Патент на изобретение №2205162

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОБЕТОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕЛКОВОГО ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а также изделий и сооружений из монолитного железобетона, и может быть использовано при производстве конструктивных и тепло- и шумоизоляционных пенобетонов. Техническим результатом является уменьшение себестоимости бетонных работ строительства за счет уменьшения трудозатрат из-за ускорения процессов получения пенообразователя и пенобетона. В способе получения пенобетона, включающем получение из измельченного зернового сырья с добавлением гашеной извести белкового пенообразователя в виде пасты и выдерживание его в закрытой емкости с последующим разбавлением ее при перемешивании водой с получением раствора пенообразователя, смешение пенообразователя с цементным молоком и наполнителем, последующую заливку полученного жидкого пенобетона в форму и отвердение его, измельченное зерновое сырье перемешивают с послеспиртовой бардой или осветленной дрожжевой бражкой в присутствии дрожжей при соотношении измельченного зернового сырья и послеспиртовой барды или осветленной дрожжевой бражки 1:1-4 в течение 3-12 ч при температуре 20-40^oС с последующим смешиванием полученной суспензии с гашеной известью в соотношении измельченное зерновое сырье : гашеная известь от 2:1 до 6:1, выдерживание осуществляют в течение не менее 48 ч при температуре 15-30^oС, разбавление осуществляют в 2-20 раз, перед смешением с цементным молоком получают пену путем механического воздействия на границу раздела раствор пенообразователя – воздух с добавлением при этом комплексообразующих солей в количестве 0,001-0,005 кг на 1 дм³ раствора пенообразователя, а подачу пенообразователя, цементного молока и наполнителя на смешение осуществляют одновременно. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а также изделий и сооружений из монолитного железобетона, и может быть использовано при производстве конструктивных и тепло- и шумоизоляционных пенобетонов.

Известен способ приготовления белкового пенообразователя (RU, патент 2141930 С 04 В 38/10, 1999), согласно которому проводят гидролиз протеинсодержащего вещества с последующими фильтрацией и введением стабилизирующей добавки, причем процесс гидролиза проводят известью, а стабилизирующую добавку вводят непосредственно в фильтрат в виде раствора соли металла с последующим разбавлением водой до необходимой пенообразующей активности. В качестве протеинсодержащего вещества было предложено использовать мицелий, а в качестве стабилизирующей соли металла – сульфат железа (III). Кратность пены составляет 14, а устойчивость – 13 ч. Полученный пенообразователь обычным образом используют для получения пенобетона.

Недостатком известного способа следует признать недостаточные кратность и устойчивость пены.

Известен также способ получения пористого бетона (RU, патент 2097363 Е 04 В 1/04, 1997). Согласно известному способу в форму или опалубку помещают сырьевую смесь, содержащую портландцемент, мелкий наполнитель, едкий натр, водорастворимую пасту на основе алюминиевой пудры и спиртовой лютер (побочный продукт микробиологического производства этилового спирта).

Недостатком известного способа следует признать достаточно высокую себестоимость, обусловленную использованием алюминиевой пудры, а также недостаточную пористость получаемого пенобетона.

Наиболее близким аналогом можно признать способ получения пенобетона с использованием белкового пенообразователя (RU, патент 2127237 С 04 В 38/10, 1999). Согласно известному способу осуществляют получение из измельченного зернового сырья с добавлением гашеной извести белкового пенообразователя в виде пасты и выдерживание его в закрытой емкости с последующим разбавлением ее при перемешивании водой с получением раствора пенообразователя, смешение пенообразователя с цементным молоком и наполнителем с последующей заливкой полученного жидкого пенобетона в форму и отвердения его.

Недостатком известного способа следует признать длительность процесса получения пенообразователя, а также обусловленную этим увеличенную себестоимость строительства.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке способа получения белкового пенообразователя, применяемого в производстве пенобетона, и способа получения пенобетона с использованием полученного ранее пенообразователя, позволяющих удешевить и ускорить процесс создания бетонных конструкций.

Технический результат, получаемый в результате реализации настоящего изобретения, состоит в уменьшении себестоимости бетонных работ строительства за счет уменьшения трудозатрат из-за ускорения процессов получения пенообразователя и пенобетона.

Указанный технический результат достигается при использовании способа получения пенобетона с использованием белкового пенообразователя, включающего получение из измельченного зернового сырья с добавлением гашеной извести белкового пенообразователя в виде пасты и выдерживание его в закрытой емкости с последующим разбавлением ее при перемешивании водой с получением раствора пенообразователя, смешение пенообразователя с цементным молоком и наполнителем с последующей заливкой полученного жидкого пенобетона в форму и отвердения его, причем измельченное зерновое сырье перемешивают с послеспиртовой бардой или осветленной дрожжевой бражкой в присутствии дрожжей при соотношении измельченного зернового сырья и послеспиртовой барды или осветленной дрожжевой бражки 1:1-4 в течение 3-12 ч при 20-40^oС с последующим смешиванием полученной суспензии с гашеной известью в соотношении измельченное зерновое сырье : гашеная известь от 2:1 до 6:1, выдерживание полученного пастообразного пенообразователя осуществляют в закрытой емкости в течение не менее 48 ч при 15-30^oС, разбавление осуществляют в 2-20 раз, перед смешением с цементным молоком получают пену путем механического воздействия на границу раздела раствор пенообразователя – воздух с добавлением при этом комплексообразующих солей в количестве от 0,001 до 0,005 кг на 1 дм³ раствора пенообразователя, а подачу пенообразователя, цементного молока и наполнителя на смешение осуществляют одновременно.

Предпочтительно используют послеспиртовую барду, содержащую, мас.%:
Сухие вещества – 4,0-8,0
Редуцирующие вещества – 0,2-0,8
Сырой протеин – 1,0-3,0
или осветленную дрожжевую бражку, содержащую, мас.%:
Сухие вещества – 5,0-10,0
Редуцирующие вещества – 0,4-1,0
Сырой протеин – 1,0-3,0
Лигносульфонатные полимеры – 2,0-6,0
Обычно послеспиртовая барда и осветленная дрожжевая бражка дополнительно содержит соли железа, цинка, натрия, калия и магния.

Обычно в качестве наполнителя используют просеянный и отмытый песок в соотношении от 1: 3 до 1: 6 относительно используемого цемента, а также мелкий бут. Независимо от вида дрожжей их при нормальных условиях используют в количестве от 0,1 до 3,0 % от массы измельченного зернового сырья.

Указанный белковый пенообразователь может быть получен в стандартном оборудовании микробиологического производства. Для производства пенобетона может быть использовано стандартное оборудование производства ячеистых бетонов.

При получении белкового пенообразователя могут быть использованы любая культура дрожжей, способная использовать измельченные зернопродукты в качестве питательной среды. Выбор конкретной культуры дрожжей обусловлен солевым составом используемой воды, а также примесями в используемых твердых материалах.

В дальнейшем изобретение будет иллюстрировано следующими примерами реализации.

1. 20 кг тонко измельченного фуражного зерна загружают во вращающуюся бетономешалку, используемую в качестве смесителя. В процессе перемешивания измельченного зерна в бетономешалку добавляют послеспиртовую барду, соответствующую вышеуказанным требованиям, в количестве 80 и 0,2 кг прессованных дрожжей. Перемешивание смеси продолжали в течение 12 ч при 20^oС. К смеси при перемешивании добавили 10 кг гашеной извести. Полученную смесь поместили в плотно закрываемую емкость и выдержали при плотно закрытой крышке в течение 48 ч. Полученный пенообразователь развели водой в два раза. В дозирующую емкость пеногенератора заливают полученный раствор пенообразователя и комплексообразующих солей из расчета 0,005 кг на 1 дм³ пенообразователя. Полученную пену подают одновременно с цементным раствором и наполнителем в шнековый смеситель. Полученный товарный пенобетон заливают в формы и отверждают при 20^oС. Плотность полученного пенобетона составляет 700 кг/м³ при прочности на сжатие 42 кг/см².

2. 30 кг некондиционной муки загружают в смеситель, выполненный с возможностью смешения твердой и жидкой фаз. При перемешивании в смеситель вводят 30 кг спиртовой барды с содержанием сухих веществ 4 мас.% и 0,15 кг прессованных дрожжей. Перемешивание продолжали в течение 3 ч при 30^oС. К смеси добавили при постоянном перемешивании 5 кг гашеной извести. Полученную пасту перегрузили в плотно закрываемую емкость и выдержали при 20^oС в течение 72 ч. Полученный пенообразователь развели водой в 20 раз и загрузили вместе с раствором комплексообразующих солей в количестве 0,001 кг на 1 дм³ раствора пенообразователя в дозирующую емкость пеногенератора. Пену из пеногенератора подают в шнековый смеситель одновременно с цементным молоком и наполнителем пенобетона, при этом соотношение цемента и песка составляет 3:1. Полученный товарный пенобетон залили в опалубку с последующим отвердением. Плотность полученного пенобетона составляет 950 кг/м³ при прочности на сжатие 50 кг/см.

