Легкий строительный композит



Легкий строительный композит
Легкий строительный композит

Владельцы патента RU 2773899:

Общество с ограниченной ответственностью «Московский бетонный завод» (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления строительных изделий и конструкций, в монолитном строительстве объектов гражданского, промышленного и транспортного строительства. Технический результат изобретения заключается в получении легкого строительного композита с высокой удельной прочностью при твердении в неблагоприятных условиях, который достигается за счет того, что содержит портландцемент, наполнитель алюмосиликатные микросферы, гиперпластификатор - MELFLUX 1641F, минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, каменной муки с удельной поверхностью 700-800 см2/г и кварцевого песка фракции 0,16-0,63 мм, комплексный модификатор и воду. Комплексный модификатор включает раствор акрилатного гидрогеля и гидрозоль диоксида кремния с массовым содержанием диоксида кремния 29-31 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 41,2-47,4, микрокремнезем - 6,85-7,93, указанная каменная мука - 2,20-7,77, указанный кварцевый песок - 3,8-20,4, полые алюмосиликатные микросферы - 7,9-19,5, комплексный модификатор - 0,824-0,950, в том числе раствор акрилатного гидрогеля - 0,516-0,595, гидрозоль диоксида кремния - 0,308-0,355, указанный гиперпластификатор - 0,454-0,520, вода - остальное. 2 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления строительных изделий и конструкций, в монолитном строительстве объектов гражданского, промышленного и транспортного строительства [С04В 28/04, С04В 38/08, С04В 20/10, С04В 111/40].

Из уровня техники известен ПЕРВИЧНЫЙ БЕТОН С ПРЕВОСХОДЯЩИМ ПОЛИМЕРОМ [WO 2017165896 (А1), опубл.: 28.09.2017], в котором проницаемая бетонная композиция, содержащая супервпитывающий полимер в пропорции 0,03 0,07 мас.% цемента, предпочтительно примерно 0,045 мас.% цемента, тем самым обеспечивая соотношение вода: цемент 0,35:0,50. Сверхабсорбентный полимер может представлять собой сшитый сополимер полиакрилата натрия, акриламида и акриловой кислоты, который вводят в порошкообразной форме в бетонную смесь, где он гидратируется в процессе перемешивания. Таким образом, указанные здесь проницаемые бетонные композиции могут быть изготовлены с желаемым соотношением вода: цемент и без необходимости в добавках, понижающих водопоглощение, или добавках, модифицирующих вязкость. Изобретение, кроме того, включает способы установки проницаемых бетонных композиций.

Техническим результатом данного аналога является получение бетона с высокой проницаемостью для дренажа воды с поверхности бетонных изделий. Недостатком такого решения является применение гранулированного суперабсорбирующего полимера, способствующего формированию высокой пористости и как следствие низкой прочности материала, не позволяющих применять его в ответственных конструкциях.

Также известен ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЛЕГКИЙ ФИБРОБЕТОН [RU 2548303 С1, опубл.: 20.04.2015], полученный из смеси, содержащей цемент, микрокремнезем со средним размером частиц 0,01-1 мкм, каменную муку, продукт измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700-800 м2/кг, кварцевый песок фракции 0,16-0,63 мм, гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе, базальтовое и/или полипропиленовое волокно и воду, дополнительно содержит наполнитель микросферы при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 34,5-52,7, микрокремнезем - 7,0-13,65, указанная каменная мука - 1,5-11,9, указанный кварцевый песок - 5,1-31,3, микросферы - 4,3-19,2, указанный гиперпластификатор - 0,3-0,48, указанное волокно - 0,3-1,5, вода - остальное. Техническим результатом аналога является повышение прочности при изгибе и сжатии, улучшение деформативных свойств. Несмотря на достижение указанного технического результата, аналог не лишен недостатков, одним из которых является влияние волокна на вязкость и технологичность строительного раствора, а также сложность при введении его в состав сухой строительной смеси.

