Смесь для производства ячеистого бетона

Авторы патента:

Крутиков Вячеслав Александрович (RU)

C04B38/02 - полученные добавлением химических газообразующих средств

C04B22/04 - металлы, например алюминий, используемый в качестве раздувающего агента

Владельцы патента RU 2338712:

Крутиков Вячеслав Александрович (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам для производства неавтоклавного ячеистого бетона, и может использоваться при производстве изделий строительного назначения и в монолитном строительстве. Технический результат изобретения состоит в повышении пластической прочности и увеличении объема бетона при одновременном снижении плотности материала за счет регулирования структурообразования. Смесь для производства ячеистого бетона содержит цемент или цемент и наполнитель, воду и сухую порообразующую смесь. Сухая порообразующая смесь содержит, мас.%: углеродные наноструктуры - 0,7; сода каустическая - 3,3; пластификатор - 6,6; газообразователь - 24; негашеная известь и/или известь гашеная, и/или известь хлорная, и/или мел - 65,4. Сухая порообразующая смесь составляет 0,35-1,5% от массы цемента. 1 табл.

Известна сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, содержащая портландцемент, известь, алюминиевую пудру, хлористый кальций и воду (RU патент №1491857, кл. С04В 38/02. опубл. 1989).

Недостатком данной смеси является сложность регулирования процесса структурообразования кристаллогидратных соединений ввиду отсутствия пластифицирующих добавок, что влияет на физико-механические свойства ячеистого бетона.

Известна сухая смесь для производства ячеистого бетона, содержащая цемент или цемент и наполнитель, воду и порообразующую смесь, включающую пластификатор, содержит указанную сухую порообразующую смесь состава, мас.%: цемент 70, пудра алюминиевая пигментная 12, пудра алюминиевая водорастворимая 12, пластификатор морозостойкий 2, вода 4, в количестве 0,3125-1,25% от массы цемента (RU патент №2253637, кл. С04В 38/02).

Недостатком данной смеси является отсутствие веществ, которые бы стабилизировали пористую структуру на стадии твердения ячеистого бетона, что увеличило бы пористость материала.

Задачей изобретения является повышение пластической прочности и увеличение объема бетона при одновременном снижении плотности материала за счет регулирования структурообразования.

Поставленная задача достигается тем, что композиция для производства ячеистого бетона, содержит цемент или цемент и наполнитель, воду и сухую порообразующую смесь, включающую пластификатор и газообразователь. Сухая порообразующая смесь дополнительно содержит углеродные наноструктуры, соду каустическую и негашеную известь, и/или известь гашеную, и/или известь хлорную, и/или мел, при следующем соотношении, мас.%: углеродные наноструктуры - 0,7; сода каустическая - 3,3; пластификатор - 6,6; газообразователь - 24; негашеная известь, и/или известь гашеная, и/или известь хлорную, и/или мел 65,4. Сухая порообразующая смесь составляет 0,35-1,5% от массы цемента.

Предложенная смесь для производства ячеистого бетона обеспечивает увеличение объема неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения при одновременном снижении плотности материала, а также нарастание пластической прочности и регулирование структурообразования в процессе твердения материала.

Молотый мел, вводимый в композицию, вступает в физико-химическое взаимодействие с известью, выделяющейся при гидролизе элита и белита в цементе, а также известью, дополнительно вводимой, образуя с ней дополнительное количество высокопрочных низкоосновных гидросиликатов кальция, упрочняющих структуру цементного камня и ячеистого бетона в целом.

Введение в смесь дополнительного количества извести и/или мела производится из расчета максимального связывания алюминатов и алюмоферритов кальция цемента в эттрингит и его стабилизации во времени. Для предотвращения распада эттрингита на ранней стадии твердения неавтоклавного ячеистого бетона температура окружающей среды должна быть не выше 60°С. Образующийся эттрингит вызывает расширение формирующегося цементного камня, компенсирующее усадку.

В качестве наполнителя использовали песок для строительных работ, который увеличивал удельный вес и прочность неавтоклавного ячеистого бетона.

В качестве пластификатора применяли Суперпластификатор С-3, который позволяет дополнительно снизить количество воды затворения без снижения подвижности смеси, что в совокупности обеспечивает значительный прирост прочности неавтоклавного ячеистого бетона и улучшение всех других его свойств.

Введение газообразователя в структуру композиции создает полые области в виде пузырьков с воздухом, углеродные металлсодержащие наноструктуры служат каркасом для образования кристаллогидратов цемента, т.е. укрепляют стенки полых областей. Стенки пузырьков становятся прочными и не дают усадку, а также повышают теплоизоляционные свойства.

Для получения сухой порообразующей смеси используют следующие материалы:

наполнитель-песок для строительных работ по ГОСТ 8736-93;

газообразователь - алюминиевая пудра марок ПАП-1 и ПАП-2 - по ГОСТ 5494;

известь негашеная кальциевая - по ГОСТ 9179;

известь гашеная кальциевая - по ГОСТ 9179;

известь хлорная - по ГОСТ 19433;

мел молотый - по ГОСТ 17498;

пластификатор - суперпластификатор С-3 - по ТУ 6-14-625;

сода каустическая - по ГОСТ 2263;

углеродные наноструктуры.

