ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2237041
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ПЕНОБЕТОНА
Имя изобретателя: Собкалов П.Ф. (RU); Бертов В.М.
Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Всероссийский научно- исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева"
Адрес для переписки: 195220, Санкт-Петербург, ул. Гжатская, 21, ОАО "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева", патентное подразделение
Дата начала действия патента: 2003.04.17
Изобретение относится к
промышленности строительных материалов и
может быть использовано для изготовления
ячеисто-бетонных изделий, стеновых блоков,
стеновых панелей, комплексных плит
покрытий. Техническим результатом является
повышение прочности пенобетона, расширение
сырьевой базы производства и снижение
энергоемкости за счет использования золы-унос
- отхода тепловых электростанций. Сырьевая
смесь для изготовления конструктивного
теплоизоляционного пенобетона, включающая
цемент, пенообразователь, добавку и воду,
содержит золу-унос с удельной поверхностью
2800 - 5000 см2/г, в качестве
пенообразователя смолу воздухововлекающую
экстракционно-канифольную СВЭК и
карбоксиметилцеллюлозу КМЦ, а в качестве
добавки - суперпластификатор С-3, при
следующем соотношении компонентов, мас.%:
цемент 35,0 - 39,0; указанная зола-унос 35,0 - 39,0;
СВЭК 0,11 - 0,17; КМЦ 0,05 - 0,07; суперпластификатор
С-3 0,4 - 1,4; вода остальное.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
промышленности строительных материалов и
может быть использовано для изготовления
ячеисто-бетонных изделий, стеновых блоков,
стеновых панелей, комплексных плит
покрытий.
Известна сырьевая смесь для
изготовления ячеистого бетона, включающая
портландцемент, в качестве мелкого
заполнителя содержащая пористый шлаковый
песок, в качестве пенообразователя -
алюминиевую пудру и мыльную эмульсию, воду,
в качестве добавок - пластификатор
адипиновый щелочной ПАЩ-1, сернокислый
натрий и шлаковую пыль при следующем
соотношении компонентов, мас.%:
портландцемент 27,40-39,50; пористый шлаковый
песок 39,60-52,80; алюминиевая пудра 0,022-0,032;
мыльная эмульсия 0,01-0,02; пластификатор
адипиновый щелочной ПАЩ-1 (по сухому
продукту) 0,009-0,013; сернокислый натрий 0,18-0,26;
шлаковая пыль 8,0-14,0; вода остальное (а.с. СССР
№1203068, С 04 В 28/02, опубл. 1986).
Недостатком сырьевой смеси является
использование в качестве пенообразователя
алюминиевой пудры, которой присущи такие
недостатки, как низкая устойчивость
поризованной массы на стадии вспучивания и
вызревания, зависимость технологического
процесса получения стабильной пеномассы от
теплового режима, в результате чего
получают дефектность структуры, выраженной
в разрыве стенок пор газами, вследствие
фиксированного градиента в порах разного
размера. Это в конечном итоге приводит к
снижению прочности изделий и большому
проценту брака. К этому следует добавить
возникающие трудности с поставкой
предприятиями качественной алюминиевой
пудры и ее высокая стоимость. Использование
в рецептуре сернокислого натрия
отрицательно сказывается на арматуре и
технологическом оборудовании, так как он
оказывает коррелирующее воздействие на
металл и отрицательное влияние на
санитарно-гигиенические условия труда
рабочих.
Известна сырьевая смесь для изготовления
ячеистого бетона, включающая
портландцемент, известь, гипс,
каменноугольную золу, алюминиевую пудру,
алкилсульфат, в качестве эмульсии
высокополимера содержит сополимер
поливинилацетата и поливинилхлорида,
бикарбонат щелочного металла и воду, при
следующем соотношении компонентов мас.%:
портландцемент 24,0-34,0; известь 1,0-3,0; гипс
0,6-1,4; каменноугольная зола 10,0-20,0;
алюминиевая пудра 0,06-0,12; алкилсульфат 0,25-0,35;
сополимер поливинилацетата и
поливинилхлорида 4,0-10,0; бикарбонат
щелочного металла 0,08-0,20, вода остальное (а.с.
