СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ АВТОКЛАВНОГО ПЕНОБЕТОНА
RAW MATERIAL MIX FOR AUTOCLAVE FOAM CONCRETE

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий, используемых в промышленном и гражданском строительстве.
3
3
Известна смесь для теплоизоляционного пенобетона, содержащая в мас.%: цемент - 43,0-46,2; тонкомолотый шлак металлургического производства (с содержанием Fe(II) не более 4%) - 12,0-14,4; песок - 18,0-15,0; пенообразующую добавку (на основе стеарата натрия плотности 1,15-1,77 г/см) - 9,5-10,3; химическую добавку «ДЭЯ», включающую в себя последрожжевую барду и модификатор - вспученный поризованный продукт с объемным весом 0,5 г/см в количестве мас.% 3,0-0,5, представленный кальциймагниевыми силикатами - 0,4-0,54, алюминиевую пудру - 0,5-0,64; фиброволокно - 1,4-1,8; воду - 12,0-14,4 (RU №2145315, С04В 38/10, 02.03.1999 г.).
К недостаткам указанного технического решения можно отнести недостаточную прочность при сжатии, повышенное значение коэффициента теплопроводности, пониженное значение коэффициента паропроницаемости.
4
2
Известна смесь для пенобетона, содержащая в мас.%: цемент - 51,88-56,52; известь - 1,57-2,06; песок - 9,84-10,25; золу от сжигания осадка сточных вод - 6,41-7,36; полуводный гипс (CaSO·0,5НО) - 1,05-1,54; синтетическую фибру - 0,15-0,17; 20%-ный раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0 - 0,03-0,04; пенообразующую добавку - 0,18-0,27; воду - 24,25-26,43 (RU №2306300, С04В 38/10, 20.09.2007 г.).
К недостаткам указанного технического решения можно отнести недостаточную прочность при сжатии, повышенное значение коэффициента теплопроводности, пониженное значение коэффициента паропроницаемости.
Наиболее близкой к заявленной смеси, выбранной за прототип, является смесь для автоклавного пенобетона, содержащая в мас.%: цемент - 37,8-42,6; песок - 31,3-37,8; модифицированную протеинсодержащую пенообразующую добавку - 9,1-9,3; воду - 15,1-17,0 (RU №2255074, С04В 38/10, 27.06.2005 г.).
К недостаткам указанного состава, выбранного за прототип, можно отнести недостаточную прочность при сжатии, повышенное значение коэффициента теплопроводности, пониженное значение коэффициента паропроницаемости.
Задача изобретения - повысить прочность при сжатии, понизить коэффициент теплопроводности и повысить коэффициент паропроницаемости.
уд.
2
Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь для автоклавного пенобетона, включающая цемент, песок, протеинсодержащую пенообразующую добавку и воду, содержит в качестве протеинсодержащей пенообразующей добавки Addimen Sb-31 и дополнительно добавку NaF и тонкомолотые золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью S не менее 300 м/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цемент
48,54-49,60
песок
5,82-6,23
указанная пенообразующая добавка
0,34-0,36
указанные золошлаковые отходы
14,90-15,10
добавка NaF
0,21-0,24
вода
29,13-29,53
Заявляемая совокупность материалов проявляет совершенно новые свойства смеси, которая позволяет получить новые технические результаты: улучшенные свойства по теплопроводности и паропроницаемости, повышение прочности при сжатии по сравнению с известными аналогами и прототипом.
уд.
уд.
2
2
Новым является применение добавки NaF и тонкомолотых золошлаковых отходов (таблица 1) от сжигания твердого топлива с S не менее 300 м/кг, что позволило получить высокий технический результат, а если S меньше 300 м/кг, то активизация силикатов золошлаковых отходов в присутствии добавки NaF не повысится и не будут достигнуты технические показатели: повышение прочности при сжатии, понижение коэффициента теплопроводности и повышение коэффициента паропроницаемости.
Химико-минералогический состав золошлаковых отходов от сжигания твердого топлива.
Таблица 1
Химический состав золы, %
SiO<sub>2</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
СаО
MgO
SO<sub>3</sub>
Na<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
К<sub>2</sub>O
59,2
8,2
24,2
2,6
0,5
1,3
0,63
2,3
В качестве протеинсодержащей пенообразующей добавки применяют Addimen Sb-31, имеющий сложный состав:
Таблица 2
Наименование вещества
мас.%:
алканы C<sub>12</sub>-C<sub>19</sub>
64
изобутиловый спирт (изобутанол)
2
амины алифатические С<sub>7</sub>-С<sub>9</sub> (расчет по моноэтаноламину)
21
формальдегид
13
Addimen Sb-31 является химическим пенообразующим агентом, получаемым посредством процесса специального превращения макромолекул натурального протеина гидролизом в водном растворе. Addimen Sb-31 специально разработан для получения пены, необходимой при производстве легкого пористого бетона. Он соответствует ASTM-869-80.
По мнению авторов и заявителя, данный состав сырьевой смеси для автоклавного пенобетона не известен и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности по «новизне».
