Арболитовая смесь

 

Изобретение относится к области производства легкого бетона на основе портландцемента и древесного заполнителя и может быть использовано для изготовления конструкционного арболита, предназначенного для промышленного, сельскохозяйственного и гражданского строительства. Арболитовая смесь, включающая вяжущее, состоящее из портландцемента и добавки, древесный заполнитель, хлорид кальция и воду, содержит в качестве добавки вяжущего песок в количестве 11-24 мас. % при соотношении в песке полевого шпата и кварца 0,9-1,1, при этом вяжущее имеет удельную поверхность 4500-5000 см²/г, а компоненты смеси берут в соотношении, мас.%: портландцемент 30,7-35,0, песок 4,4-9,7, древесный заполнитель 31,8-34,0, хлорид кальция 4,2-5,7, вода 22,5-24,0. Достигаемый технический результат заключается в том, что арболитовая смесь имеет прочность на сжатие в 1,2-1,5 раз больше по сравнению с прототипом. Кроме того, расход портландцемента снижается на 11-24%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области производства легкого бетона на основе портландцемента и древесного наполнителя и может быть использовано для изготовления конструкционного арболита, предназначенного для промышленного, сельскохозяйственного и гражданского строительства.

Известна арболитовая смесь (см. авт. свид. СССР N 1682341, МПК⁵ C 04 B 18/24, 28/04. опубл. 1991 г.), включающая, мас.ч.: портландцемент - 260-290, древесную дробленку - 230-290, добавки - ускорители твердения в виде молотой высококальциевой (4-5%) золы-уноса ТЭЦ - 90-100, аммонийно-сульфатно-хлоридные комплексные окисленные соли в пересчете на сухое вещество - 10,0-25,0, воду - 200-250.

Недостатком известной смеси является ее невысокая прочность, а также использование концентрированных серной и азотной кислот для подготовки аммонийно-сульфатно-хлоридных комплексных окисленных солей, что требует особых мер предосторожности и специального оборудования.

Известна арболитовая смесь (см. авт. свид. СССР N 1708793, МПК⁵ C 04 B 28/04 опубл. 1992 г.), включающая вяжущее, состоящее из портландцемента и добавок в виде высококальциевой золы и гипсосодержащего отхода производства пентаэритрита, древесный заполнитель, жидкое стекло, хлористый кальций и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 21,4-21,8, древесный заполнитель - 16,0-18,8, жидкое стекло - 1,5-1,7, хлорид кальция - 0,5-0,9, зола - 21,4-21,8, гипсосодержащий отход производства пентаэритрита - 2,1-4,4 и вода - 29,2-33,8.

Известная смесь имеет недостаточно высокую прочность в связи с тем, что образующиеся при твердении гидросульфоалюминаты вызывают растрескивание цементного камня, а также характеризуется повышенным расходом портландцемента и наличием дефицитного компонента - жидкого стекла.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи повышения прочности смеси на сжатие за счет улучшения условий гидратации вяжущего при одновременном снижении расхода портландцемента.

Поставленная задача решается тем, что арболитовая смесь, включающая вяжущее, состоящее из портландцемента и добавки, древесный заполнитель, хлорид кальция и воду, согласно изобретению, содержит в качестве добавки вяжущего песок в количестве 11-24 мас. % и имеет удельную поверхность 4500 - 5000 см²/г, при этом компоненты смеси берут в соотношении, мас.%: портландцемент 30,7 - 35,0, песок 4,4 - 9,7, древесный заполнитель 31,8 - 34,0, хлорид кальция 4,2 - 5,7, вода 22,5 - 24,0.

Решаемая задача достигается также тем, что песок, используемый в составе вяжущего, содержит полевой шпат и кварц в соотношении 0,9 - 1,1.

Использование тонкомолотого песка в качестве добавки вяжущего обусловлено тем, что он обладает низкой водопотребностью, повышает удобоукладываемость и водостойкость бетонной смеси, способствует снижению расхода портландцемента. Введение песка в состав вяжущего в количестве менее 11 мас.% технологически нецелесообразно, а его содержание более 24 мас.% приводит к снижению прочности смеси на сжатие. При соотношении в песке полевого шпата и кварца 0,9 - 1,1 улучшается размалываемость компонентов вяжущего, что приводит к его более стабильному гранулометрическому составу и способствует повышению прочности в начальные сроки твердения смеси. При соотношении полевого шпата и кварца менее 0,9 и более 1,1 дополнительного повышения прочности смеси не происходит.

При величине удельной поверхности вяжущего менее 4500 см²/г ухудшаются условия его гидратации, а измельчение до удельной поверхности более 5000 см²/г нецелесообразно.

Использование портландцемента в количестве менее 30,7 мас.% и более 35,0 мас. % не позволяет получить арболитовую смесь с высокими прочностными характеристиками.

Введение в состав смеси песка в количестве менее 4,4 мас.% и более 9,7 мас.% снижает прочность смеси.

Использование древесного заполнителя в количестве менее 31,8 мас.% увеличивает плотность смеси и повышает расход портландцемента, а содержание более 34,0 мас. % приводит к увеличению водопоглощения смеси и снижению ее прочностных характеристик.

Использование хлорида кальция в составе смеси позволяет ускорить твердение арболитовой смеси. При его содержании менее 4,2 мас.% и более 5,7 мас. % ухудшаются условия твердения смеси.

Введение в состав смеси воды в количестве менее 22,5 мас.% ухудшает условия гидратации смеси, а более 24,0 мас.% - отрицательно сказывается на прочностных характеристиках смеси.

Приготовление арболитовой смеси заключается в следующем. Предварительно готовят вяжущее путем совместного помола портландцемента с песком до удельной поверхности 4500-5000 см²/г. Затем смешивают полученное вяжущее с древесным заполнителем в виде опилок с размером частиц до 5 мм до образования однородной массы, в которую добавляют воду с растворенным в ней хлоридом кальция, и снова перемешивают в течение 2-3 мин до образования удобоукладываемой смеси. Из полученной смеси методом вибропрессования с пригрузом формуют изделия в виде блоков, которые выдерживают на воздухе в течение 7-28 суток для набора прочности.

Составы и свойства арболитовых смесей, приготовленных по вышеуказанной технологии, приведены в Таблицах 1 и 2.

Из приведенных Примеров видно, что предлагаемая арболитовая смесь имеет прочность на сжатие в 1,2-1,5 раз больше по сравнению с прототипом. Кроме того расход портландцемента снижается на 11-24%. При производстве арболитовой смеси используют доступные материалы и отходы деревообрабатывающей промышленности.

Формула изобретения

1. Арболитовая смесь, включающая вяжущее, состоящее из портландцемента и добавки, древесный заполнитель, хлорид кальция и воду, отличающаяся тем, что в качестве добавки вяжущее содержит песок в количестве 11 - 24 мас.% и имеет удельную поверхность 4500 - 5000 см²/г, при этом компоненты смеси берут в соотношении, мас.%: Портландцемент - 30,7 - 35,0 Песок - 4,4 - 9,7 Древесный заполнитель - 31,8 - 34,0 Хлорид кальция - 4,2 - 5,7 Вода - 22,5 - 24,0 2. Арболитовая смесь по п.1, отличающаяся тем, что песок содержит полевой шпат и кварц в соотношении 0,9 - 1,1.

РИСУНКИ

Рисунок 1