СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОБЕТОНА

Изобретения относятся к производству пенобетонов неавтоклавного твердения и могут быть использованы для приготовления строительных материалов. Техническим результатом является расширение сырьевой базы, снижение себестоимости материала. Сырьевая смесь для приготовления пенобетона, включающая кремнеземистый компонент, портландцемент, пенообразователь и воду, содержит в качестве кремнеземистого компонента золу-унос, в качестве пенообразователя - моющее средство “Тайга”, стабилизированное жидким стеклом на основе микрокремнезема, и дополнительно воздухововлекающую добавку - моющее средство “Тайга” и добавки - микрокремнезем с удельной поверхностью более 250000 см2/г и содержанием аморфного SiO2 90 - 95 % и гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола-унос 35,6 - 36,5, портландцемент 10,3 - 11,84, указанный микрокремнезем 3,32 - 3,4, гипс 1,8 - 1,82, моющее средство “Тайга” 0,06 - 0,07, указанный пенообразователь 2,12 - 2,37, вода 45,0 - 45,8. В способе приготовления пенобетона, включающем приготовление указанной сырьевой смеси, формование, тепловлажностную обработку материала, при приготовлении указанной сырьевой смеси применяют двухстадийную поризацию: на первой стадии сухие компоненты затворяют водным раствором воздухововлекающей добавки - моющим средством “Тайга” и перемешивают в быстроходном смесителе 2 - 3 мин, на второй стадии - пену, полученную методом барботирования, перемешивают с поризованной минеральной суспензией. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Предлагаемое изобретение относится к производству пенобетонов неавтоклавного твердения и может быть использовано для приготовления строительных материалов.

Известна сырьевая смесь, включающая, мас.%: цемент - 70,7; песок - 11; вода - 18; пенообразующая добавка “Пинстром” - 0,3 [1].

Недостатком указанной смеси является необходимость дорогостоящего сырья.

Технический результат - расширение сырьевой базы, снижение себестоимости материала. 

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления пенобетона, включающая кремнеземистый компонент, портландцемент, пенообразователь и воду, содержит в качестве кремнеземистого компонента золу-унос, в качестве пенообразователя - моющее средство “Тайга”, стабилизированное жидким стеклом на основе микрокремнезема, и дополнительно воздухововлекающую добавку - моющее средство “Тайга” и добавки микрокремнезем с удельной поверхностью более 250000 см2/г и содержанием аморфного SiO2 90-95% и гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

зола-унос 35,6-36,5

портландцемент 10,3-11,84 

указанный микрокремнезем 3,32-3,4

гипс 1,8-1,82

моющее средство “Тайга” 0,06-0,07

указанный пенообразователь 2,12-2,37

вода 45,0-45,8

Для приготовления пенообразователя методом барботирования в мешалку вводится вода и моющее средство “Тайга”, перемешивается в течение 3-4 мин, затем вводится жидкое стекло и после перемешивания пенообразователь готов. Жидкое стекло используется в качестве стабилизатора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

моющее средство “Тайга” 9,9-10,3

жидкое стекло 1,01-1,03

вода 88,67-89,1.

Пена, полученная методом барботирования, имеет следующие характеристики: 

стабильность пены 30 мин;

кратность 28

Жидкое стекло (ЖСТ) с модулем 3 и плотностью 1,28 г/см3 было получено по технологии согласно патенту РФ №2056353, МКИ С 04 В 28/04. БИ №8, 1996 г., по упрощенной, экономически выгодной схеме - прямым растворением микрокремнезема в щелочных растворах в один этап при атмосферном давлении и температуре до 100°С в течение 40-120 мин.

Зола-унос от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна (Ирша-Бородинское, Назаровское, Березовское месторождения) являются высококальциевыми и содержат, мас.%: SiO2 - 21...55; Аl2О3 - 4...11; Fе2О3 - 6...16; CaO - 20...46; MgO - 3...6; K2O - 0,2...1,5; Nа2О - 0,2...0,6; SO 3 - 0,9...9; СаОсв - 3...13; горючих примесей - не более 2...2,5.

Портландцемент М400 Ачинского цементного завода.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом, характеризующимся малым размером частиц (0,1...3 мк) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (более 250 тыс. см2/г). Микрокремнезем осаждается в электрофильтрах системы газоочистки плавильных печей производства кристаллического кремния. Химический состав микрокремнезема (в мас.%): SiO2 - 90...95; Al2O3 - до 0,8; Fе2О3 - до 0,8; CaO - до 1,6; MgO - до 1,2; SiC - до 5; Собщ - до 9; К - до 0,25; Na - до 0,06; п.п.п. - до 20.

Моющее средство “Тайга” является побочным продуктом сульфатной обработки древесины, производимой “Братсккомплексхолдингом” г. Братска [ТУ 13-4302007-032-92].

