СМЕСЬ ДЛЯ ПЕНОБЕТОНА
MIXTURE FOR AERATED CONCRETE

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве.
3
кр
3
Известна смесь для пенобетона, повышающая прочность при сжатии и уменьшающая усадку пенобетона при твердении, которая содержит, мас.%: высокоалюминатный цемент с содержанием CA - не менее 7% 54,43-58,31, песок с М - не более 2,0 6,71-7,30, полуводный фосфогипс 4,60-4,70, карбонатосодержащий отход содового производства с содержанием CaCO - 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).
3
Недостатком данной смеси является то, что высокое содержание минерала CA 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.
4
2
4
2
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 - CaSO·0,5HO, 20% раствор золя ортокремневой кислоты с pH 3,1…4,0. Соотношение компонентов смеси, мас.%: цемент 51,88…56,52, известь 1,57…2,06, песок 9,84…10,25, зола от сжигания осадка сточных вод 6,41…7,36, пенообразующая добавка 0,18…0,27, базальтовая фибра 0,15…0,17, полуводный гипс - CaSO·0,5HO 1,05…1,54, 20% раствор золя ортокремневой кислоты с pH 3,1…4,0 0,03…0,04, вода 24,25…26,43. 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
60…70
Пенообразующая добавка - гидролизованная кровь
0,5…0,7
Стабилизатор пены - железный купорос
0,02…0,04
Добавка золя синтетического цеолита
типа NaX+стабилизатор золя - едкий натр (NaOH)
0,03…0,07
Вода
39,45…29,19
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 10…45% и оксида натрия в количестве 27…45% 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.
2
2
2
1.1 Мокрое измельчение сырьевой смеси синтетического цеолита и раствора едкого натра в заданных соотношениях: синтетический цеолит - 30…50%, едкий натр - 3…10%, HO - остальное, стабилизация до обеспечения содержания NaO - 10…20%, HO - 20…30%.
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/м<sup>3</sup>
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.