ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2289557
ЛЕГКИЙ БЕТОН
Имя изобретателя: Котляр Владимир Дмитриевич (RU); Козлов Александр Владимирович (RU); Бондарюк Анна Григорьевна (RU); Щеголькова Евгения Николаевна (RU); Лотошникова Елизавета Ованесовна (RU); Лапунова Кира Алексеевна (RU); Иванюта Григорий Николаевич
Имя патентообладателя: Котляр Владимир Дмитриевич (RU); Козлов Александр Владимирович (RU); Бондарюк Анна Григорьевна (RU); Ростовский государственный строительный университет
Адрес для переписки: 344022, г.Ростов-на-Дону, Социалистическая, 162, РГСУ, патентный отдел
Дата начала действия патента: 2005.07.25
Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в
частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих
конструкций. Технический результат - повышение плотности и прочности при сохранении
теплопроводности. Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы, воду,
дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - опоку при следующем
соотношении компонентов, мас.%: цемент 24,9-29,3, указанная опока 11,8-20,2, указанные
микросферы 29,8-35,1, вода остальное.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в
частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих
конструкций.
Известны легкие бетоны на основе цементного вяжущего, крупного и мелкого
заполнителя. В качестве заполнителя используются керамзит, термолит, аглопорит,
шлаковая пемза, гранулированный шлак, вспученный перлит, вермикулит и др. (Бурлаков Г.С.
Технология изделий из легкого бетона: Учеб. пособие для вузов по спец. "Пр-во строит,
изделий и конструкций". - М.: Высш. шк., 1986. - 296 с.: ил., Орентрихер Л.П. Бетоны на пористых
заполнителях в сборных железобетонных конструкциях. - М.: Высш. шк., 1983. - 144 с.: ил.).
Наиболее близким техническим решением является легкий бетон, патент РФ 2154619,
включающий, мас.%:
|
Цемент
|
25,4-30,9
|
|
Зола-уноса
|
6,2-13,1
|
|
Микросфера
|
35,3-41,1
|
|
Вода
|
Остальное
|
Однако данный легкий бетон обладает относительно невысокой прочностью и плотностью.
Сущность изобретения заключается в том, что легкий бетон, включающий цемент, полые
микросферы, воду, дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу -
опоку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
|
Цемент
|
24,9-29,3
|
|
Указанная опока
|
11,8-20,2
|
|
Указанные микросфера
|
29,8-35,1
|
|
Вода
|
Остальное
|
Введение опоки, осадочной породы биохимического генезиса вместо золы - уноса
позволяет повысить плотность и прочность при сохранении теплопроводности бетона.
Характеристики исходных материалов
1. Цемент.
Цемент М 500 по ГОСТ 10178 Новороссийского цементного завода.
2. Опока.
Опоки - легкие плотные тонкопористые кремнистые опал-кристобалитовые породы. Средняя
плотность их составляет 1200-1500 кг/м3, пористость достигает 50% (обычно 30-40%).
Опоки - это не чистые силициты, а многокомпонентные системы. Постоянной составляющей
их наряду с аморфным кремнеземом являются минералы слюд и гидрослюд, содержащиеся в
нормальных разностях до 10-15%. В качестве примеси могут присутствовать песчано-алевритовый
и карбонатный материал, частички которого обычно не превышают 0,01 мм. В связи с этим
выделяются различные литологические разности кремнистых пород - песчанистые,
карбонатные и смешанные. Разнообразие состава обуславливает широкий диапазон физико-технических
и технологических свойств. Усредненный химический состав опок приведен в таблице 1.
Россия располагает крупнейшей сырьевой базой кремнистых опал-кристобалитовых пород.
Наибольшим распространением среди которых пользуются опоки. На территории Росси опоки
широко встречаются в районах Поволжья и Дона, Западной Сибири, на юге России, в
центральных и западных областях Европейской части России, Ленинградской области,
Дальнем Востоке, Кольском полуострове, на Камчатке.
|
Таблица 1.
|
|
Усредненный химический состав опок
|
|
Порода
|
П.п.п.
|
SiO 2
|
Al2O 3
|
Fe2O 3+FeO
|
CaO
|
MgO
|
SO3 общ.
|
К2O
|
Na 2O
|
SiO2 раст-й в 5% KOH
|
|
Опоки
|
1,7-17,6
|
72,3-89,8
|
3,2-12,5
|
1,0-7,6
|
0,1-22,8
|
0,03-5,6
|
0,0-0,55
|
0,6-3,08
|
0,02-1,79
|
12,0-76,0
|
3. Заполнитель.