2
2
-
Указанный технический результат получается за счет применения тонкомолотых золошлаковых отходов от сжигания твердого топлива в присутствии добавки NaF, способствующей повышению гидратационной активности твердеющей системы. Образование повышенного количества многоводных гидросиликатов кальция типа тоберморита (5СаО·6SiO·9НO) происходит не только за счет химического взаимодействия цемента, но и за счет вовлечения в гидратационный процесс силикатов, входящих в состав тонкомолотых золошлаковых отходов. В присутствии добавки NaF происходит структурирование воды и образование водородных связей аниона F, и как следствие возникает облегченный процесс передачи энергии протона водорода по системе водородных связей. Усиление степени гидратации силикатной составляющей не только портландцемента, но и силикатов, входящих в состав тонкомолотых золошлаковых отходов, происходит за счет смещения кислотно-основного равновесия твердеющей системы, что соответственно способствует повышению прочности получаемого материала.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного, конструкционного и теплоизоляционно-конструкционного пенобетона автоклавного твердения, обладающего улучшенными свойствами по теплопроводности, паропроницаемости и повышенной прочностью при сжатии.
Осуществимость изобретения подтверждена примерами конкретного выполнения.
Пример 1:
1. Приготовление сырьевой растворной смеси для автоклавного пенобетона:
1.1. Дозируют:
цемент - ПЦ М400;
уд.
2
песок S=200 м/кг;
уд.
2
тонкомолотые золошлаковые отходы с S=300 м/кг;
добавку NaF;
воду.
1.2. Отдозированные материалы транспортируют в пенобетоносмеситель, где производят перемешивание компонентов до получения однородной растворной смеси.
2. Приготовление строительной пены
2.1. Дозируют:
концентрированный раствор протеинсодержащей пенообразующей добавки Addimen Sb-31;
воду.
2.2. Отдозированные компоненты перемешивают в полиэтиленовой емкости до однородности раствора, из которого при помощи пеногенератора получают строительную пену.
3. Полученную строительную пену при помощи насоса пеногенератора транспортируют в бетоносмеситель, где происходит совместное перемешивание с приготовленной растворной смесью до получения однородной пенобетонной массы.
4. Полученную сырьевую смесь для автоклавного пенобетона из пенобетоносмесителя с помощью героторного насоса заливают в формы требуемых изделий и образцов для контроля качества, твердение которых осуществляется в автоклаве согласно технологическому регламенту.
Пример 2:
1. Приготовление сырьевой растворной смеси для автоклавного пенобетона:
1.1. Дозируют:
цемент - ПЦ М400;
уд.
2
песок S=200 м/кг;
уд.
2
тонкомолотые золошлаковые отходы с S>300 м/кг;
добавку NaF;
воду.
1.2. Отдозированные материалы транспортируют в пенобетоносмеситель, где производят перемешивание компонентов до получения однородной растворной смеси.
2. Приготовление строительной пены
2.1. Дозируют:
концентрированный раствор протеинсодержащей пенообразующей добавки Addimen Sb-31;
воду.
2.2. Отдозированные компоненты перемешивают в полиэтиленовой емкости до однородности раствора, из которого при помощи пеногенератора получают строительную пену.
3. Полученную пену перемешивают с приготовленной растворной смесью.
4. Полученную сырьевую смесь заливают в формы, твердение осуществляют в автоклаве согласно технологическому регламенту.
Исследования физико-механических характеристик проведены согласно требованиям ГОСТ 12852-87 «Бетон ячеистый. Общие требования к методам испытаний» и представлены в таблице 3.
Анализ экспериментальных данных показывает, что заявленная сырьевая смесь для автоклавного пенобетона по сравнению с прототипом обеспечивает получение автоклавного пенобетона с повышенными техническими характеристиками, а именно: повышение прочности при сжатии на - 12%; понижение значения коэффициента теплопроводности на - 10%; повышение коэффициента паропроницаемости на - 10%.
Таблица 3
№ п/п
Расход материала на 1 м<sup>3</sup> пенобетона, %
Средняя плотность, в сухом состоянии, кг/м<sup>3</sup>
Коэффициент паропроницаемости,µ=мг/м·ч·Па
Прочность пенобетона в возрасте 28 суток, МПа, R<sub>сж.</sub>
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·С°)
Цемент ПЦ М 400
ППОБ* М-3
Addimen Sb-31**
NaF***
Вода
Песок S<sub>уд.</sub>=200 м<sup>2</sup>/кг
ЗШО****
1 прототип
40,4
9,2
-
-
15,85
34,55
-
600
0,19
3,0
0,1
2
48,54
-
0,36
0,24
29,53
6,23
15,1
600
0,2
3,4
0,09
3
49,07
-
0,35
0,225
29,33
6,025
15,0
600
0,21
3,5
0,09
4
49,6
-
0,34
0,21
29,13
5,82
14,9
600
0,2
3,3
0,09
* - протеинсодержащая пенообразующая добавка, модифицированная комплексным модификатором М-3;** - пенообразующая добавка Addimen Sb-31;*** - химическая добавка NaF;**** - тонкомолотые золошлаковые отходы с S<sub>уд.</sub>≥300 м<sup>2</sup>/кг