Состав смеси для производства поробетона

Изобретение относится к составам на основе минеральных вяжущих и может найти применение в промышленности строительных материалов при изготовлении блочного и монолитного бетона, полимерцементных растворов, пенобетона, а также шифера. Технический результат изобретения - повышение прочностных характеристик поробетона без увеличения средней плотности, интенсификация схватывания сырьевой смеси в начальные сроки и ускорение набора прочности в ранние сроки твердения. Сырьевая смесь для производства поробетона содержит, мас.%: углеродные кластеры фуллероидного типа 0,0001-0,1; портландцемент 40,0-75,0; пластификатор 0,1-1,0; порообразователь 1,0-10,0; хлорид натрия или калия 0,01-5,0; сульфатированные алюминатный или алюмоферритный цемент 0,1-20,0; капроновое волокно 0,1-15,0; вода остальное. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к составам на основе минеральных вяжущих и может найти применение в промышленности строительных материалов при изготовлении блочного и монолитного бетона, полимерцементных растворов, пенобетона, а также шифера.

Известен состав смеси (Патент US №2005155523 А1), содержащий, мас.%: цемент, углеродные волокна размера 2,5-3,5 дюйма, наноразмера и микронного размера 0,5-3% от веса цемента с диспергирующим агентом - эпоксидным компаундом, шлак и микрокремнезем.

Известен также состав смеси (Патент CN №101239800 А), содержащий: цемент, неметаллические армирующие волокна, суперпластификатор, углеродные нанотрубки.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому составу является состав композиции для получения строительных материалов, в т.ч. поробетонов (Патент RU №2233254 от 27.07.2004 г.) Он содержит минеральное вяжущее, выбранное из группы, включающей цемент, известь, гипс или их смеси, и воду, и дополнительно содержит углеродные кластеры фуллероидного типа с числом атомов углерода 36 и более, при следующем соотношении компонентов в составе (мас.%):

минеральное вяжущее 33-77;

углеродные кластеры трубчатого типа 0,0001-2,0;

вода остальное.

Предусмотрены различные добавки, в т.ч. пенообразователь.

Задачей настоящего изобретения является создание формовочной смеси с технологическими свойствами, позволяющими повысить прочностные характеристики поробетона без увеличения средней плотности, интенсифицировать схватывание сырьевой смеси в начальные сроки и ускорить набор прочности в ранние сроки твердения.

Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь для производства поробетона, включающая портландцемент, порообразующую добавку, микрофибру, воду и углеродные кластеры фуллероидного типа, содержит в качестве микрофибры капроновое волокно, указанные кластеры в виде их водной суспензии и дополнительно - сульфатированные алюминатный или алюмоферритный цемент, пластификатор и хлорид натрия или кальция, или алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углеродные кластеры фуллероидного типа	0,0001-0,1
портландцемент	40,0-75,0
пластификатор	0,1-1,0
порообразователь	1,0-10,0
указанный хлорид	0,01-5,0
сульфатированный указанный цемент	0,1-20,0
капроновое волокно	0,1-15,0
вода	остальное

Также смесь может дополнительно содержать наполнитель, а также дополнительно - заполнитель.

В качестве наполнителя композиция может содержать мелкодисперсные, с диаметром частиц менее 0,1 мм, твердые веществ, полученные путем помола, конденсации или другими способами. Например, это могут быть молотые песок, шлак, например, ферросплавов, доменный, зола, микрокремнезем. Наполнитель используют, например, в количестве не более 60% от массы портландцемента. В качестве армирующих элементов состав смеси содержит капроновое волокно в виде прядей длиной 20-25 мм, состоящих из моноволокон диаметром 0,02 мм. В качестве углеродных кластеров фуллероидного типа используют полидисперсные нанотрубки или их смесь с фуллеренами с числом атомов углерода 36 и более, или полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры фуллероидного типа с межслоевым расстоянием 0,34-0,36 нм и размером частиц 60-200 нм (полученные, например, как это описано в Белоусов В.П. и др. Оптический журнал, 1997, т.69, №12, с.3, Ymamura M. Et al., Japan Y Appl. Phys., 1994, V 33(2), L1016). Армирующие элементы увеличивают прочностные показатели и ударную вязкость изделий. В качестве порообразующих добавок состав может содержать пенообразующие - пенообразователь «Прогресс», сульфонол, ОП-1, газообразующие - алюминиевая пудра, сплавы кремния, например, карбид кремния, пергидроль. В качестве пластификатора можно использовать: суперпластификаторы - С-3, 10-03, - олигомерные продукты поликонденсации, лигоносульфонаты технические, Мелфлюкс РР 100 Ф - на основе поиэтиленгликоля. Состав может содержать заполнители, такие как песок, предпочтительно, размером 0,5-2 мм. Количество заполнителя 0-15% от массы портландцемента. Возможно использование совместно наполнителя и заполнителя в любом их соотношении.

Для экспериментальной проверки заявленного состава были приготовлены 3 варианта, один из которых - контрольный. Смеси готовили следующим образом. Готовили суспензию углеродных кластеров в воде, полученную суспензию смешивали с остальными компонентами. Из смеси готовили образцы для испытаний.

На полученных образцах определяли прочность на сжатие, МПа, по ГОСТ 10180-90.

Из представленных данных видно, что использование предлагаемого состава для производства поробетонов из сырьевых компонентов в указанных пределах позволяет решить поставленную задачу.

Прочностные данные контрольного и заявленных составов смеси приведены в таблице.

Пластификатор - технические лигносульфонаты, хлорид алюминия, смесь углеродных нанотрубок с фуллеренами.

1. Сырьевая смесь для производства поробетона, включающая портландцемент, порообразующую добавку, микрофибру, воду и углеродные кластеры фуллероидного типа, отличающаяся тем, что содержит в качестве микрофибры капроновое волокно, указанные кластеры в виде их водной суспензии и дополнительно - сульфатированные алюминатный или алюмоферритный цемент, пластификатор и хлорид натрия, или кальция, или алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углеродные кластеры фуллероидного типа	0,0001-0,1
портландцемент	40,0-75,0
пластификатор	0,1-1,0
порообразователь	1,0-10,0
указанный хлорид	0,01-5,0
сульфатированный указанный цемент	0,1-20,0
капроновое волокно	0,1-15,0
вода	остальное

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит наполнитель.

3. Смесь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит заполнитель.