Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного бетона

 

Изобретение относится к строительным материалам, к ячеистым бетонам для устройства теплоизоляции в строительных конструкциях. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного бетона дополнительно содержит алюминат натрия, в качестве порообразования - натриевую или триэтаноламиновую соль алкилсульфата или оксиэтилированный алкилфенол, а в качестве пластификатора - модифицированный лигносульфонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %: цемент 44-95; кремнеземистый компонент 0-50; указанный порообразователь 1-5; указанный пластификатор 0,5-3; алюминат натрия 0,25-0,75, вода до В/Т = 0,58-0,65. Технический результат : средняя плотность бетона 250-350 кг/м³. Прочность на сжатие 8-15 кг/см². Теплопроводность 0,065-0,08 Вт/м^oС. 3 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам ячеистобетонных смесей, и может быть использовано при производстве мелкоштучных теплоизоляционных изделий и в монолитном домостроении для устройства теплоизоляции.

Известна сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, содержащая портландцемент, золу, порообразователь - моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля, пластификатор - лигносульфонаты, известь и воду /1/.

Недостатками известной смеси являются большая плотность бетона от 700 до 950 кг/м³ и низкая прочность, что не дает возможности получить заданные теплоизоляционные свойства бетона.

Известна сырьевая смесь для изготовления пенобетона, содержащая цемент, кремнеземистый компонент, порообразователь, пластификатор, ускоритель твердения и воду /2/.

Недостатками известной смеси является невысокие теплоизоляционные свойства бетона, а также ограниченные технологические возможности из-за использования в составе смеси отходов с нестабильными свойствами производств малораспространенных в регионах.

Наиболее близкой является сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, содержащая вяжущее, кремнеземистый компонент, порообразователь, пластификатор, ускоритель твердения с содержанием бокситов 28-98% /3/.

Недостатками этой сырьевой смеси является невозможность получения теплоизоляционного бетона плотностью менее 350 кг/м³ и прочностью, достаточной для транспортирования смеси или отформованных изделий, с высокими теплозащитными свойствами.

Техническая задача заключается в обеспечении получения бетона плотностью ниже 350 кг/м³, повышенной прочности и низкой теплопроводности, снижении себестоимости и расширении технологических возможностей использования смеси как в монолитном строительстве, так и в заводском изготовлении ячеистобетонных изделий неавтоклавного твердения.

Поставленная задача решается таким образом, что сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного бетона, включающая цемент, кремнеземистый компонент, в качестве порообразователя - натриевую или триэтаноламиновую соль алкилсульфата или оксиэтилированный алкилфенол, пластификатор и воду, согласно изобретению дополнительно содержит алюминат натрия, а в качестве пластификатора - модифицированный лигносульфонат натрия, при следующем соотношении компонентов в мас.%: цемент - 44-95; кремнеземистый компонент - 0-50; указанный порообразователь - 1,0 - 5,0; указанный пластификатор - 0,5-3; алюминат натрия - 0,25-0,75; вода до водотвердого отношения 0,58-0,65.

Предлагаемая смесь отличается от известной содержанием нового компонента - алюмината натрия, а в качестве пластификатора - модифицированного лигносульфоната натрия и соотношением компонентов.

Использование в качестве пластификатора модифицированного лигносульфоната натрия, обеспечивающего значительное снижение водопотребности смеси и капиллярной пористости ячеистого бетона, что приводит к росту прочности межпоровых перегородок, в сочетании с алюминатом натрия, являющимся стабилизатором структорообразования, позволяющим зафиксировать структуру, полученную в процессе поризации ячеисто-бетонной смеси с привлечением ПАВ неионогенного типа, сразу после ее заливки обеспечивает получение гомогенной структуры поробетона с заданными теплоизоляционными свойствами и повышенной прочности.

Предлагаемое соотношение компонентов смеси обеспечивает оптимальные свойства теплоизоляционного бетона, за пределами которого наблюдается снижение прочности и повышение плотности бетона.

Кроме того, предлагаемый состав смеси обеспечивает возможность транспортировать смесь к месту ее заливки без нарушения ее структуры, сохраняя гомогенную структуру, за счет фиксирования структуры бетона при приготовлении смеси.