Получение углеродных наноструктур происходило путем синтеза из углеводородного конденсированного сырья (ароматических углеводородов или полимеров, содержащих функциональные группы), методом низкоэнергетической карбонизации в гель-матрицах (Патент RU №2221744 от 2002.04.08).

Для производства неавтоклавного ячеистого бетона используют сухую порообразующую смесь, цемент, воду и наполнитель - песок. В качестве вяжущего используется портландцемент марок ПЦ 400, 500 Д0-20. Меняя соотношение компонентов и водотвердое состояние, можно в широких пределах изменять плотность образующегося ячеистого бетона:

при плотности 400-600 кг/м³ - теплоизоляционный;

при плотности 600-900 кг/м³ - конструкционно-теплоизоляционный;

при плотности 900-1600 кг/м³ - конструкционный.

Указанная сухая порообразующая смесь добавляется в раствор в количестве от 0,35 до 1,5% от массы цемента.

Смесь для изготовления ячеистого бетона готовят путем смешивания компонентов в следующей последовательности:

вода, наполнитель, цемент, сухая порообразующая смесь, при следующем соотношении, мас.%: углеродные наноструктуры - 0,7; сода каустическая - 3,3; пластификатор - 6,6; газообразователь 24; негашеная известь и/или известь гашеная, и/или известь хлорная, и/или мел 65,4.

Водотвердое отношение в сырьевой смеси составляет 0,5...0,8 при средней плотности ячеистого бетона 400...1600 кг/м³; температура воды затворения 20±5°С. Время перемешивания компонентов смеси 15-25 мин до введения сухой порообразующей смеси и 1...2 мин - с порообразующей смесью после ее введения.

После окончания вспучивания отформованные изделия или монолиты твердеют в естественных условиях.

Сравнительные данные об известных и предлагаемых сырьевых смесях для изготовления ячеистого бетона и его свойствах приведены в таблице.

Таблица
Сравнительные характеристики неавтоклавного ячеистого бетона
Исходные материалы	Известный состав	1 пример	2 пример	3 пример	4 пример	5 пример	6 пример
	Цемент - 400 кг Вода 180 л Сухая смесь - 5 кг (1,25% от массы цемента)	Цемент - 400 кг Вода - 180 л Сухая порообразующая смесь на основе гашеной извести - 5 кг (1,25% от массы цемента), мас.%: углеродные наноструктуры - 0,7; сода каустическая - 3,3; пластификатор - 6,6; газообразователь - 24; гашеная известь - 65,4	Цемент - 400 кг Вода - 180 л Сухая порообразующая смесь на основе негашеной извести - 5 кг (1,25% от массы цемента), мас.%: углеродные наноструктуры - 0,7; сода каустическая - 3,3; пластификатор - 6,6; газообразователь - 24; негашеная известь - 65,4	Цемент - 400 кг Вода - 180 л Сухая порообразующая смесь на основе мела - 5 кг (1,25% от массы цемента), мас.%: углеродные наноструктуры - 0,7; сода каустическая - 3,3; пластификатор - 6,6; газообразователь - 24; мел - 65,4	Цемент - 400 кг Вода - 180 л Сухая порообразующая смесь на основе хлорной извести - 5 кг (1,25% от массы цемента), мас.%: углеродные наноструктуры - 0,7; сода каустическая - 3,3; пластификатор - 6,6; газообразователь - 24; известь хлорная - 65,4	Цемент - 400 кг Вода - 180 л Сухая порообразующая смесь на основе негашеной извести, извести гашеной и мела - 5 кг (1,25% от массы цемента), мас.%: углеродные наноструктуры - 0,7; сода каустическая - 3,3; пластификатор - 6,6; газообразователь - 24; негашеная известь, известь гашеная и мел - 65,4 (20+15,4+30)	Цемент - 222 кг, Песок - 178 кг, Вода - 180 л Сухая порообразующая смесь на основе негашеной извести - 3 кг (1,35% от массы цемента), мас.%: углеродные наноструктуры - 0,7; сода каустическая - 3,3; пластификатор - 6,6; газообразователь - 24; негашеная известь - 65,4
Первоначальный объем, см³	30	30	30	30	30	30	30
Объем после порообразования, см³	46	59	55	57	50	54	41
Удельный вес, кг/м³	429	388	402	395	415	400	551

Таким образом, видно, что применение композиции позволяет увеличить объем порообразования по сравнению с известным составом, следовательно, улучшаются теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства материала.

Существенным преимуществом неавтоклавного ячеистого бетона, изготовляемого из композиции, является пониженная энерго- и металлоемкость его производства вследствие полной ликвидации традиционной (обогревной) тепловлажностной обработки (автоклавной, пропаривания, электропрогрева, облучения и других видов). Отдельное приготовление сухой порообразующей смеси обеспечивает наряду со специфическим составом смеси простоту и доступность изготовления неавтоклавного ячеистого бетона и позволяет расширить перспективу его производства и применения в строительстве.

