СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОБЕТОНА
RAW MIXTURE FOR MAKING FOAMED CONCRETE

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве пенобетонов, содержащих волокнистые наполнители.
В настоящее время в качестве заполнителей для производства ячеистых бетонов используется, в основном, кварцевый песок, что не всегда обеспечивает получение материала заданной плотности и прочности при допустимых расходах цемента, и их применение, как правило, предусматривает необходимость дополнительного помола [1, 2].
Наиболее близким является сырьевая смесь для приготовления ячеистого бетона, содержащая, мас. %: цемент 16,1-34,9; туфовый песок с содержанием фракций, мас. %: менее 0,63 мм 70-85, 0,63-1,25 мм 15-30 32,2-34,9; клееканифольный пенообразователь 1,25-1,32; синтетическое волокно капроновое 0,9; негашеная известь 0-16,1; строительный гипс 0-0,9; вода - остальное [3].
Недостатками этих составов являются отсутствие достаточной сырьевой базы отходов пиления вулканического туфа, относительно низкая прочность на растяжение и изгиб пенобетона.
Одним из материалов, являющихся эффективной заменой туфового песка и других кремнеземистых компонентов может быть вулканический пепел. Использование для ячеистых бетонов вулканического пепла позволит восполнить имеющийся огромный дефицит заполнителей для легких бетонов и снизить себестоимость. Пылевидные фракции вулканического пепла имеют хорошее сцепление с цементным камнем, гидравлическую активность, что может обеспечить снижение стоимости сырьевой смеси и повышение прочности пенобетона.
Задачей изобретения является расширение сырьевой базы, повышение прочности и снижение стоимости пенобетона.
Предлагаемая сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона содержит портландцемент, негашеную известь, строительный гипс, вулканический пепел, базальтовые волокна, воду и в качестве порообразователя - пенообразователь ПБ-2000.
В экспериментах были использованы вяжущие: портландцемент ПЦ400-ДО производства АО «Белгородский цемент», гипсовое вяжущее Усть-Джегутинского гипсового комбината марки Г-5 БII, порошкообразная негашеная известь кальциевая производства АО «Известняк», г. Усть-Джегута. В качестве активной минеральной добавки и заполнителя пенобетона применялся вулканический пепел Заюковского месторождения с максимальной крупностью зерен 1,25 мм. Использовался пенообразователь ПБ-2000 производства ПАО «Ивхимпром». Для дисперсного армирования пенобетона применялось базальтовое волокно производства ПАО «Ивотстекло» марки РНБ-9-1200-4с, соотношение длины волокон к диаметру на основе предварительных экспериментов принималось , длина волокна составляла 13 мм.
Химический состав вулканического пепла представлен в таблице 1.
Изготовление ячеистобетонных образцов из сырьевой смеси включает следующие операции: приготовление ячеистобетонной смеси, формование и тепловлажностную обработку.
Приготовление смеси осуществляют в смесителе периодического действия. По обычной (традиционной) технологии первоначально перемешивают цемент, известь, гипс и вулканический пепел с водой до получения однородной массы, затем добавляют базальтовые волокна и пену, после чего перемешивание всех компонентов продолжают до получения смеси заданной плотности.
Образцы размером 4×4×16 см формуют литьевым способом.
Тепловую обработку образцов осуществляют после предварительной выдержки в течение 16 ч при t=20±2°С в пропарочной камере при t=80°С по режиму 2+6 + естественное остывание.
Перед испытаниями образцы высушивают до постоянной массы при t=105°С в сушильном шкафу.
Составы исходных сырьевых смесей пенобетона согласно изобретению и их основные физико-механические свойства приведены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что разработанный состав на вулканическом пепле имеет большую прочность на изгиб и сжатие по сравнению с пенобетоном на туфовом песке. Использование негашеной извести и гипса в качестве возбудителя скрытой гидравлической активности пепла позволяет уменьшить расход цемента в 2 раза без снижения прочности пенобетона и имеет повышенные прочностные показатели по сравнению с пенобетоном на туфовом песке. Это объясняется большей дисперсностью и гидравлической активностью пепла. Вместе с тем применение добавок приводит к снижению коэффициента размягчения пенобетона с 0,84 до 0,51. Использование армирующего базальтового волокна в пенобетоне повышает прочность на растяжение при изгибе исходной матрицы в 4,6 раза, а по сравнению пенобетоном, армированными капроновыми волокнами, в 1,51 раза.
Технический результат - введение базальтовых волокон повышает предел прочности при изгибе пенобетона по сравнению с прототипом в 1,51 раза, а по сравнению с исходной матрицей в 4,6 раза. Это позволит изготавливать пенобетонные изделия больших размеров.
Источники информации
1. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Устенко А.А. Технология теплоизоляционных материалов. М.: Стройиздат, 1980. - 399 с.
2. Пухаренко Ю.В., Суворов И.О. Патент РФ №2592907. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона // Бюлл. №21. 2016.
3. Хежев Т.А., Пухаренко Ю.В., Хашукаев М.Н. Патент РФ №2339600. Сырьевая смесь и способ изготовления изделий из пенобетона // Бюлл. №33.2008.