Патент на изобретение №2392253

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2392253 (13) C1
(51) МПК

C04B38/10 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.08.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2009121416/03, 04.06.2009

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

04.06.2009

(46) Опубликовано: 20.06.2010

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2306300 C1, 20.09.2007. RU 2306221 C2, 20.09.2007. RU 2305087 C1, 27.08.2007. RU 2256632 C1, 20.07.2005. DE 3930458 A1, 21.03.1991.

Адрес для переписки:

454080, г.Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ЮУрГУ, технический отдел

(72) Автор(ы):

Королев Александр Сергеевич (RU),
Хакимова Эльвира Шарифовна (RU),
Олюнин Павел Сергеевич (RU),
Волошин Евгений Александрович (RU),
Барташевич Екатерина Владимировна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Южно-Уральский государственный университет” (RU)

(54) СМЕСЬ ДЛЯ ПЕНОБЕТОНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат – повышение прочности при сжатии, морозостойкости пенобетона/уменьшение усадки пенобетона при твердении. Смесь для пенобетона содержит, мас.%: цемент 60-70; пенообразующая добавка – гидролизованная кровь 0,5-0,7; стабилизатор пены – железный купорос 0,02-0,04; добавка золя синтетического цеолита типа NaX и стабилизатора золя – NaOH 0,03-0,07; вода 29,19-39,45. 4 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве.

Известна смесь для пенобетона, повышающая прочность при сжатии и уменьшающая усадку пенобетона при твердении, которая содержит, мас.%: высокоалюминатный цемент с содержанием C3A – не менее 7% 54,43-58,31, песок с Мкр – не более 2,0 6,71-7,30, полуводный фосфогипс 4,60-4,70, карбонатосодержащий отход содового производства с содержанием CaCO3 – не менее 50%, значением pH 9-11 6,90-8,20, модифицированную пенообразующую добавку 0,18-0,27, воду 23,30-25,10 (патент RU 2305087, C04B 38/10, опубл. 13.02. 2006).

Недостатком данной смеси является то, что высокое содержание минерала C3A оказывает отрицательное влияние на формирование поризованной структуры цементного камня. При высоком содержании трехкальциевого минерала в составе цемента идет интенсивное разрушение пены. С этим связано ограничение по минералогическому составу цемента для пенобетонов в ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые».

Известны пенобетоны, разработанные ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ» (М.А.Михеенков), в которые для ускорения твердения и повышения марочной прочности пенобетона на основе портландцемента, целесообразно вводить силикат натрия. По данной разработке следует вводить силикат натрия совместно с пуццолановыми добавками, блокировать гипс перед введением силиката натрия или связывать в нем гидрооксид натрия перед введением в пенобетон (патент RU 2306221, C04B 38/10, опубл. 20.09.2007).

К недостатку данной разработки можно отнести обязательное введение дисперсного армирующего компонента (волокнистой добавки) для предотвращения трещинообразования, которое вызывается введением неорганической добавки диатомит+силикат натрия, а также введение пуццолановых добавок увеличивает водопотребность смеси.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой смеси для пенобетона является смесь для пенобетона, включающая цемент, известь, песок, золу от сжигания осадка сточных вод, пенообразующую добавку и воду. Смесь дополнительно содержит базальтовую фибру, полуводный гипс – CaSO4·0,5H2O, 20% раствор золя ортокремневой кислоты с pH 3,14,0. Соотношение компонентов смеси, мас.%: цемент 51,8856,52, известь 1,572,06, песок 9,8410,25, зола от сжигания осадка сточных вод 6,417,36, пенообразующая добавка 0,180,27, базальтовая фибра 0,150,17, полуводный гипс – CaSO4·0,5H2O 1,051,54, 20% раствор золя ортокремневой кислоты с pH 3,14,0 0,030,04, вода 24,2526,43. Технический результат смеси: повышение прочности при изгибе, повышение коэффициента звукопоглощения и уменьшение усадки пенобетона при твердении (патент RU, 2306300, C04B 38/10, опубл. 27.02.2006).

Недостатком данной разработки является достаточно узкий спектр улучшенных свойств пенобетона, а также нестабильность золя ортокремниевой кислоты во времени и склонность его к распаду. Кроме того, введение раствора золя ортокремневой кислоты способствует образованию плотного слоя на поверхности гидратирующих частиц портландцемента, что мешает нормальному протеканию процесса гидратации цемента.

В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в повышении прочности пенобетона при сжатии, повышении морозостойкости пенобетона, уменьшении усадки пенобетона при твердении.

Поставленная задача решается тем, что смесь для пенобетона, содержащая цемент, пенообразующую добавку, стабилизатор пены и воду, согласно изобретению дополнительно включает добавку золя синтетического цеолита типа NaX, стабилизатор золя едкий натр (NaOH), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 6070
Пенообразующая добавка – гидролизованная кровь 0,50,7
Стабилизатор пены – железный купорос 0,020,04
Добавка золя синтетического цеолита
типа NaX+стабилизатор золя – едкий натр (NaOH) 0,030,07
Вода 39,4529,19

Содержание в смеси для пенобетона добавки золя синтетического цеолита и его стабилизатора и их количественное соотношение позволяет получить указанный технический результат.