Предлагаемая сухая порообразующая смесь для изготовления строительных изделий из неавтоклавного ячеистого бетона позволяет: повысить прочность до уровня лучших образцов автоклавного ячеистого бетона отечественного и зарубежного производства; снизить среднюю плотность, минимизировать и даже устранить влажностную и карбонизационную усадку и значительно улучшить эксплуатационные свойства в связи с резким уменьшением капиллярной пористости.

Смесь для производства ячеистого бетона, содержащая цемент или цемент и наполнитель, воду и сухую порообразующую смесь, включающую пластификатор, газообразователь, отличающаяся тем, что порообразующая смесь дополнительно содержит углеродные наноструктуры, соду каустическую и негашеную известь, и/или известь гашеную, и/или известь хлорную, и/или мел при следующем соотношении, мас.%:

углеродные наноструктуры	0,7
сода каустическая	3,3
пластификатор	6,6
газообразователь	24
негашеная известь, и/или известь гашеная,
и/или известь хлорная, и/или мел	65,4
порообразующая смесь составляет:	0,35-1,5% от массы цемента

Изобретение относится к получению пенокерамики - высокоэффективного теплоизоляционного материала, предназначенного для применения в гражданском и промышленном строительстве, для теплоизоляции технологического оборудования, трубопроводов и т.д., эксплуатируемых при низких и высоких значениях температуры, а также в условиях прямого контакта с открытым пламенем газовых горелок, печей, котлов и др.

Состав для получения газобетона // 2327671

Изобретение относится к производству строительных материалов конструкционно-теплоизоляционного назначения и может быть использовано при изготовлении строительных изделий для возведения жилых, общественных и производственных зданий до 3-х этажей без внутреннего каркаса.

Сырьевая смесь для изготовления газобетона с повышенными прочностными характеристиками // 2326097

Изобретение относится к производству ячеистых бетонов неавтоклавного твердения и может быть использовано для изготовления строительных материалов. .

Сырьевая смесь для изготовления газобетона с пониженной средней плотностью // 2326096

Комплексная добавка // 2323906

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, а именно к составам комплексных добавок, преимущественно для газобетонов, приготовленных по неавтоклавной технологии.

Сырьевая смесь для производства ячеистых бетонов // 2312845

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .

Сухая смесь для приготовления неавтоклавного газобетона и способ его получения // 2304127

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий из ячеистого бетона, поризованного газом, и может быть использовано на заводах ячеистобетонных изделий и в монолитном строительстве для заполнения каналов и полостей в кладке каменных стен, а также для изготовления теплоизоляционных плит.

Смесь для приготовления газобетона // 2304126

Изобретение относится к строительным материалам, а точнее к технологии газобетона на смешанном вяжущем - цемент, известь и молотый кварцевый песок. .

Ячеистобетонная смесь и способ ее приготовления // 2303021

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных изделий с температурой применения 800-1000°С.

Сырьевая смесь для ячеистых бетонов // 2301785

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления ячеистобетонных конструкционно-теплоизоляционных изделий неавтоклавного твердения.

Состав для изготовления теплоизоляционного материала // 2327672

Способ получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона // 2194029

Изобретение относится к металлургии алюминия, более конкретно к области получения газообразователей, состоящих из смеси алюминиевых частиц с жидкой фазой, содержащей поверхностно-активные вещества, в частности гидрофильные добавки.

Способ переработки солевых шлаков алюминиевого производства // 2181708

Изобретение относится к способам переработки шлаков плавки алюминия и его сплавов, а также к технологиям производства строительных материалов, в частности к технологии получения газообразователей для ячеистых бетонов.

Водная алюминиевая паста // 2138458

Изобретение относится к порошковой металлургии, строительным материалам, в частности к составу газообразователей для производства ячеистого бетона, поризации других неорганических смесей, а также к водным алюминиевым пигментам, применяющимся в лакокрасочной промышленности.

Способ производства водной алюминиевой пасты // 2134665

Газообразователь для поризации бетонных смесей // 2130907

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается усовершенствования состава газообразователя для поризации бетонных смесей, например ячеистого бетона.

Способ предотвращения аллергических реакций, вызываемых воздействием водорастворимого шестивалентного хрома crvi, содержащегося в цементе и/или цементосодержащих составах // 2129868

Газообразователь для поризации бетонных смесей // 2110494

Изобретение относится к химии, в частности к строительным материалам, а именно к составам пастообразных газообразователей бетонных смесей. .

Способ приготовления газообразователя для поризации бетонных смесей // 2109707

Изобретение относится к химии, в частности к строительным материалам, а именно к составам пастообразных газообразователей для поризации бетонных смесей. .

Бетонная смесь // 2107049

Изобретение относится к защитным бетонам, преимущественно от ионизирующего излучения, а также к бетонам-консервантам, применяемым в качестве отверждающих смесей при установке защитных укрытий, при бетонировании радиационно-опасных объектов.

Смесь гидрореагирующая // 2338684

Изобретение относится к металлическим составам, взаимодействующим с водой с выделением тепла и водорода, и может применяться в комбинированных термоэлементах, в топливных элементах для генерации электрического тока, в промышленных и бытовых газогенераторах, в химии, металлургии.