Способ изготовления неавтоклавного пенобетона
Владельцы патента RU 2410364:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (RU)
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных неавтоклавных пенобетонов. В способе изготовления неавтоклавного пенобетона, включающем приготовление смеси из пенообразователя и воды, приготовление сухой смеси из портландцемента, мелкого заполнителя - песка и наполнителя, перемешивание полученных смесей в смесителе, заливку полученной пеномассы в формы и выдержку при температуре +18°С и относительной влажности 100%, в качестве мелкого заполнителя используют речной песок фракции до 0,2 мм, в качестве наполнителя - дефекат свеклосахарного производства, а в качестве пенообразователя - «Пионер 118МЗ», перемешивание полученных обеих смесей осуществляют в турбинном смесителе в течение 4 мин со скоростью 900 мин-1, при следующем соотношении компонентов, кг/м3: портландцемент 203-261, указанный речной песок 166, дефекат свеклосахарного производства 29-87, вода 206 л/м3, пенообразователь «Пионер 118МЗ» 1 л/м3. Технический результат - упрощение и интенсификация процесса производства, снижение его себестоимости. 1 табл.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных неавтоклавных пенобетонов.
Известно, что введение наполнительных добавок в состав портландцемента снижает его прочность, однако это снижение меньше процента введенной добавки. Они снижают стоимость изделия, уменьшают усадочные явления в процессе твердения, участвуют в процессах структурообразования [Бутт Ю.М., Дудеров Г.Н., Матвеев М.А. Общая технология силикатов. - Москва: Стройиздат, 1976 - с.199).
Широко применяемой добавкой при изготовлении ячеистых бетонов является зола-унос, т.к. по химическому составу она состоит из 85-90% окислов кремния, алюминия, железа, кальция и магния, поэтому участвует в процессах структурообразования [Бутт Ю.М., Дудеров Г.Н., Матвеев М.А. Общая технология силикатов. - Москва: Стройиздат, 1976 - с.52].
Известна сырьевая смесь для приготовления пенобетона [Патент РФ №2003119815, МПК С04В 38/10, дата публикации - 27.12.2004 г.], которая состоит из золы-уноса, портландцемента, микрокремнезема с удельной поверхностью более 25000 см2/кг и содержанием аморфного SiO2 90…95%, гипса, воздухововлекающей добавки - моющее средство «Тайга» и пенообразователя - моющее средство «Тайга», стабилизированное жидким стеклом на основе микрокремнезема и воды.
Недостатками этой смеси являются: повышенная плотность изделий при сравнительно низкой прочности, наличие высоких усадочных деформаций, сложность приготовления, обусловленная многокомпонентностью, двухстадийной поризацией и необходимостью тепловлажностной обработки и сушки, повышенное радиационное излучение, неэстетичный внешний вид готовых изделий и сложность аппаратурно-технологического оформления процесса дозирования и поризации сырьевой смеси.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является формовочная смесь для изготовления пенобетона [А.С. №2279415 МПК С04В 38/10, дата публикации - 10.07.2006 г.], приготовленная методом сухой минерализации, включающим перемешивание в сухом виде портландцемента, наполнителя - молотой опоки (удельная поверхность 3700 см2/г) и заполнителя - кварцевого песка, одновременное приготовление пены на основе пенообразователя - алкилсульфатов первичных жирных спиртов, модифицирующей добавки и воды, добавление в полученную пену при постоянном перемешивании в скоростном смесителе ранее приготовленной сухой смеси из портландцемента, наполнителя и заполнителя - песка, укладку формовочной смеси в форму и набор прочности в нормальных условиях при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| портландцемент | 36,74-43,94 |
| кварцевый песок | 18,75-19,1 |
| указанная опока | 0-6,37 |
| указанный пенообразователь | 0,065-0,067 |
| указанная добавка | 0,022-0,023 |
| вода | остальное |
Недостатком этой смеси является многокомпонентность, низкий критерий эффективности, необходимость дополнительной подготовки наполнителя к применению и высокая себестоимость.
Технической задачей изобретения является упрощение и интенсификация процесса производства и снижение его себестоимости за счет экономии портландцемента.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в способе изготовления неавтоклавного пенобетона, включающем приготовление смеси из пенообразователя и воды, приготовление сухой смеси из портландцемента, мелкого заполнителя - песка и наполнителя, перемешивание полученных смесей в смесителе, заливку полученной пеномассы в формы и выдержку при температуре +18°С и относительной влажности 100%, в качестве мелкого заполнителя используют речной песок фракции до 0,2 мм, в качестве наполнителя - дефекат свеклосахарного производства, а в качестве пенообразователя - «Пионер 118МЗ», перемешивание полученных обеих смесей осуществляют в турбинном смесителе в течение 4 мин со скоростью 900 мин-1, при следующем соотношении компонентов, кг/м3:
| портландцемент | 203-261 |
| указанный речной песок | 166 |
| дефекат свеклосахарного производства | 29-87 |
| вода | 206 л/м3 |
| пенообразователь «Пионер 118МЗ» | 1 л/м3 |
Дефекат свеклосахарного производства используют со средним размером частиц 0,84 мм. Химический состав: СаО - 84,96%, SiO2 - 3,18%, Аl2O3 - 5,32%, Fе2О3 - 2,01%, MgO - 2,17%.