СССР №1206257, С 04 В 28/02, опубл. 1986).
Данной сырьевой смеси присущи те же
недостатки, что и в предыдущем аналоге.
Наличие двух видов пенообразователей:
алюминиевая пудра - газообразователь,
алкилсульфит - газообразователь, делает
технологический процесс пенообразования
трудно управляемым и, в конечном итоге,
приводит к большому проценту брака.
Наиболее близкой по технической сущности
к заявленному изобретению является
сырьевая смесь для изготовления
теплоизоляционного пенобетона, включающая
цемент, в качестве кремнеземистого
компонента содержит тонкодисперсные
отходы дробления гранитных пород, в
качестве пенообразователя - древесную
омыленную смолу, упаренную последрожжевую
мелассную барду и известь пушонку, воду, в
качестве добавки - хлористый кальций, при
следующем соотношении компонентов мас.%:
цемент 40-55; тонкодисперсные отходы
дробления гранитных пород 10-20; древесная
омыленная смола 0,2-0,4; упаренная
последрожжевая мелассная барда 0,07-0,12;
известь пушонка 0,2-0,5; хлористый кальций
0,1-0,14; вода остальное (а.с. СССР №1217855, С 04 В
38/10, опубл. 1986).
Недостатком прототипа является, прежде
всего, то, что изделия, изготовленные по
приведенной рецептуре по прочностным
показателям, имеют ограничения по
применению даже для комплексных плит
покрытий. Кроме того, в сырьевой смеси
прототипа содержится высокий процент
дорогостоящего вяжущего цемента до 55% и
извести пушонки.
При создании изобретения ставилась
задача повышения прочности пенобетона,
расширения сырьевой базы производства и
снижения энергоемкости за счет
использования золы-унос - отхода тепловых
электростанций.
Это достигается тем, что сырьевая смесь
для изготовления конструктивного
теплоизоляционного пенобетона, включающая
цемент, пенообразователь, добавку и воду,
содержит золу-унос с удельной поверхностью
2800-5000 см2/г, в качестве
пенообразователя - смолу
воздухововлекающую экстракционно-канифольную
СВЭК и карбоксиметилцеллюлозу КМЦ, а в
качестве добавки - суперпластификатор С-3,
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цемент 35,0-39,0; указанная зола-унос 35,0-39,0; СВЭК
0,11-0,17; КМЦ 0,05-0,07; суперпластификатор С-3 0,4-1,4;
вода остальное.
Зола-унос используется в качестве
заполнителя, который обладая вяжущими
свойствами частично заменяет цемент,
который на порядок дороже золы-унос, из-за
высокой энергоемкости при его производстве.
Использование золы-унос расширяет сырьевую
базу производства пенобетона и снижает его
стоимость.
Кроме того, введение золы-унос в смесь
улучшает гранулометрический состав смеси
за счет значительной разницы удельной
поверхности золы-унос и фильтров (место
отбора золы-унос) - 5000 см2/г. Удельная
поверхность цемента (Михайловский завод) -
2500 см2/г.
Изменение соотношения частиц золы-унос и
цемента улучшает зерновой состав смеси и
тем самым увеличивается суммарная
поверхность соприкосновения геля с
микронаполнителем и в конечном итоге это
приводит к более быстрому твердению смеси.
Изделие приобретает более высокую
прочность. Поэтому зола-унос не подвергаясь
интенсивной гидратации активно участвует в
процессе твердения системы. Объясняется
это очень большой удельной поверхностью,
способной адсорбировать влагу. Это
положительное явление проявляется в тех
случаях, когда частицы золы-унос находятся
с более крупным наполнителем (в нашем
случае с цементом).
Смола воздухововлекающая экстракционно-канифольная
СВЭК представляет собой продукт омыления
канифольной смолы 30%-ым раствором едкого
натра - Технические требования к смоле
воздухововлекающей ЭК.
Суперпластификатор С-3 представляет собой
смесь нейтрализованных едким натром
полимерных соединений разной
относительной молекулярной массы,
получаемых при конденсации сульфокислот
нафталина с формальдегидом, и технических
лигносульфонатов - ТУ №254-1298281-031-90. Введение
суперпластификатора С-3 в смесь снижает
расход воды при приготовлении растворного
теста для пенобетона, что в конечном счете
приводит к увеличению прочности бетона.