Микросфера - компонент золошлаковых смесей - отхода Новочеркасской ГРЭС, выделяемая
безреагентной флотацией из золошлаковых смесей ГРЭС. Представляет собой
мелкодисперсный неслеживающийся материал серого цвета. Форма гранул сферическая,
поверхность гладкая, блестящая. Химический и фазово-минеральный состав приведены в
табл.2 и 3
|
Плотность оболочки
|
2490 кг/м 3
|
|
Средняя плотность гранул
|
580 кг/м3
|
|
Плотность насыпная
|
380 кг/м 3
|
|
Диаметр
|
20-200 мкм
|
|
Толщина оболочки
|
5-15 мкм
|
Теплопроводность ( )
|
0,11-0,125 ВТ/(м·К)
|
|
Прочность на сжатие в цилиндре
|
1,8 МПа
|
|
Таблица 2
|
|
Химический состав микросферы.
|
|
SiO 2
|
Al2 О3
|
Fe 2О3
|
FeO
|
К2O
|
Na2O
|
CaO
|
MgO
|
TiO2
|
Р2O5
|
SO3
|
п.п.п
|
|
54,44
|
28,84
|
2,67
|
2,29
|
7,18
|
1,0
|
0,66
|
1,96
|
0,78
|
0,07
|
0,07
|
0,22
|
|
Таблица 3
|
|
Фазово-минеральный состав микросферы.
|
|
стекло
|
муллит
|
кварц
|
Показатель преломления стеклофазы
|
|
64
|
24
|
12
|
1,512
|
Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были изготовлены
стандартные образцы с различным соотношением вышеперечисленных компонентов.
Образцы изготовлялись следующим образом.
Предварительно смешивались компоненты в сухом состоянии (цемент, опока, микросфера) в
соответствующей пропорции из расчета на стандартный образец размерами 10×10×10 см,
перемешивание сухой смеси осуществлялось в течение 1 мин. Далее в смесь добавлялась
вода затворения и осуществлялось их совместное перемешивание в течение 2 мин. Затем
производились формовка и виброуплотнение смеси в форме с пригрузом (22 г/см 2) в
течение 1,5 мин. Выдержка смеси перед тепловой обработкой 4 ч. Тепловая обработка паром
производилась по режиму 3+6 (95°С)+3. Составы легкого бетона представлены в табл.4. Из
данных таблицы следует, что легкий "конструкционно-теплоизоляционный бетон
предлагаемого состава обладает более высокой прочностью и плотностью.
|
Таблица 4
|
|
Составы и свойства легкого конструкционно-теплоизоляционного бетона
|
|
№
|
Состав предлагаемый
|
Физико-механические характеристики
|
|
|
Цемент, %
|
Опока, %
|
Микросфера, %
|
Вода, %
|
Зола-уноса, %
|
Rсж, МПа
|
Плотность, кг/м3
|
Коэффициент теплопроводности (),
Вт/(м·К)
|
|
1
|
22,4
|
20,8
|
36,1
|
20,7
|
-
|
19,5
|
955
|
0,174
|
|
2
|
24,9
|
20,2
|
35,1
|
19,8
|
-
|
22,9
|
979
|
0,187
|
|
3
|
26,8
|
16,8
|
32,4
|
24,0
|
-
|
27,0
|
1020
|
0,190
|
|
4
|
29,3
|
11,8
|
29,8
|
29,1
|
-
|
23,7
|
1053
|
0,210
|
|
5
|
31,4
|
12,0
|
28,0
|
28,6
|
-
|
21,8
|
1110
|
0,270
|
|
Состав известный
|
|
1
|
25,4-30,9
|
-
|
35,3-41,1
|
20,4-27,6
|
6,2-13,1
|
16-17,1
|
842-876
|
0,180-0,210
|
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы, воду, отличающийся тем,
что он дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - опоку при
следующем соотношении компонентов, мас.%:
|
Цемент
|
24,9-29,3
|
|
Указанная опока
|
11,8-20,2
|
|
Указанные микросферы
|
29,8-35,1
|
|
Вода
|
Остальное
|
Версия для печати
Дата публикации 17.01.2007гг
вверх
|