Пенообразователь «Пионер 118МЗ» представляет собой водный раствор солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов со стабилизирующими добавками. Ориентирован на производство неавтоклавного ячеистого бетона посредством вспенивания водно-цементной смеси.
Технический результат изобретения заключается в экономии портландцемента, снижении себестоимости, упрощении и интенсификации процесса производства.
Способ получения неавтоклавного пенобетона заключается в следующем.
Сначала готовят смесь пенообразователя «Пионер 118МЗ» и воды, затем готовят сухую смесь, состоящую из портландцемента, речного песка мелкой фракции до 0,2 мм (мелкого заполнителя) и дефеката свеклосахарного производства в количестве 29…87 кг на м3 (наполнителя), а затем обе смеси перемешивают в турбинном смесителе в течение 4 мин со скоростью 900 мин-1, полученную пеномассу заливают в формы и выдерживают при температуре +18°С и относительной влажности 100%, а затем испытают в возрасте 7, 14, 28 суток, готовят неавтоклавный пенобетон при следующем соотношении компонентов, кг/м3:
| портландцемент | 203-261 |
| речной песок фракции до 0,2 мм | 166 |
| дефекат свеклосахарного производства | 29-87 |
| пенообразователь «Пионер 118МЗ» | 1 л/м3 |
| вода | 206 л/м3 |
Способ изготовления неавтоклавного пенобетона поясняется следующими примерами.
Пример 1 (прототип). Сначала перемешивают в сухом виде портландцемент, наполнитель - молотую опоку с удельной поверхностью 3700 см2/г и заполнитель - кварцевый песок, одновременно приготавливают пену на основе пенообразователя - алкилсульфатов первичных жирных спиртов и модифицирующей добавки и воды, добавляют в полученную пену при постоянном перемешивании в скоростном смесителе ранее приготовленную сухую смесь из портландцемента, наполнителя и заполнителя - песка, укладывают формовочную смесь в формы, которая твердеет в нормальных условиях при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| портландцемент | 36,74-43,94 |
| кварцевый песок | 18,75-19,1 |
| указанная опока | 0-6,37 |
| указанный пенообразователь | 0,065-0,067 |
| указанная добавка | 0,022-0,023 |
| вода | остальное |
Пример 2. Сначала готовят смесь пенообразователя и воды, затем сухую смесь из портландцемента, отсеянного речного песка и дефеката свеклосахарного производства и затем обе смеси перемешивают в турбинном смесителе в течение 4 мин. со скоростью 900 мин-1, полученную пеномассу заливают в формы и выдерживают при температуре +18°С и относительной влажности 100%, а затем испытывают в возрасте 7, 14, 28 суток, готовят неавтоклавный пенобетон при следующем соотношении компонентов, кг/м3:
| портландцемент | 232 |
| речной песок фракции до 0,2 мм | 166 |
| дефекат свеклосахарного производства | 58 |
| пенообразователь «Пионер 118МЗ» | 1 л/м3 |
| вода | 206 л/м3 |
Полученный пенобетон анализировали и определяли среднюю плотность, предел прочности при сжатии и критерий эффективности добавки [Касторных, Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2005 - с.131]. Данные анализа представлены в таблице.
| Таблица | ||
| Показатели | Данные анализа по примерам | |
| 1 (прототип) | 2 | |
| Средняя плотность, кг/м3 | 400 | 400 |
| Предел прочности при сжатии, МПа | 1,1 | 1,5 |
| Критерий эффективности, % | - | 88,75 |
Как видно из таблицы, неавтоклавный пенобетон, полученный по предлагаемому способу, позволяет экономить портландцемент без ухудшения свойств пенобетона.
Если изменить соотношение компонентов в большую или меньшую сторону, то показатели качества значительно ухудшаются.
Предложенный способ изготовления неавтоклавного пенобетона позволяет экономить портландцемент, снизить усадочные явления в процессе твердения за счет использования в качестве минерального наполнителя - дефеката свеклосахарного производства (региональный сырьевой компонент), интенсифицировать процесс производства и снизить себестоимость получаемого материала.
Способ изготовления неавтоклавного пенобетона, включающий приготовление смеси из пенообразователя и воды, приготовление сухой смеси из портландцемента, мелкого заполнителя - песка и наполнителя, перемешивание полученных смесей в смесителе, заливку полученной пеномассы в формы и выдержку при температуре 18°С и относительной влажности 100%, отличающийся тем, что в качестве мелкого заполнителя используют речной песок фракции до 0,2 мм, в качестве наполнителя - дефекат свеклосахарного производства, а в качестве пенообразователя - «Пионер 118МЗ», перемешивание полученных обеих смесей осуществляют в турбинном смесителе в течение 4 мин со скоростью 900 мин-1 при следующем соотношении компонентов, кг/м3:
| портландцемент | 203-261 |
| указанный речной песок | 166 |
| дефекат свеклосахарного производства | 29-87 |
| вода л/м3 | 206 |
| пенообразователь «Пионер 118МЗ», л/м3 | 1 |