Наиболее близким по технической сущности является НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫЙ ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЛЕГКИЙ БЕТОН [RU 2718443 С1, опубл.: 06.04.2020], содержащий портландцемент, наполнитель, пластификатор и воду, а также минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, имеющего средний размер частиц 0,01…1 мкм, каменной муки (продукт измельчения кварцевого песка или другой горной породы, содержащей кремнезем) с площадью удельной поверхности 750 м2/кг и кварцевого песка фракции 0,16-0,63 мм, в качестве пластификатора используется гиперпластификаторы на поликарбоксилатной основе, наполнителем выступают полые алюмосиликатные микросферы, отличающийся тем, что дополнительно на поверхности полых микросфер содержится наноразмерный модификатор, представляющий собой коллоидный раствор золя кремневой кислоты и золя гидроксида железа (III) с размером частиц менее 30 нм, где концентрация кремневой кислоты в форме H2SiO3 составляет 3,02%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 41,3…45,8
микрокремнезем 6,92…7,65
указанная каменная мука 1,78…5,86
указанный кварцевый песок 2,7…14,7
наномодифицированные алюмосиликатные микросферы 15,4…20,8
в том числе указанный наномодификатор 0,010…0,012
указанный пластификатор 0,410…0,458
вода остальное

Основной технической проблемой прототипа является необходимость контроля тепло-влажностного режима для обеспечения твердения вяжущего и достижения высоких показателей механических свойств.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является получение легкого строительного композита с высокой удельной прочностью при твердении в неблагоприятных условиях.

Указанный технический результат достигается за счет того, что легкий строительный композит, содержащий портландцемент, наполнитель - алюмосиликатные микросферы, гиперпластификатор - MELFLUX 1641F, минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, каменной муки с удельной поверхностью 700-800 см2/г и кварцевого песка фракции 0,16-0,63 мм, комплексный модификатор и воду, отличающийся тем, что комплексный модификатор, включает раствор акрилатного гидрогеля и гидрозоль диоксида кремния с массовым содержанием диоксида кремния 29-31 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%

портландцемент 41,2-47,4
микрокремнезем 6,85-7,93
указанная каменная мука 2,20-7,77
указанный кварцевый песок 3,8-20,4
полые алюмосиликатные микросферы 7,9-19,5
комплексный модификатор 0,824-0,950
в том числе
раствор акрилатного гидрогеля 0,516-0,595
гидрозоль диоксида кремния 0,308-0,355
указанный гиперпластификатор 0,454-0,520
вода остальное

Осуществления изобретения

Для приготовления легкого строительного композита используют портландцемент, например, марки ЦЕМ I 42,5 N по ГОСТ 31108-2016.

Минеральная часть содержит кварцевый песок фракционированный с фракцией 0,16-0,63 мм, каменную муку с удельной поверхностью 700-800 м2/кг, преимущественно 750 м2/кг и микрокремнезем, обеспечивающие заполнение межзерновых пустот наполнителя, образуя плотную структуру.

В качестве наполнителя используют полые алюмосиликатные микросферы, характерные свойства которых обеспечивают снижение средней плотности.

В качестве пластификатора используют гиперпластификатор на основе поликарбоксилатов типа «Melflux 1641F», что позволяет увеличить подвижность и снизить водопотребность легкого строительного композита. Гиперпластификатор «Melflux 1641F» - порошковый продукт, полученный методом распылительной сушки на основе модифицированного полиэфиркарбоксилата. Гиперпластификатор используют как разжижитель и противоусадочный компонент для сухих строительных смесей и бетонов на основе портландцемента.

Комплексный модификатор представляет собой водный раствор многокомпонентного акрилатного гидрогеля «Реновир-гидрогель» с соотношением компонентов A1:А2:А3:В = 1:0,021:0,084:0,003, обеспечивающим его полимеризацию не ранее 15 минут и гидрозоля диоксида кремния «Лейксил 30» с массовой концентрацией диоксида кремния 29…31%. Комплексный модификатора в составе композита обеспечивает наличие необходимого запаса воды и гидрозоля диоксида кремния на поздних этапах твердения композита, который достигается отложенной полимеризацией полиакрилата в растворе и последующей десорбции нанокремнезема, участвующего в синтезе дополнительного количества низкоосновных гидросиликатов кальция и в формировании мелкокристаллического портландита. Это обеспечивает комплексный эффект по сохранению воды в материале для гидратации вяжущего и повышению стойкости легкого строительного композита к воздействию эксплуатационных факторов. Легкий строительный композит готовят следующим образом.

Предварительно перемешивают портландцемент, каменную муку и микрокремнезем с микросферами для образования равномерного слоя на поверхности наполнителя. Готовят комплексный модификатор путем последовательного совмещения воды затворения, гидрозоля диоксида кремния и акрилатного гидрогеля. Сухие компоненты загружают в смеситель, добавляют комплексный модификатор с растворенным гиперпластификатором и перемешивают до получения однородной смеси, после чего добавляют фракционированный песок и перемешивают в соответствии с EN 196-1-ASTM С305.