Приготовление пенобетонной смеси
производится в следующей
последовательности
В пеногенераторе готовится пена из
водного раствора смолы воздухововлекающей
экстракционно-канифольной СВЭК и
стабилизатора пены -
карбоксиметилцеллюлозы КМЦ. Одновременно в
смесителе готовится растворное тесто на
основе смешанного вяжущего - цемента и золы-унос.
После предварительного перемешивания
растворного теста в смеситель вводится
пена, изготовленная в пеногенераторе.
Перемешивание растворного теста и пены в
смесителе длится до получения однородной
пенобетонной смеси - 4-5 мин.
Затем из пенобетонной смеси формируют
изделия и контрольные образцы. Тепловую
обработку изделий и образцов производят в
пропарочных камерах при температуре 60-80°С в
течение 8-10 часов. После окончания
тепловлажностной обработки образцов и их
высушивания определяют массу образцов и
прочность на сжатие. Важно отметить, что
изделия можно производить без тепловой
обработки в нормальных температурно-влажностных
условиях при температуре t, равной 20°С и 100%
относительной влажности. Испытания
показали, что такие изделия приобретают те
же физико-механические показатели, что и
после тепловой обработки.
Пример 1
Для приготовления сырьевой смеси берут 1,13
кг смолы воздухововлекающей экстракционно-канифольной
(СВЭК) и 0,47 кг карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ)
для стабилизации пены. Водный раствор этих
компонентов загружают в пеногенератор и
перемешивают для получения пены.
Одновременно в смесителе готовится
растворное тесто на основе смешанного
вяжущего из 245,7 кг цемента, 245,7 кг золы-унос,
6,93 кг суперпластификатора С-3 и 200 кг воды.
Затем в приготовленное растворное тесто,
находящееся в смесителе, вводится пена,
приготовленная в пеногенераторе, и раствор
перемешивают до получения однородной
пенобетонной смеси в течение 4-5 мин. Из
полученной смеси формируют контрольные
образцы и изделия с последующей обработкой
их в пропарочной камере при температуре t,
равной 60-80°С в течение 8-10 часов.
Технология приготовления составов 2, 3 и 4,
приведенных в таблице, производится в такой
же последовательности.
Содержание компонентов в исходной
сырьевой смеси неавтоклавного пенобетона
согласно изобретению и их основные физико-механические
показатели приведены в таблице, где 1, 2, 3, 4 -
номера примеров составов сырьевой смеси.
Используемая зола-унос обладает широким
диапазоном показателей удельной
поверхности. В зависимости от места отбора
проб золы-унос она колеблется от 2800 до 5000 см2/г,
поэтому она не размельчалась в мельнице.
Используемая в смеси зола-унос получена от
сжигания бурого угля и обладает достаточно
высокой вяжущей способностью благодаря
значительному содержанию СаО - 4-5%.
Таким образом, содержание золы-унос в
смеси снижает энергоемкость за счет замены
значительной части основного вяжущего -
цемента. Возрастает прочность изделий
благодаря оптимальному грансоставу
мелкодисперсной смеси, полученной в
результате смешения золы-унос с развитой
удельной поверхностью, пенообразователя с
большей кратностью пены - СВЭК и
стабилизатора пены - КМЦ.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сырьевая смесь для изготовления
конструктивного теплоизоляционного
пенобетона, включающая цемент,
пенообразователь, добавку и воду,
отличающаяся тем, что она содержит золу-унос
с удельной поверхностью 2800-5000 см2/г, в
качестве пенообразователя смолу
воздухововлекающую
экстракционноканифольную СВЭК и
карбоксиметилцеллюлозу КМЦ, а в качестве
добавки суперпластификатор С-3, при
следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
Цемент 35,0 - 39,0
-
Указанная зола-унос 35,0 - 39,0
-
СВЭК 0,11 - 0,17
-
КМЦ 0,05 - 0,07
-
Суперпластификатор С-3 0,4 - 1,4
-
Вода Остальное
Версия для печати
Дата публикации 08.05.2007гг
вверх
|