Моющее средство получают путем переработки и очистки сырого сульфатного мыла - промежуточного продукта сульфатно-целлюлозного производства.

Химический состав моющего средства “Тайга”, мас.%:

кислоты жирные талловые (ТУ 13-7308058-15-90) - 98,6

формалин (ГОСТ-1625-89) - 0,2

натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или метилцеллюлозы

(ТУ 6-01-20-44-90) - 0,5

отдушка для мыла и моющих средств (ТУ 10-04-16-3187) - 0,7

Гипс строительный изготовлен ОАО “Гипсобетон”, имеет следующие технические характеристики: начало схватывания - не ранее 6 минут, конец схватывания - не позднее 30 минут.

Введение микрокремнезема позволяет повысить прочностные характеристики материала.

Гипс вводится для регулирования сроков схватывания. Наиболее близок к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту способ [1], включающий приготовление смеси, формование, тепловлажностную обработку материала.

Недостатком указанного способа являются повышенная расслаиваемость и плохая водоудерживающая способность.

Способ приготовления пенобетона из вышеназванной сырьевой смеси включает приготовление сырьевой смеси, формование, тепловлажностную обработку (ТВО) материала, при этом поризация материала происходит в две стадии: на первой стадии сухие компоненты затворяют водным раствором воздухововлекающей добавки - моющим средством “Тайга” и перемешивают в быстроходном смесителе 2-3 мин, на второй стадии пену, полученную методом барботирования, перемешивают с поризованной минеральной суспензией. 

Пример

Приготовление материала осуществляется следующим образом. Золу-унос, портландцемент, гипс и микрокремнезем затворяют водным раствором моющего средства “Тайга” и перемешивают в быстроходном смесителе в течение 2-3 мин. После этого в бетоносмесителе полученная методом барботирования пена перемешивается с поризованной минеральной суспензией. Полученную смесь укладывают в формы (формование). После предварительной выдержки 8-10 ч изделия подвергают тепловлажностной обработке по режиму 2+8+4 ч. Температура изотермической выдержки 80-90°С.

Состав сырьевых смесей и физико-технические показатели готовых изделий представлены в табл. 1 и 2.

Таблица 1 
Компоненты Количество, мас.% Прототип 
1 2 3 
Зола-унос 35,6 36 36,5 - 
Портландцемент 11,84 11,1 10,3 70,7 
Микрокремнезем 3,32 3,36 3,40 - 
Гипс 1,8 1,81 1,82 - 
Моющее средство “Тайга” 0,07 0,065 0,06 - 
Пенообразователь МС “Тайга” + ЖСТ 2,37 2,25 2,12 - 
Пенообразователь “Пинстром” - - - 0,3 
Песок - - - 11 
Вода 45 45,415 45,8 18 
Таблица 2 
Состав Средняя плотность, кг/м3 Прочность при сжатии после ТВО, МПа Коэффициент конструктивного качества *103 
Прототип 600 2,35 3,9 
1 595 2,69 4,52 
2 600 2,7 4,5 
3 590 2,69 4,56 
Примечание: коэффициент конструктивного качества рассчитан как соотношение прочности (МПа) к средней плотности (кг/м3). 


Источник информации

1. Инженерно-химические проблемы пеноматериалов третьего тысячелетия. Сб. научных трудов. Под ред. д-ра техн. наук, профессора Л.Б. Сватовской. С-Пб. - 1999, 115 с.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Сырьевая смесь для приготовления пенобетона, включающая кремнеземистый компонент, портландцемент, пенообразователь и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве кремнеземистого компонента золу-унос, в качестве пенообразователя - моющее средство “Тайга”, стабилизированное жидким стеклом на основе микрокремнезема, и дополнительно воздухововлекающую добавку - моющее средство “Тайга” и добавки - микрокремнезем с удельной поверхностью более 250000 см2/г и содержанием аморфного SiO2 90 - 95 % и гипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 

Зола-унос 35,6 - 36,5

Портландцемент 10,3 - 11,84 

Указанный микрокремнезем 3,32 - 3,4

Гипс 1,8 - 1,82 

Моющее средство “Тайга” 0,06 - 0,07

Указанный пенообразователь 2,12 - 2,37

Вода 45,0 - 45,8

2. Способ приготовления пенобетона, включающий приготовление сырьевой смеси, формование, тепловлажностную обработку материала, отличающийся тем, что при приготовлении сырьевой смеси по п. 1 применяют двухстадийную поризацию: на первой стадии сухие компоненты затворяют водным раствором воздухововлекающей добавки - моющим средством “Тайга” и перемешивают в быстроходном смесителе 2 - 3 мин, на второй стадии - пену, полученную методом барботирования, перемешивают с поризованной минеральной суспензией.