Для проверки достижения технического результата были проведены испытания трех, с различным содержанием компонент, составов приготовленных описанным выше способом легких строительных композитов. Испытания проводились по ГОСТ 12730.1-2020 «Бетоны. Методы для определения плотности» и ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы для определения прочности по контрольным образцам». Для проведения испытаний из приготовленной смеси с содержанием компонент (см. Таблица 1), были изготовлены образцы в виде кубиков размером 40×40×160 мм.

Подвижность легкого строительного композита оценивали по диаметру расплыва конуса размерами D×d×h - 101,6×69,9×50,8 мм на встряхивающем столике (ASTM С230) в соответствии с методикой согласно п. 1.3 ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии».

Удельную прочность рассчитывали по формуле:

где Rсж - предел прочности при сжатии, МПа, ρотн - относительная плотность: ρотн=ρср/ρо; ρср - средняя плотность бетона; ρo - плотность воды.

Физико-механические свойства образцов легкого строительного композита оценивали в возрасте 28 суток при условиях нормального твердения (температура - 20±1°С, влажность - 85±2%) и после твердения в неблагоприятных для гидравлических материалов условиях (температура - 25-30°С, влажность - 50-60%). Потерю удельной прочности рассчитывали по формуле:

где - удельная прочность после твердения в неблагоприятных условиях, МПа.

Физико-механические свойства легкого строительного композита, определенные по результатам испытаний, приведены в таблице 2.

В результате испытания, как видно из таблицы 2, установлено, что предлагаемый легкий строительный композит обеспечивает высокие механические свойства (прочность при изгибе от 4,7 до 5,2 МПа при нормальных условиях твердения и от 4,6 до 5,1 МПа при неблагоприятных условиях твердения, прочность при сжатии от 48,8 до 53,1 МПа при нормальных условиях твердения и от 45,7 до 50,4 МПа при неблагоприятных условиях твердения), что подтверждает высокую удельную прочность при твердении в неблагоприятных условиях и обеспечивает достижение технического результата. Потеря удельной прочности при этом для легкого строительного композита при твердении составляет от 3,2 до 4,9%, что является низким.

Легкий строительный композит, содержащий портландцемент, наполнитель алюмосиликатные микросферы, гиперпластификатор - MELFLUX 1641F, минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, каменной муки с удельной поверхностью 700-800 см2/г и кварцевого песка фракции 0,16-0,63 мм, комплексный модификатор и воду, отличающийся тем, что комплексный модификатор включает раствор акрилатного гидрогеля и гидрозоль диоксида кремния с массовым содержанием диоксида кремния 29-31 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 41,2-47,4
микрокремнезем 6,85-7,93
указанная каменная мука 2,20-7,77
указанный кварцевый песок 3,8-20,4
полые алюмосиликатные микросферы 7,9-19,5
комплексный модификатор 0,824-0,950
в том числе
раствор акрилатного гидрогеля 0,516-0,595
гидрозоль диоксида кремния 0,308-0,355
указанный гиперпластификатор 0,454-0,520
вода остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к композициям для получения термостойких теплоизоляционных пеноматериалов, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературной и высокопрочной теплоизоляции, работающей в условиях окислительной среды. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и прочности пеноматериала.
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к полистиролбетонам, используемым в теплосберегающих ограждающих конструкциях зданий и сооружений. Состав для изготовления полистиролбетона включает, мас.%: минеральное вяжущее 60-80, пенополистирольный заполнитель плотностью 5-20 кг/м3 фракционного состава, об.%: фракция размером 5-10 мм 5-20, фракция размером 2-5 мм 80-95, 2-20, протеиновый пластификатор 0,75-1,5, вода - остальное, при этом минеральное вяжущее содержит цемент, минерально-полимерную добавку, состоящую из фибры полипропиленовой, доломитовой муки и тонкомолотого шлака, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 90-95, минерально-полимерная добавка 5-10.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при возведении зданий в гражданском, промышленном строительстве и при возведении сооружений специального назначения. Легкий самоуплотняющийся конструкционный бетон получен из смеси, содержащей, мас.%: механоактивированный портландцемент 15-25, полифункциональный модификатор на поликарбоксилатной основе 1-2,5, реологически активная каменная мука 10-25, водоудерживающая добавка 0,003-0,02, микро- и нанокремнеземы 1,5-7, пеностеклокерамические гранулы 30-50, вода - остальное.

