Теплоизоляционный бетон

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве для изготовления теплоизоляционных изделий. Бетон включает цемент, пенообразующую добавку, воду и дополнительно содержит монтмориллонитовую глину, включающую не менее 60% минерала (Al, Mg)₂(OH)₂{Si₄O₁₀}H₂O, - и в качестве пенообразующей добавки содержит пенообразующую добавку "НИКА", выполненную на основе гидролизованной крови крупного рогатого скота, стабилизированной сульфатом алюминия Al₂(SO₄)₃, при следующем соотношении, мас.%: цемент 44,0 - 47,0; монтмориллонитовая глина, включающая не менее 60% минерала 11,0 - 13,8; пенообразующая добавка "НИКА" 0,5 - 0,7; вода 40,0 - 42,8. Технический результат изобретения состоит в понижении объема массы до 200 г/см³ и понижении коэффициента теплопроводности λ до величины 0,05 Вт/м·^oС теплоизоляционного бетона, характеризующегося прочностью 0,9 -- 1,1 МПа. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве для изготовления теплоизоляционных изделий.

Известны массы для изготовления теплоизоляционных изделий, включающие глину, гидролизный лигнин, добавку (cм. авт.св. N 872522 , С 04 В 43/02, 1981 г.; авт.св. N 1276647, С 04 В 26/00).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, выбранным за прототип, является теплоизоляционный бетон, в состав которого входят цемент, пенообразующая добавка, "Едама" вода (cм. У.К.Махамбетова, Т.К.Солтамбеков, З.А.Естемесов "Современные пенобетоны" С-Пб, 1997 г., cтр. 74).

К недостаткам указанных аналогов и прототипа можно отнести достаточно высокую объемную массу - 300 г/см³.

Задачей изобретения является создание нового теплоизоляционного бетона, позволяющего получить технический результат, состоящий в понижении объема массы до 200 г/см³ и понижении коэффициента теплопроводности λ до величины 0,05 Вт/м·^oC Поставленная задача решается тем, что теплоизоляционный бетон включает цемент, пенообразующую добавку, воду. Новым является то, что он дополнительно содержит монтмориллонитовую глину, включающую не менее 60% минерала (Al, Mg)₂(OH)₂[Si₄O₁₀]·H₂O, и в качестве пенообразующей добавки содержит пенообразующую добавку "НИКА", при следующем соотношении, мас.% Цемент - 44,0...47,0 Монтмориллонитовая глина, включающая не менее 60% минерала - 11,0...13,8 Пенообразующая добавка "НИКА" - 0,5...0,7 Вода - 40,0...42,8 Пенообразующая добавка "НИКА" выполнена на основе гидролизованной крови (крупного рогатого скота), где в качестве стабилизатора использован сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃, способствующий более интенсивной коагуляции раствора гидролизованной крови и увеличению вспениваемости пенообразующей добавки.

Монтмориллонитовая глина имеет удельную поверхность ≈ 1500-2000 см²/г.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителей, заявленный теплоизоляционный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Известно свойство монтмориллонитовой глины, имеющей слоистую структуру адсорбировать вещества и увеличиваться в объеме за счет раздвижки слоев, а также глина используется как стабилизатор коллоидных растворов, так как препятствует явлению коагуляции.

Заявленная совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее достичь указанный технический результат.

Использование тонкомолотой монтмориллонитовой глины взамен части цемента позволит ввести в цементно-глиняный раствор большое количество пены, плотности не более 0,05 г/см³, что способствует образованию большего количества пор. Причем взаимодействие увлажненного цементно-глиняного раствора с пеной на основе пенообразующей добавки "НИКА" не разрушает пену, а приводит к образованию геля гидроалюмосиликатного состава, который препятствует усадке свежеотформованного бетона и обеспечивает создание высокопористой структуры пенобетона, что позволяет получить теплоизоляционный бетон с объемной массой 200 г/см³, коэффициентом теплопроводности λ=0,05 Вт/м·^oC и прочностью при сжатии 0,9 - 1,1 МПа.

Именно другое свойство совокупности, не равное известным свойствам отличительных признаков, позволяет признать эту совокупность по сравнению с известными в науке и технике решениями новой, а заявляемое изобретение соответствующим критерию охраноспособности - "изобретательский уровень".

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве для изготовления теплоизоляционных изделий.

Ниже приводим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Пример конкретного выполнения.

I. Изготовление теплоизоляционного бетона: 1. дозируют цемент; 2. дозируют глину; 3. дозируют воду;
4. приготавливают пенообразующую добавку "НИКА".

Основные операции получения пенообразующей добавки на основе гидролизной крови крупного рогатого скота описаны (см. У.К. Махамбетова, Т.К. Солтамбеков, З.А. Естемесов "Современные пенобетоны" С-Пб, 1997 г., стр. 28)
Последняя отличительная операция получения пенообразующей добавки состоит в тщательном перемешивании охлажденного раствора гидролизованной крови с раствором сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃ в соотношении 100:30 по объему, что способствует более интенсивной коагуляции раствора гидролизованной крови и увеличивает вспениваемость полученной пенообразующей добавки.

Через сутки пенообразующую добавку отделяют от образовавшегося осадка.

5. Дозируют полученную жидкую пенообразующую добавку.

6. Отдозированную пенообразующую добавку смешивают с водой в соотношении 1:40, получая рабочий раствор пенообразующей добавки.

7. Полученный рабочий раствор пенообразующей добавки при помощи пеногенератора помещают в пену с объемной массой 0.050 г/см³.

8. Отдозированные цемент, глину, воду тщательно перемешивают, получая цементно-глиняный раствор.

9. К полученному цементно-глиняному раствору добавляют полученную пену и тщательно перемешивают до получения однородной пенобетонной смеси.

10. Полученную пенобетонную смесь используют для приготовления изделий и образцов. Коэффициент теплопроводности определяли по ГОСТ 7076-87.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Анализ полученных данных показывает, что повышенная вспениваемость пенообразующей добавки "НИКА", обеспечивающая получение пены с объемной массой 0,05 г/см³ и использование монтмориллонитовой глины взамен части цемента позволило получить теплоизоляционный бетон с объемной массой 200 кг/м³, улучшенными теплоизоляционными свойствами, характеризуемыми коэффициентом теплопроводности λ=0,05 Вт/м·^oC, при прочности бетона 0,9 - 1,1 МПа.

Данный теплоизоляционный бетон может быть рекомендован в качестве теплоизоляционного материала в жилищном и гражданском строительстве.

Формула изобретения

1. Теплоизоляционный бетон, включающий цемент, пенообразующую добавку, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит монтмориллонитовую глину, включающую не менее 60% минерала (Al, Mg)₂(OH)₂{Si₄O₁₀}H₂O и в качестве пенообразующей добавки содержит пенообразующую добавку "НИКА" при следующем соотношении, мас.%:
Цемент - 44,0 - 47,0
Монтмориллонитовая глина, включающая не менее 60% минерала - 11,0 - 13,8
Пенообразующая добавка "НИКА" - 0,5 - 0,7
Вода - 40,0 - 42,8
2. Теплоизоляционный бетон по п.1, отличающийся тем, что пенообразующая добавка "НИКА" выполнена на основе гидролизованной крови крупного рогатого скота, стабилизированной сульфатом алюминия Al₂(SO₄)₃.

3. Теплоизоляционный бетон по п.1, отличающийся тем, что монтмориллонитовая глина имеет удельную поверхность 1500 - 2000 см²/г.

РИСУНКИ

Рисунок 1