Патент на изобретение №2320604

(54) ТЕПЛОРАССЕИВАЮЩИЙ БЕТОН

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении электрообогреваемых панелей для молодняка животных в сельском хозяйстве, устройстве «теплых» полов, для отведения тепла в строительных сооружениях, а также во всех конструкциях, в которых используется рассеивание тепла керамическими или бетонными элементами. Теплорассеивающий бетон включает напрягающий цемент НПЦ-20, волокна металлической меди или их смесь с кварцевым песком, воду с введенными в нее модификаторами при следующем соотношении компонентов, мас.%: волокна металлической меди или их смесь с кварцевым песком – 59, напрягающий цемент НПЦ-20 – 29,5, вода с введенными в нее модификаторами – 11,5. Технический результат – повышение коэффициента теплопроводности бетона и его способности к рассеиванию тепла с одновременным повышением прочности и трещиностойкости.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении электрообогреваемых панелей для молодняка животных в сельском хозяйстве, устройстве «теплых» полов, для отведения тепла в строительных сооружениях, а также во всех конструкциях, в которых используется рассеивание тепла керамическими или бетонными элементами.

Уровень техники

Отсутствуют изобретения того же назначения

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению коэффициента теплопроводности бетона и его способности к рассеиванию тепла с одновременным повышением прочности и трещиностойкости.

Технический результат достигается с помощью добавления в бетон медных волокон (фибры), при этом основу бетона составляет напрягающий цемент, наполнитель – кварцевый песок, остальное – вода с добавлением различных модификаторов (например, пластификаторов и/или эластификаторов) в зависимости от области применения бетона.

Теплорассеивающий бетон состоит из:

– волокон металлической меди или их смеси с промытым кварцевым песком в суммарном количестве 59 мас.%, при этом количество медных волокон может варьировать для достижения желаемого коэффициента теплопроводности, то есть эта величина может колебаться от количеств, близких к следовым, до полной замены песка медными волокнами, в зависимости от технической необходимости. При необходимости в смесь песка и медных волокон могут вводиться огнеупорные добавки и минеральные модификаторы при не меняющемся суммарном количестве этой смеси;

– напрягающего цемента марки НПЦ – 20 в количестве 29,5 мас.%;

– воды с пластификаторами и/или эластификаторами (в зависимости от условий эксплуатации бетона) в суммарном количестве 11,5 мас.%.

Используемое количество пластификатора и/или эластификатора – согласно инструкции к конкретному модификатору.

Величина мас.% отражает рекомендуемое соотношение цемента к песку – 1:2 и рекомендуемое количество воды для напрягающего цемента (1,2-1,4 л на 10 кг смеси “песок-цемент”).

Напрягающий цемент марки НПЦ-20 может заменяться напрягающим цементом марки НПЦ-10 или портландцементом марки не меньше М-500, однако при этом должно учитываться снижение прочностных характеристик бетона.

Для проверки заявленного технического результата были сделаны две партии бетона в упомянутом выше составе. В качестве пластификатора использовался “суперпластификатор С3” в количестве, рекомендованном его производителем. Партия №1 содержала 4 мас.% медных волокон и показала теплопроводность 0,915 Вт/(м°С). Партия №2 содержала 8 мас.% медных волокон и показала теплопроводность 1,075 Вт/(м°С). Обычная цементно-песчаная стяжка согласно СНиП II-3-79 имеет теплопроводность 0,58 Вт/(м°С).

Осуществление изобретения

Предварительно проводят смешивание сухих компонентов композиции, и после достижения однородности сухой смеси добавляют воду с введенными в нее жидкими модификаторами.

При этом для предотвращения образования так называемых ежей и равномерного распределения волокон меди в массе бетона, вместо стандартного бетоносмесителя может быть применена двухвальная мешалка принудительного действия от асфальтосмесителя ДС – 117. При небольших порциях используемого бетона производят ручное замешивание раствора.

Отверждение бетона проводится под слоем влагоудерживающего материала и/или при постоянном поливе в течение 7 суток (СНиП 3.04.01 – 87).

Предлагаемое изобретение по сравнению с другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

– возможность достижения значительно более высокого коэффициента теплопроводности, а соответственно и более высокого уровня рассеивания тепла по сравнению с любым из известных бетонов, позволяет: 1) во многих случаях отказаться от использования стальной сетки в качестве теплорассеивающего экрана, 2) достигать большей однородности теплового поля, 3) более оперативно корректировать температуру систем типа “теплый” пол, 4) быстрее разогревать системы типа “теплый” пол при старте;

– высокие прочностные характеристики в сочетании с высоким коэффициентом теплопроводности позволяют, при сохранении однородности температурного поля и прочности конструкций типа «теплый» пол, делать бетонную стяжку значительно более тонкой по сравнению с известными техническими решениями.

Формула изобретения

Теплорассеивающий бетон, включающий напрягающий цемент НПЦ-20, волокна металлической меди или их смесь с кварцевым песком, воду с введенными в нее модификаторами при следующем соотношении компонентов, мас.%: