СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО БЕТОНА
CRUDE MIXTURE FOR MAKING LIGHT CONCRETE

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве плит и панелей, используемых главным образом в качестве стенового материала и других изделий.
Известны сырьевые смеси, применяемые при изготовлении различных теплоизоляционных изделий строительного назначения, используемых главным образом в качестве стенового материала (см., например: Крупнопористый бетон / Ицкович. М.: Стройиздат, 1974, 122 с.).
Однако получаемые бетонные изделия на основе известных сырьевых смесей обладают недостаточно высокими прочностными характеристиками при сравнимой средней плотности, а также обладают достаточно высокой теплопроводностью и проницаемостью.
Из существующего уровня техники известна сырьевая смесь для изготовления легкого бетона, включающая, мас.%: вяжущее - портландцемент 46-48, зола-унос ТЭЦ 16-18, пористый заполнитель - гранулированное стекло фракций 5-40 мм 18-20, химическая добавка - жидкое натриевое стекло 1,38-1,44, раствор пенообразователя «Белпор-lом» 0,78, вода жидкость затворения - остальное (см. патент RU №2255920, 10.07.2005).
Недостатком известного состава сырьевой смеси является высокий расход цемента, что повышает стоимость получаемого бетона. Кроме того, такой материал имеет недостаточно высокую биологическую стойкость.
Технический результат заключается в получении долговечного строительного материала с хорошими теплоизоляционными свойствами, устойчивого по отношению к воздействию мицелиальных грибов.
Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления легкого бетона, включающая вяжущее, водный раствор пенообразователя «Белпор-1ом», пористый заполнитель и жидкость затворения, в качестве вяжущего содержит тонкоизмельченное стекло, тонкоизмельченный диатомит и полуводный сульфат кальция, в качестве пористого заполнителя - термолитовый гравий, а в качестве жидкости затворения - 10% водный раствор едкого натра, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тонкоизмельченное стекло
30-32
Тонкоизмельченный диатомит
16-18
Полуводный сульфат кальция
2-3
Термолитовый гравий
30-34
Водный раствор пенообразователя «Белпор-lом»
0,7-0,9
10% водный раствор едкого натра
Остальное
Процесс получения смеси характеризуется раздельным приготовлением композиции на основе молотых компонентов на основе тонкоизмельченного боя стекла, тонкоизмельченного диатомита, полуводного сульфата кальция и 10% водного раствора едкого натра, отдельным приготовлением и введением 6% водного раствора пенообразователя «Белпор-lом» в сырьевую смесь, введением пористого заполнителя (термолитового гравия), а также непрерывным процессом перемешивания до полного обволакивания водной дисперсией минерального вяжущего поверхности пористого заполнителя.
В сырьевой смеси вяжущего содержится ровно столько, сколько необходимо для обволакивания зерен диатомита, имеющих открытую пористость. При этом вяжущее не впитывается в поры из-за оптимальной вязкости. В процессе пенообразования межзерновое пространство в сырьевой смеси заполняется вспененной композицией.
Для осуществления изобретения используют следующие компоненты.
2
2
2
2
3
2
3
2
В качестве тонкоизмельченного стекла - бой различных видов стекол (лампового, тарного, листового), химический состав которого колеблется в следующих пределах, %: SiO 72,9-68,5; NaO 16,7-11,9; KO 3,8-1,2; CaO 6,0-5,0; BaO 5,5-2,2; MgO 3,8-3,2; FeO 0,12-0,1; AlO 1,5-1,0. Тонкость помола используемого стекла характеризуется удельной поверхностью 4000-4500 см/г.
2
Тонкоизмельченный диатомит Атемарского месторождения Республики Мордовия. Тонкость помола используемого диатомита характеризуется удельной поверхностью 3500-4000 см/г.
Полуводный сульфат кальция, соответствующий ГОСТ 125-79.
Едкий натр (ГОСТ 2263-71).
3
Термолитовый гравий с насыпной плотностью 400-450 кг/м, фракции 10-20 мм (ГОСТ 9757-90).
Пенообразователь «Белпор-1ом» - ТУ 0258-001-03899386-99.
Бетонную смесь готовят путем перемешивания в лабораторном растворосмесителе вместимостью 15 л. Последовательность загрузки работающего смесителя составляющими материалами была принята следующая: сначала поочередно вводят тонкоизмельченные отходы стекла и тонкоизмельченный диатомит, полуводный сульфат кальция, 10% водный раствор едкого натра, затем вводят техническую предварительно приготовленную пену с последующим перемешиванием и получением однородной смеси. Далее в приготовленную пенобетонную смесь постепенно вводят пористый заполнитель в виде термолитового гравия при непрерывном перемешивании смеси до полного и равномерного распределения и обволакивания гранул заполнителя в пенобетонной смеси.
Полученную бетонную массу укладывают в металлические формы с размером ячеек 10×10×10 см, 12 часов выдерживают до набора распалубочной прочности. Отформованные изделия выдерживают одни сутки в формах при нормальных температурно-влажностных условиях. Затем их отверждают вне форм в условиях термовлажностной обработки при температуре 90°C по режиму 2+6+2 (соответственно время подъема температуры до максимальной, время выдерживания при максимальной температуре и время сброса температуры от максимальной величины до нормальной). Пропаренные изделия высушивают до постоянной массы, после чего определяют их физико-механические свойства.
Составы сырьевых смесей приведены в таблице 1.
Физико-механические свойства крупнопористых бетонов на основе вышеприведенных сырьевых смесей приведены в таблице 2.
Испытания образцов проводились в соответствии с требованиями ГОСТов и методов испытаний строительных материалов.
Проведенные испытания показали, что применение поризованного вяжущего на основе боя стекла, введение в пенобетонную смесь пористого заполнителя - термолитового гравия позволяет повысить устойчивость материала в условиях воздействия микроскопических организмов. К тому же из-за того, что межзерновое пространство между заполнителями заполняется вспененной композицией, исключается продуваемость изделий, что очень важно для стеновых материалов.
Использование в бетонной смеси менее энергоемких технологий и более дешевых компонентов местного диатомита и термолитового гравия на его основе и отходов (вяжущее, получаемое из боя стекла, и пенообразователь, получаемый из отходов КРС и птицефабрик) существенно влияет на стоимость изделий и экологическую обстановку.
Таблица 1
СОСТАВ
Содержание компонентов, мас.%.
Прототип
1
2
3
4
5
Тонкоизмельченное стекло
30
30,5
31
31,5
32
-
Тонкоизмельченный диатомит
16
16,5
17
17,5
18
-
Полуводный сульфат кальция
2
2,25
2,5
2,75
3
-
Термолитовый гравий
30
31
32
33
34
-
6% водный раствор пенообразователя «Белпор-lом»
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,78
Водный раствор едкого натра 10% концентрации
21,3
19
16,7
14,4
12,1
-
Портландцемент
-
-
-
-
-
47
Зола-унос ТЭЦ
-
-
-
-
-
17
Гранулированное пеностекло
-
-
-
-
-
20
Жидкое натриевое стекло
-
-
-
-
-
1,4
Вода
-
-
-
-
-
13,82
Примечание: для приготовления составов был использован бой лампового стекла. Удельная поверхность порошков стекла и диатомита составляет 4000 см<sup>2</sup>/г.
Таблица 2
Физико-механические свойства
Показатели составов
1
2
3
4
5
прототип
Средняя плотность, кг/м<sup>3</sup>
800
750
780
800
850
650
Предел прочности при сжатии, МПа
2,0
2,5
3,0
2,5
2,0
2,0
Коэффициент теплопроводности Вт/м·°C
0,17
0,15
0,16
0,17
0,19
0,12
Степень роста грибов при испытании по методу 3 при выдерживании в течение 90 сут, баллы
0
0
0
0
0
3