3. 40 кг некондиционных отрубей загружают в смеситель, выполненный с возможностью смешения твердой и жидкой фаз. При перемешивании в смеситель вводят 60 кг спиртовой барды с содержанием сухих веществ 8 мас.% с и 0,1 кг прессованных дрожжей. Перемешивание продолжали в течение 4 ч при 20^oС. К смеси добавили при постоянном перемешивании 20 кг гашеной извести. Полученную пасту перегрузили в плотно закрываемую емкость и выдержали при 20^oС в течение 96 ч. Полученный пенообразователь развели водой в 5 раз и загрузили вместе с раствором комплексообразующих солей в количестве 0,004 кг на 1 дм³ раствора пенообразователя в дозирующую емкость пеногенератора. Пену из пеногенератора подают в шнековый смеситель одновременно с цементным молоком и наполнителем пенобетона, при этом соотношение цемента и песка составляет 1: 1. Полученный товарный пенобетон залили в опалубку с последующим отвердением. Плотность полученного пенобетона составляет 620 кг/м³ при прочности на сжатие 36 кг/см.

4. 50 кг низкосортной муки загружают в смеситель, выполненный с возможностью смешения твердой и жидкой фаз. При перемешивании в смеситель вводят 50 кг осветленной методом фильтрации дрожжевой бражки с содержанием лигносульфонатных полимеров в количестве 5 мас.% и 0,15 кг прессованных дрожжей. Перемешивание продолжали в течение 3,5 ч при 28^oС. К смеси добавили при постоянном перемешивании 5 кг гашеной извести. Полученную пасту перегрузили в плотно закрываемую емкость и выдержали при 20^oС в течение 80 ч. Полученный пенообразователь развели водой в 20 раз и загрузили вместе с раствором комплексообразующих солей в количестве 0,001 кг на 1 дм³ раствора пенообразователя в дозирующую емкость пеногенератора. Пену из пеногенератора подают в шнековый смеситель одновременно с цементным молоком и наполнителем пенобетона, при этом соотношение цемента и песка составляет 3:1. Полученный товарный пенобетон залили в опалубку с последующим отвердением. Плотность полученного пенобетона составляет 1050 кг/м при прочности на сжатие 62 кг/см².

Использование предлагаемого способа при реализации всей совокупности признаков, введенной в независимый пункт формулы изобретения, позволяет получить вышеуказанный технический результат – уменьшить себестоимость бетонных работ на 7,9%.

Формула изобретения

1. Способ получения пенобетона с использованием белкового пенообразователя, включающий получение из измельченного зернового сырья с добавлением гашеной извести белкового пенообразователя в виде пасты и выдерживание его в закрытой емкости с последующим разбавлением ее при перемешивании водой с получением раствора пенообразователя, смешение пенообразователя с цементным молоком и наполнителем с последующей заливкой полученного жидкого пенобетона в форму и отверждения его, отличающийся тем, что измельченное зерновое сырье перемешивают с послеспиртовой бардой или осветленной дрожжевой бражкой в присутствии дрожжей при соотношении измельченного зернового сырья и послеспиртовой барды или осветленной дрожжевой бражки 1: 1-4 в течение 3-12 ч при 20-40^oC с последующим смешиванием полученной суспензии с гашеной известью в соотношении измельченное зерновое сырье: гашеная известь от 2: 1 до 6: 1, выдерживание полученного пастообразного пенообразователя в закрытой емкости осуществляют в течение не менее 48 ч при 15-30^oC, разбавление осуществляют в 2-20 раз, перед смешением с цементным молоком получают пену путем механического воздействия на границу раздела раствор пенообразователя – воздух с добавлением при этом комплексообразующих солей в количестве от 0,001 до 0,005 кг на 1 дм³ раствора пенообразователя, а подачу пенообразователя, цементного молока и наполнителя на смешение осуществляют одновременно.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют послеспиртовую барду, содержащую, мас. %:
Сухие вещества – 4,0 – 8,0
Редуцирующие вещества – 0,2 – 0,8
Сырой протеин – 1,0 – 3,0
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что послеспиртовая барда дополнительно содержит соли железа, цинка, натрия, калия и магния.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют осветленную дрожжевую бражку, содержащую, мас. %:
Сухие вещества – 5,0 – 10,0
Редуцирующие вещества – 0,4 – 1,0
Сырой протеин – 1,0 – 3,0
Лигносульфонатные полимеры – 2,0 – 6,0
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что осветленная дрожжевая бражка дополнительно содержит соли железа, цинка, натрия, калия и магния.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют просеянный и отмытый песок в соотношении от 1: 3 до 1: 6 относительно используемого цемента.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют дрожжи в количестве 0,1 – 3,0 мас. % от массы измельченного зернового сырья.