообразователь выполнен комплексным, состоящим из сухих газообразователя и пенообразователя.

Полученная сухая смесь имеет следующее соотношение компонентов, %:

Портландцемент 20,0-75,198
Минеральный наполнитель 10,0-74,0
Микрокремнезем 3,0-8,0
Суперпластификатор 0,4-0,7
Модифицирующая цеолитовая добавка 2,0-6,0
Фибра полипропиленовая 0,7-1,5 кг на 1м3
Комплексный порообразователь 0,002-0,65
Гидрофобизатор 0,1-1,0

При этом комплексный порообразователь содержит, %:

Сухой газообразователь 50
Сухой газообразователь 50

В свою очередь, газообразователь состоит из пудр алюминиевых марок ПАП-1 30% и ПАП-2 70%.

В качестве сухого пенообразователя используют сухой пенообразователь типа ОСБ, белковый пенообразователь «Биопор», техническую абиетиновую смолу, сульфанол хлорный.

Порообразователи предварительно смешиваются в пропорции 50/50 пенообразователь/газообразователь. Газообразователь, в свою очередь, представляет собой смесь пудр более крупного помола (ПАП-1 с кроющей способностью на воде, см2/г - 7000) и мелкого (ПАП-2 с кроющей способностью на воде, см2/г - более 10000), в соотношении 30/70 % соответственно.

Составы сухой смеси приведены под № 1-6 в табл. 1.

Введение в смесь гидрофобизатора способствует образованию на поверхности бетона прозрачной пленки, которая препятствует испарению влаги. Прозрачную поверхностную пленку образуют следующие ингредиенты: водные растворы щелочных мыл, растворы смол в летучих растворителях, водный раствор хлористого бария, кремнийорганические вещества, олеат натрия.

Выполнение порообразователя комплексным позволяет начать поризацию еще в процессе перемешивания, дальнейшее получение пор происходит с плавным подъемом смеси при постепенном включении в процесс порообразования поочередно - пенообразователя, далее наиболее мелкой алюминиевой пудры марки ПАП-2, а затем более грубой ПАП-1; это позволяет осуществлять процесс получения пор постепенно, стадийно, обеспечивая точность отметки заданной высоты заливки. Это повышает удобство и производительность работ.

При этом заявляемую смесь разбавляют водой в количестве 25-90 мас.% от веса сухой смеси.

Остальные компоненты сырьевой смеси:

- модифицирующая цеолитовая добавка, состоящая из комбинации цеолита, состоящего из тетраэдров SiO2 и AlO4, соединенных вершинами в ажурные каналы, в полостях и каналах которых находятся катионы и молекулы H2O. Например - основной состав природных цеолитов Сокирницкого месторождения (Украина) в %: SiO2 - 71,5; Al2O3 - 13,1; Fe2O3 - 0,9; MnO - 0,19; MgO - 1,07; CaO - 2,1; Na2O - 2,41; K2O - 2,96; P2O5 - 0,033; SO3 - следы, в качестве микропримесей содержат: никель, ванадий, молибден, медь, олово, свинец, кобальт и цинк, с удельной поверхностью 450-700 см2/г, и многослойных и однослойных углеродных нанотрубок, полученных путем газофазного химического осаждения (каталитический пиролиз-CVD) газообразных углеводородов на катализаторах (Ni/Mg) при атмосферном давлении со следующими характеристиками: наружный диаметр 10-60 нм, внутренний диаметр 10-20 нм, длина 2 µм и более (например, углеродные многослойные нанотрубки «ТАУНИТ» производства ООО «НаноТехЦентр» Тамбовского государственного технического университета (Россия).

Портландцемент - должен соответствовать следующим требованиям: Стандарт по DIN1164 (Германия), BS 12(Англия) или АСТМ С150 (США), портландцемент без минеральных добавок и портландцемент с активными минеральными добавками. Требование к минералогическому составу: Силикат трикальция C3S>50%, Алюминат кальция С3А 7-10%, Алюмоферрит кальция C2(A2F)<10%, Удельная поверхность по Блейку 3000-4500, N2O+K2O<1%.