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам легких фибробетонных смесей, и может быть использовано при изготовлении элементов внутренних стен, в частности пазогребневых плит для возведения межкомнатных и межквартирных перегородок и др. Сырьевая смесь для легкого фибробетона включает, об.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве. Теплоизоляционный бетон получен из смеси, включающей, мас.%: портландцемент 41,00 - 42,00, песок с модулем крупности 2,1 12,40 - 12,80, пеностекло фракции 0,63-2,5 мм с насыпной плотностью D=0,320 г/см3 19,40 - 19,60, микрокальцит с размером зерна 100 мк с насыпной плотностью D=l,145 г/см3 7,96 - 8,20, поликарбоксилатный полимер на основе этилового эфира метакриловой кислоты с насыпной плотностью D=0,55 г/см3 и значением водородного показателя рН=5,5 0,28 - 0,30, химическую добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,040 г/см3 и значением водородного показателя рН=6,5, состоящую из водного раствора поликарбоксилатного полимера, представленного сополимером из эфира аллила и ангидрида малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,025 г/см3, значением водородного показателя рН=7,0, 50,2 - 51,9, золя кремниевой кислоты, основой которого являются нанодисперсии гидродиоксида кремния с плотностью ρ=1,02 г/см3, значением водородного показателя рН=4,0, 41,6 - 42,2, глюконата натрия 3,9 - 4,2 и гексацианоферрата калия 2,6 - 3,4, 0,38 - 0,40, воду 17,58 - 17,70.

Изобретение относится к способу изготовления пористого формованного изделия в виде слоя изоляционной штукатурки. Способ изготовления пористого формованного изделия в виде слоя изоляционной штукатурки, содержащего закрытопористые или открытопористые либо смешаннопористые полые тела из неорганических материалов и в качестве вяжущего композиционные частицы, которые содержат по меньшей мере один органический полимер в качестве органической полимерной фазы и по меньшей мере одно неорганическое твердое вещество, частицы которого распределены в органической полимерной фазе, при этом массовая доля неорганического твердого вещества составляет от 15 до 50 мас.% в пересчете на общую массу органического полимера и неорганического твердого вещества в композиционной частице, закрытопористые или открытопористые либо смешаннопористые полые тела из неорганических материалов в количестве от 10 до 50 мас.%, композиционные частицы в количестве от 5 до 20 мас.%, заполнители в количестве от 40 до 80 мас.%, минеральные вяжущие и/или полимерные вяжущие в количестве от 0 до 20 мас.% и при необходимости дополнительные добавки в количестве от 0,1 до 10 мас.%, в каждом случае в пересчете на общую массу сухой смеси без воды, при этом указанные в мас.% значения в каждом случае в сумме составляют 100 мас.%, затворяют водой и полученный раствор наносят на основу.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве, например, теплоизоляционных засыпок, а также гранулированного теплоизоляционного материала. Технический результат - упрощение технологии, повышение прочности теплоизоляционных материалов и применение для их получения отходов производств.

Группа изобретений относится к способам и системам обработки остаточного незатвердевшего бетона. Способ обработки неиспользованного незатвердевшего бетона включает проведение оценки количества неиспользованного незатвердевшего бетона, добавление пеноматериала к определенному количеству неиспользованного незатвердевшего бетона с увеличением пористости бетона, смешивание вместе добавленного пеноматериала и неиспользованного незатвердевшего бетона с образованием обработанного бетона, осуществление выгрузки обработанного бетона, обеспечение застывания обработанного бетона с получением затвердевшей формы со снижением таким образом прочности на сжатие относительно прочности исходного неиспользованного незатвердевшего бетона, преобразование затвердевшего обработанного бетона в сыпучий материал в форме частиц или заполнителя и использование сыпучего материала в форме частиц или заполнителя.
Изобретение относится к производству легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала, который может быть использован для тепловой изоляции зданий, сооружений и различных промышленных установок. Способ включает смешение предварительно обработанного на камневыделительных вальцах кремнеземсодержащего компонента в виде трепела и щелочного компонента в виде соды кальцинированной технической, гомогенизацию сырьевой смеси и обжиг в металлических формах.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при возведении сооружений специального назначения. Техническим результатом изобретения является получение высокопрочного легкого бетона с высоким модулем упругости при сохранении (повышении) удельной прочности.

Группа изобретений относится к фиброцементным изделиям и их получению и, в частности, к карбонизации фиброцементных изделий для уменьшения или полного исключения образования высолов на фиброцементе. Способ получения фиброцементного изделия включает стадии (a) получения неотвержденного фиброцементного изделия, (b) отверждения неотвержденного фиброцементного изделия, (c) обработки отвержденного фиброцементного изделия с помощью CO2 (так называемая «карбонизация») с концентрацией от 15 до 30% по объему при температуре выше 40°C, относительной влажности, равной или выше 80%, в течение периода от 1  до 12 часов.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2021-10-20 2022-09-01T13:06:24
Наверх