Добавка золя синтетического цеолита отличается содержанием в золе оксида алюминия в количестве 1045% и оксида натрия в количестве 2745% на прокаленное вещество от золя ортокремневой кислоты.

Гидроксид натрия (NaOH) стабилизирует золь синтетического цеолита, вместе с тем золь ортокремниевой кислоты нестабилен во времени и склонен к распаду.

Добавка золя синтетического цеолита обеспечивает образование пространственной структурной цеолитной оболочки на поверхности гидратирующих частиц портландцемента, которая обеспечивает за счет структурных ячеек протекание ионного обмена при гидратации в отличие от ортокремниевой кислоты, образующей плотный слой на цементных частицах. Введение добавки золя синтетического цеолита приводит к повышению степени гидратации, увеличению прочности пенобетона и уменьшению усадки пенобетона при твердении.

Приготовление смеси для пенобетона включает следующие технологические процессы:

1. Приготовление добавки золя синтетического цеолита.

1.1 Мокрое измельчение сырьевой смеси синтетического цеолита и раствора едкого натра в заданных соотношениях: синтетический цеолит – 3050%, едкий натр – 310%, H2O – остальное, стабилизация до обеспечения содержания Na2O – 1020%, H2O – 2030%.

2. Приготовление цементного раствора.

2.1 Добавку золя вводят с водой затворения.

2.1 В бетоносмесителе перемешивают отдозированный цемент (М400) с водой затворения.

3. Приготовление строительной пены с помощью пеногенератора.

4. В бетоносмеситель с приготовленным строительным раствором подают строительную пену насосом пеногенератора, перемешивают до однородной пенобетонной смеси.

5. Пенобетонную смесь заливают в формы требуемых образцов изделий.

Экспериментальные образцы твердели в нормальных условиях и основные физико-механические характеристики определялись в соответствии с требованиями ГОСТ 25485-89 (таблица 4).

Таблица 1.
Содержание компонентов в новой смеси для пенобетона, мас.%
состава Цемент Пенообразующая добавка Стабилизатор пены Вода Добавка стабилизированного золя синтетического цеолита
1 67,0 0,63 0,03 32,34 0
2 66,95 0,63 0,031 32,36 0,033
3 66,95 0,63 0,031 32,32 0,066

Таблица 2.
Содержание компонентов в смеси для пенобетона, мас.%. (патент 2306221)
состава Цемент Неорганическая добавка Волокнистая добавка Полимерный модификатор Вода Пенообразователь
Диатомит Силикат натрия М=2,0; =1,4 г/см3 Волокна полиакрилатные с длиной волокон 4-8 мм Полиакрилат натрия
4 50 18 2 1,0 1,0 27,56 0,44
5 60 9 1 1,0 1,0 27,56 0,44

Таблица 3.
Содержание компонентов в смеси для пенобетона (прототип), мас.%
состава Цемент Известь Песок Зола Гипс Базальтовая фибра 20% р-р золя ортокремневой кислоты, pH 3,55 Пенообразующая добавка Вода
6 56,52 1,57 9,84 6,41 1,05 0,15 0,03 0,18 24,25
7 54,2 1,815 10,05 6,88 1,29 0,16 0,035 0,23 25,34
8 51,81 2,06 10,25 7,36 1,54 0,17 0,04 0,27 26,43

Таблица 4.
Физико-механические свойства пенобетона
Прочность при сжатии, МПа Прочность при изгибе, МПа Усадка, мм/м Средняя плотность, кг/м3 Морозостойкость
1 1,2 1,44 520 F15
2 2,1 0,65 485 F25
3 2,2 0,55 490 F25
4 2,21 420
5 2,1 426
6 2,29 0,19 650
7 2,3 0,18 640
8 2,28 0,2 660

Анализ экспериментальных данных показал, что пенобетоны, содержащие добавку золя синтетического цеолита, имеют преимущества по характеристикам плотности, а следовательно, и по характеристикам теплопроводности перед прототипом, имеют низкое значение усадки при твердении и без введения мелкого заполнителя, а также эта смесь имеет меньшее количество компонентов, по сравнению с аналогом и прототипом, что делает технологию пенобетона на разработанной смеси более простой и экономически выгодной.

Формула изобретения

Смесь для пенобетона, включающая цемент, пенообразующую добавку, стабилизатор пены и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит добавку золя синтетического цеолита типа NaX и стабилизатора золя едкий натр – NaOH при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 60-70
Пенообразующая добавка – гидролизованная кровь 0,5-0,7
Стабилизатор пены – железный купорос 0,02-0,04
Добавка золя синтетического цеолита
типа NaX и стабилизатора золя – NaOH 0,03-0,07
Вода 29,19-39,45

Categories: BD_2392000-2392999