Минеральный наполнитель - в качестве минеральных добавок используются: золы-уноса от сжигания углей, золошлаковые смеси, кварцевый песок, известняк, а также смеси двух и более из перечисленных добавок. Минеральные добавки должны удовлетворять требованиям действующих стандартов или технических условий, в частности:

- строительные пески должны соответствовать стандарту ASTM С 778 (США), Standard Specification for Standard Sand с содержанием: SiO2>75%, Fe2O3<3%, CaO<5%, MgO<2%, N2O+K2O<2%, SO3<3%, Al2O3<10%, потери при прокаливании <5%, хлориды <0.05%, глина по объему <3%. Практически любые строительные пески, применяемые для производства тяжелого бетона;

- золы-уноса должны соответствовать стандарту ASTM С618-08а (США) «Стандартная спецификация для угольной летучей золы и сырья или кальцинированных природных пуццоланов для использования в бетоне» с содержанием SiO2>45%, Al2Оз<10-30%, Fe2O3<10%, СаО<5%, MgO<2%, N2O+К2O<2%, SO3<3%, потери при прокаливании <5%, хлориды <0.05% (пример - золы при сжигании Экибастузких углей, Казахстан);

- шлаки черной и цветной металлургии, соответствующие ГОСТу 5578-94 (РФ); щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии; шлаки черной и цветной металлургии представляют собой стеклянный сыпучий материал, образующийся при быстром охлаждении расплавленного доменного шлака путем погружения в воду. Это неметаллический продукт, состоящий из силикатов и алюмосиликатов кальция и других соединений, который получают в расплавленном состоянии одновременно с железом в доменной печи. Например, шлаки Нижнетагильского металлургического комбината (РФ).

- карбонатные породы должны соответствовать стандарту ASTM С294-56 (США). Например, доломит карьера г. Пугачев Саратовской области (РФ) с химическим составом СаО - 31,26%, MgO - 18,61%, SiO2 - 3,8%, Fe2O3 - 0,19%, SO3 - 0,12%, Na2O - 0,06%, K2O - 0,24%, Аl2О3 - 0,56%, потери при прокаливании составляют 44,19%.

- микрокремнезем (микросилика, silica fume) должен соответствовать стандартам JIS А 6207 (Японии), EN 13263 и ENV 205 (ЕС), CAN-CSA-A23, 5-М86 (Канада), представляет собой ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Основным компонентом материала является диоксид аморфной модификации. Микросилика - отходы металлургического производства. В качестве примера можно привести МКУ 85 производства ОАО «Кузнецкие ферросплавы» (РФ).

- комплексный порообразователь представляет собой активную добавку, образующую поры, - это алюминиевая пудра марок ПАП-1, ПАП-2 (например, продукция Волгоградского алюминиевого завода, РФ); пудра состоит из частиц алюминия, имеющих пластинчатую форму и покрытых тонкой оксидной и жировой пленкой. Пудра представляет собой легко мажущийся продукт серебристо-серого цвета, не содержащий видимых невооруженным глазом инородных примесей. Насыпная плотность пудры составляет около 0,15-0,30 г/см3, содержание активного алюминия - 85-93%. Средняя толщина лепестков составляет приблизительно 0,25-0,50 мкм, а средний линейный размер 20-30 мкм. Насыпная плотность пудры, содержание активного алюминия и средний размер частиц не регламентируются, как и их производные, а также любой сухой порообразователь, в том числе пенообразователь.

- суперпластификатор марок С-3 (РФ), ″Майти 100″ (Япония), Сикамент, Мельмент (Германия), добавки на основе натриевых солей, продуктов конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, а также все существующие супер- и гиперпластификаторы в сухом виде, соответствующие ASTM С-494.

Гидрофобизатор - это реагенты, которые образуют прозрачную пленку на бетоне с целью препятствия испарени влаги из ячеистого бетона, который становится гидрофобным (особенно актуально в странах с жарким климатом). Прозрачную поверхностную пленку образуют следующие материалы: водные растворы щелочных мыл, растворы смол в летучих растворителях, водный раствор хлористого бария, кремнийорганические вещества (ГКЖ - 11Н), олеат натрия (Liga Natriumoleat 90, производитель «Еврохим»).

Сухую смесь для производства композиционного ячеистого бетона готовят следующим образом.

Предварительно перемешивают компоненты порообразователя и пенообразователя. Данную смесь готовят отдельно.

В смеситель подают необходимые компоненты, такие как портландцемент, минеральный наполнитель, микрокремнезем, суперпластификатор, модифицирующую добавку, фибру и гидрофобизатор. К этим компонентам в смеситель вводят смесь порообразователя и пенообразователя, после чего все компоненты проходят стадию активации и гомогенизации.