Расход сырьевых материалов для примера N 3 определяем по методике CH-277-80: P_воды = P_сух · В/Т; P_ст = P_сух · M_ст; P_пл = P_сух · M_пл; P_пор = P_р.п. · Ч_пор; P_п = P_ц · C
где γ_c - средняя плотность пенобетона в сухом состоянии, кг/м³ (в примере N 1 γ_c = 306 кг/м³);
K_с - коэффициент, учитывающий связанную воду (K_с=1,1);
P_в - масса воды в кг/м³;
В/Т - водотвердое отношение (в примере 3 В/Т = 0,60);
P_р.п. = масса рабочего раствора порообразователя, кг/м³;
Ч_пор - содержание порообразователя, составная часть от рабочего раствора пенообразователя;
М_пор - содержание порообразователя, мас.%;
M_пл - содержание пластификатора, мас.%;
M_стаб. - содержание стабилизатора, мас.%;
Р_сух - масса сухих компонентов, кг/м³;
P_пор - масса порообразователя, кг/м³;
П_г - плотность, которая должна быть образована за счет введения порообразователя;
W - удельный объем сухого вещества, л/кг (W = 0,36);
α - коэффициент использования порообразователя;
K - выход пор (отношение объема пены к весу рабочего раствора пенообразователя (для состава примера 3 K = 25, а Ч_пор = 0,08);
P_ц - масса цемента, кг/м³;
P_п - масса песка, кг/м³;
C - отношение массы песка к массе цемента (для примера N 3 C = 0,352).

P_ст. - масса стабилизатора, кг/м³;
P_пл. - масса пластификатора, кг/м³.

Расход сырьевых материалов на 1 м³ бетона определяем для примера N 3, в котором: K_c = 1,1; В/Т = 0,6; C = 0,352.

Для порообразователя алкилфенола оксиэтелированного α =0,85; K = 25.

P_в = 278 · 0,60 = 167 кг/м³;


P_пор. = 34,75 · 0,08 = 2,78 кг/м³;



P_п = 197,4 · 0,352 = 69,5 кг/м³.

Расход порообразователя (P_пор.) обратно пропорционален кратности его рабочего раствора (K) и коэффициенту использования порообразователя (α). Кратность рабочего раствора порообразователя зависит от вида порообразователя, а коэффициент использования порообразователя зависит от состава смеси, характеризуемого соотношением между массой песка и цемента (C), а также от расхода стабилизатора и пластификатора.

В соответствии с описанием в примерах N 1 и 2 в качестве порообразователя используют натриевую соль алкилсульфата.

В примере N 1 - отсутствует стабилизатор, а α = 0,34; K = 30; Ч_пор. = 0,06; C = 1,136.

В примере N 2 α =0,72; K = 30; Ч_пор. = 1,136.

В примере N 3 порообразователь такой же, как в примере N 3, а α = 0,85; K = 25; Ч_пор. = 0,11; C =0,33
В примере N 4 порообразователь - триэтаноламиновая соль алкилсульфата, а α =0,7; K = 30; Ч_пор. = 0,1; C = 0.

Источники информации:
1. SU Авторское свидетельство N 1742271, кл. C 04 B 38/02, БИ N 23, 1992 г.

2. SU Авторское свидетельство N 1548179, кл. C 04 B 38/10, БИ 39, 1990 г.

3. Патент РФ N 2081096, кл. C 04 B 38/02, БИ N 16, 1997 г. (прототип).

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного бетона, включающая цемент, кремнеземистый компонент, в качестве порообразователя - натриевую или триэтаноламиновую соль алкилсульфата или оксиэтилированный алкилфенол, пластификатор и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминат натрия, а в качестве пластификатора - модифицированный лигносульфонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Цемент - 44 - 95
Кремнеземистый компонент - 0 - 50
Указанный порообразователь - 1 - 5,0
Указанный пластификатор - 0,5 - 3
Алюминат натрия - 0,25 - 0,75
Вода - До В/Т 0,58 - 0,65

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2