Сырьевая смесь для автоклавного пенобетона
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий, используемых в промышленном и гражданском строительстве. Сырьевая смесь для автоклавного пенобетона включает, мас.%: цемент 48,54-49,60, песок 5,82-6,23, протеинсодержащую пенообразующую добавку Addimen Sb-31 0,34-0,36, тонкомолотые золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью Sуд. не менее 300 м2/кг 14,90-15,10, добавку NaF 0,21-0,24, воду 29,13-29,53. Технический результат - повышение прочности при сжатии, понижение коэффициента теплопроводности, повышение коэффициента паропроницаемости. 3 табл.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий, используемых в промышленном и гражданском строительстве.
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/см3) - 9,5-10,3; химическую добавку «ДЭЯ», включающую в себя последрожжевую барду и модификатор - вспученный поризованный продукт с объемным весом 0,5 г/см3 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.
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 (CaSO4·0,5Н2О) - 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.
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 Sуд. не менее 300 м2/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.
Новым является применение добавки NaF и тонкомолотых золошлаковых отходов (таблица 1) от сжигания твердого топлива с Sуд. не менее 300 м2/кг, что позволило получить высокий технический результат, а если Sуд. меньше 300 м2/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, % | |||||||
| SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | СаО | MgO | SO3 | Na2O3 | К2O |
| 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 C12-C19 | 64 |
| изобутиловый спирт (изобутанол) | 2 |
| амины алифатические С7-С9 (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».
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·6SiO2·9Н2O) 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;
песок Sуд.=200 м2/кг;
тонкомолотые золошлаковые отходы с Sуд.=300 м2/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;
песок Sуд.=200 м2/кг;
тонкомолотые золошлаковые отходы с Sуд.>300 м2/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 м3 пенобетона, % | Средняя плотность, в сухом состоянии, кг/м3 | Коэффициент паропроницаемости, µ=мг/м·ч·Па |
Прочность пенобетона в возрасте 28 суток, МПа, Rсж. | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·С°) | ||||||
| Цемент ПЦ М 400 | ППОБ* М-3 | Addimen Sb-31** | NaF*** | Вода | Песок Sуд.=200 м2/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 Sуд.≥300 м2/кг |
Сырьевая смесь для автоклавного пенобетона, включающая цемент, песок, протеинсодержащую пенообразующую добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве протеинсодержащей пенообразующей добавки Addimen Sb-31, и дополнительно добавку NaF, и тонкомолотые золошлаковые отходы от сжигания твердого топлива с удельной поверхностью Sуд. не менее 300 м2/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 |