К преимуществам предлагаемой смеси можно отнести: улучшение физико-механических характеристик ячеистого бетона, таких как прочность, морозостойкость и пониженная теплопроводность. Использование комплексного порообразователя позволило осуществлять процесс порообразования постепенно, спокойно. Процесс протекает более плавно, с равномерным распределением пор.

Полученный материал имеет объемный вес 200-1200 кг/м3. При этом удалось добиться увеличения практически всех показателей на 35-40%. Существенная экономия себестоимости достигается за счет отсутствия автоклавной обработки и возможности не применять пропарку и прогрев.

Можно использовать вышеуказанную сухую смесь на местах строительства, разбавляя ее водой в количестве от 25 до 90 мас.% от веса сухой смеси и перемешивая на существующих механизмах и машинах, предназначенных для перемешивания и подачи бетонных смесей и растворов (например, Бетононасос Estrich Boy DC260/45).

Таблица 1
Виды компонентов сырьевой смеси и свойства ячеистого фибробетона Содержание компонентов в сырьевой смеси в мас.%:
составы неавтоклавного ячеистого фибробетона с использованием цеолитовой модифицирующей нанодобавки
1 2 3 4 5 6
Портланцемент
СЕМ 1 42,5 R
20 50 50 60 60 75,198
Минеральный наполнитель: 74 40 36 32 30 20
- зола, песок,
известняк
Микрокремнезем 3 4 8 3 4 -
Суперпластификатор С-3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.55 0.7
Модифицирующая цеолитовая нанодобавка 2 5 2 4 4.5 2
Гидрофобизатор 0.58 0.3 3.2 0.1 0.75 1.902
Фибра
полипропиленовая, кг
0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
Порообразователь 0.02 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Вода в/т 0.405 0.367 0.425 0.44 0.401 0.48
Предел прочности при сжатии, кг/см2 26.6 35.6 31.1 34.23 31.6 36.8
Теплопроводность 0.10 0.10 0.10 0.11 0.11 0.11
Морозостойкость >F50 >F50 >F50 >F50 >F50 >F50
Плотность, кг/см2 492 520 510 505 512 540

1. Сухая смесь для производства ячеистого бетона, включающая портландцемент, минеральный наполнитель, микрокремнезем, суперпластификатор, фибру полипропиленовую и порообразователь, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гидрофобизатор, модифицирующую цеолитовую добавку, состоящую из комбинации цеолита и многослойных и однослойных нанотрубок, а порообразователь выполнен комплексным, состоящим из сухих газообразователя и пенообразователя, при этом сухая смесь содержит компоненты при следующем соотношении, %:

портландцемент 20,0-75,198
минеральный наполнитель 10,0-70,0
микрокремнезем 3,0-8,0
суперпластификатор 0,4-0,7
модифицирующая цеолитовая добавка 2,0-6,0
фибра полипропиленовая 0,7-1,5 кг на 1 м3
комплексный порообразователь 0,002-0,65
гидрофобизатор 0,1-1,0

2. Сухая смесь для производства ячеистого фибробетона по п. 1, отличающаяся тем, что комплексный порообразователь содержит, %:

сухой газообразователь 50
сухой пенообразователь 50

причем газообразователь выполнен состоящим из пудр алюминиевых марок ПАП-1 30% и ПАП-2 70%, а в качестве сухого пенообразователя используют сухой пенообразователь типа ОСБ, белковый пенообразователь «Биопор», техническую абиетиновую смолу, сульфанол хлорный.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства пористых строительных материалов, в частности к пенообразователям, полученным на основе органических материалов и неорганических промышленных отходов.

Изобретение относится к строительным декоративно-акустическим материалам и может быть использовано при устройстве элементов подвесных потолков и облицовки других строительных систем (стен и полов).
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов, предназначенных для жилищного строительства.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов, предназначенных для жилищного строительства.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления неавтоклавного композиционного ячеистого бетона естественного твердения.
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к ячеистым бетонам автоклавного твердения. Сырьевая смесь для автоклавного пенобетона содержит, мас.%: портландцемент 24,97-25,18, отсев вторичного щебня, полученный отсевом на сите №5 строительных отходов от разборки зданий и сооружений, содержащий, мас.%: бой тяжелого бетона, представленный низкоосновными гидросиликатами - 80%, бой керамического кирпича - 16%, щепа, полистирол, асфальтобетон, стеклобой - 4%, молотый до удельной поверхности 430 м2/кг 42,68-43,58, известь негашеную молотую 1,54-2,59, пенообразующую добавку на протеиновой основе 0,23-0,24, воду - остальное.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного пенобетона содержит, мас.%: портландцемент или шлакопортландцемент 24,0-26,0, вспученный перлитовый песок 40,4-44,65, смолу воздухововлекающую экстракционно-канифольную 0,13-0,17, карбоксиметилцеллюлозу 0,13-0,17, суперпластификатор С-3 1,0-1,2, кремнегель 0,05-0,1, воду 30,0-32,0.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона включает, мас.%: портландцемент 28,0-30,0, жидкое калиевое и/или натриевое стекло с плотностью 1300-1500 кг/м3 и силикатным модулем 3,2-4,0 0,4-0,6, пенообразователь ПБ-2000 0,4-0,6, нарезанное на отрезки 2-7 мм стеклянное волокно 36,0-40,0, воду 31,0-33,0.

Изобретение относится к области изготовления строительных изделий из теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетонов. Технический результат заключается в улучшении прочностных характеристик пенобетона.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к пенобетонам, и может быть использовано на заводах пенобетонных изделий и конструкций, при изготовлении товарного пенобетона и при монолитном строительстве.
Группа изобретений относится к производству газобетонов, используемых в малоэтажном строительстве. Способ изготовления газобетона включает дозирование и смешивание 0,96 кг алюминиевой пудры с 20 кг кварцевого песка и 3,4 кг золы-уноса, их совместный помол до прохождения через сетку № 0,63, дозирование и последовательное добавление 15,6 кг портландцемента, 15,6 кг молотой негашеной извести и 18,6 кг воды, нагретой до температуры 70-100°C, укладку полученной смеси в нагретые до температуры 35-45°C формы, затвердевание, извлечение из форм и тепловлажностную обработку при температуре 175°C и давлении 0,8 МПа в течение 10-12 часов.

Группа изобретений относится к производству сухих смесей для изготовления изделий из ячеистого бетона поризованного газом и может быть использовано на заводах ячеистобетонных изделий.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к технологии изготовления керамзитобетонной смеси, ресурсосберегающим технологиям легких бетонов.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления неавтоклавного композиционного ячеистого бетона естественного твердения.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий из ячеистого газобетона автоклавного твердения.
Изобретение относится к способу получения эластичного неорганическо-органического гибридного пеноматериала и пеноматериалу, полученному этим способом. Способ получения пеноматериала посредством вспенивания смеси, содержащей, мас.%: минерал А), выбранный из реагипса, каолина или волластонита 50-97, растворенный в воде поливиниламин В) 1-45, вспенивающий агент С) 1-50, эмульгатор D) 1-5, сшивающий агент Е), способный реагировать с поливиниламином В), 0-5, причем массовые проценты компонентов А) и В) относятся к твердой фазе и сумма из А) - Е) составляет 100 мас.%.

Группа изобретений относится к составам сырьевых смесей и способам приготовления ячеистых бетонов неавтоклавного твердения и может быть использована в промышленности строительных материалов для получения теплоизоляционно-конструкционных изделий.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству легкого бетона для малоэтажного строительства. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 18,87-21,34, керамзит 41,13-41,56, суперпластификатор ЛСТМ 0,0312, золу-унос ТЭЦ 13,92-18,87, газообразующую добавку ПАК-3 0,022-0,025, железосодержащий шлам - отход химического производства 0,10-0,50, воду - остальное.
Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 81,0-87,5, доломит 2,0-3,0, 3%-ный раствор перекиси водорода 0,5-1,0, кварцевый песок 10,0-15,0.

Изобретение относится к способам изготовления пенокерамики, а именно к способам изготовления пенокерамических изделий декоративного назначения. Технический результат: изготовление пенокерамических изделий с облицовочным слоем и улучшенными теплозащитными свойствами за счет изготовления внутри наружных отделочных слоев поризованного слоя любой требуемой толщины.

Изобретение относится к способу приготовления оксидно-полиметаллических катализаторов, содержащих металлы платиновой группы, для окислительно-паровой конверсии углеводородов с получением оксида углерода и водорода.
Наверх