Строительный материал

Авторы патента:

C04B28/30 - содержащие магнезиальные цементы (цементы на основе оксида магния C04B 28/10)

Владельцы патента RU 2520330:

Вогулкин Владимир Эдуардович (RU)

Изобретение относится к строительной индустрии, в частности к изготовлению деталей, используемых при строительстве зданий и сооружений, в том числе кирпичей, блоков, перемычек для оконных перекрытий и дверных проемов и т.д. Технический результат заключается в расширении ассортимента материалов для несущих строительных конструкций, снижении удельной массы, увеличении прочности, теплопроводности, звукоизоляции, сечения половинного поглощения для гамма- и рентгеновского излучения. Предложен строительный материал, полученный затворением смеси каустического магнезита и вспученного вермикулита с насыпной плотностью от 90 до 250 кг/м³ эффективным количеством водного раствора хлорида магния плотностью 1120÷1290 кг/м³, при этом количество вспученного вермикулита составляет 38,4÷217 кг в расчете на 1 м³, количество каустического магнезита составляет 128÷217 кг в расчете на 1 м³, а объемное соотношение каустического магнезита и вспученного вермикулита составляет 1:3÷4:5. 6 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к строительной индустрии в частности к изготовлению деталей, используемых при строительстве зданий и сооружений, в том числе кирпичей, блоков, перемычек для оконных перекрытий и дверных проемов и т.д.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны сухие строительные смеси на основе портландцемента, глины или извести (см. соответствующие государственные стандарты). Эти материалы обеспечивают удовлетворительную прочность строительных и отделочных элементов, но обладают низким теплосопротивлением и значительной удельной массой.

Для уменьшения удельной массы и улучшения теплоизолирующих свойств в материале могут формировать газовые поры. Однако, газонаполнение материалов на основе портландцемента, глины и извести, как правило, приводит к критическому уменьшению их прочности, увеличению влагопоглощения, снижению морозостойкости (см., например, К.Д. Некрасов, М.Г. Масленникова. Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях. М., 1982, Стройиздат, с.94-125; Майзель И.Л., Сандлер В.Г. Технология теплоизоляционных материалов: Учеб. для обучения рабочих на пр-ве. - М.: Высш. шк., 1988). Газонаполненные материалы могут успешно применяться для тепло- и звукоизоляции, монтажа декоративных стен, однако их применение для изготовления нагруженных элементов строительных конструкций нецелесообразно.

Прочность пористых материалов и материалов с легкими наполнителями может быть увеличена благодаря применению целого ряда известных подходов, например, посредством замены традиционных связующих магнезиальным цементом, имеющим более высокие показатели прочности на сжатие и изгиб и другие преимущества, такие как безусадочность и высокая текучесть.

Дополнительного повышения прочности можно добиться за счет использования высокопрочных пористых частиц, особенно частиц с высоким коэффициентом неравноосности (пористые волокна), обладающих армирующим эффектом.

Из описания к патентам РФ на изобретения №2076082, 2230713, 2126776, 223325, 2222508 и 2399598, из описания к патенту РФ на полезную модель №87725 и из монографии Шульце В., Тишер В., Эттель В.П. Растворы и бетоны на нецементных вяжущих, 1990 г. известны различные материалы на основе магнезиального вяжущего и наполнителя.

Недостаток известных материалов состоит в том, что избыточное количество наполнителя не позволяет изготавливать из них нагруженные строительные конструкции.

Из описания к патенту РФ на полезную модель №51911 известен стеновой материал, содержащий магнезиальный цемент и наполнитель - древесные опилки.

Недостатки ближайшего аналога, препятствующий достижению нижеупомянутого технического результата, состоят в сравнительно низком пределе прочности на изгиб, сравнительно высокой теплопроводности (0,34 Вт/м²·К), сравнительно низкой звукоизоляции и сравнительно низком сечении половинного поглощения по отношению к гамма- и рентгеновским лучам. При этом строительные элементы, изготовленные из известного материала, имеют сравнительно низкое качество поверхности.

Однако, несмотря на известность подходов к устранению отдельных недостатков вышеописанных материалов, поиск конкретных составов, удовлетворяющих всем требованиям, обычно предъявляемым к материалам этого рода (плотность, влагопоглощение, воздухопроницаемость, морозостойкость, долговечность, прочность, трещиностойкость, технологичность, обрабатываемость, низкая теплопроводность и др.), все еще представляет собой сложную задачу.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в расширении ассортимента материалов для несущих строительных конструкций, превосходящего известные материалы на основе магнезиального связующего с наполнителями по сочетанию таких характеристик, как удельная масса, прочность, теплопроводность, звукоизоляция и сечение половинного поглощения для гамма- и рентгеновского излучения.

Технический результат настоящего изобретения состоит в том, что благодаря применению выбора качественного и количественного состава материала, не только решена вышеупомянутая задача, но и появилась возможность исключить различие в коэффициентах температурной деформации материала конструкций и стыков, благодаря тому, что стыки могут быть сформированы из материала того же состава, что и соединяемые элементы.

Вышеуказанная задача решена благодаря тому, что строительный материал получают затворением смеси каустического магнезита и вспученного вермикулита с насыпной плотностью от 90 до 250 кг/м³ эффективным количеством водного раствора хлорида магния плотностью 1120÷1290 кг/м³, при этом количество вспученного вермикулита составляет 38,4÷217 кг в расчете на 1 м³, количество каустического магнезита составляет 128÷217 кг в расчете на 1 м³, а объемное соотношение каустического магнезита и вспученного вермикулита составляет 1:3÷1:5.

В одной из предпочтительных форм выполнения размер частиц вспученного вермикулита составляет менее 20 мм, предпочтительно менее 10 мм, особенно предпочтительно менее 5,0 мм.

В еще одной предпочтительной форме выполнения объемная доля хлорида магния подобрана таким образом, чтобы соответствовать плотности водного раствора в смеси пастообразной консистенции 1120÷1290 кг/м³.

В другой предпочтительной форме выполнения материалу придана форма панели, блока, кирпича, балки.

В одной из предпочтительных форм выполнения получен формованием под избыточным давлением.

В еще одной предпочтительной форме выполнения материал содержит металлическую или полимерную сетку.

В целях дополнительного упрочнения материал может содержать металлическую арматуру.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для получения опытного образца использовали каустический магнезит ПМК-75 по ГОСТ 1216-87 в количестве 128÷217 кг на 1 м³ материала, вспученный вермикулит по ГОСТ 12865-67 в количестве 38,4÷217 кг и затворенный насыщенным водным раствором хлорида магния (бишофита) по ГОСТ 7759-73 с плотностью 1195÷1200 кг/м³. Объемное соотношение магнезита и вспученного вермикулита подбирают в зависимости от желаемых показателей прочности и теплопроводности материала.

Для испытаний изготовили три опытных образца, в первом образце использовали вспученный вермикулит с насыпной массой 100 кг/м³ и минимальной норме ввода вермикулита в конечный продукт, во втором образце использовали вспученный вермикулит при насыпной массе 200 кг/м³ и максимальной норме ввода вермикулита в конечный продукт. Для изготовления третьего образца использовали вспученный вермикулит при насыпной массе 150 кг/м³ и средней норме ввода 92,4 кг.

Жидкую строительную смесь заливают в формы и позволяют затвердеть в течение 3 суток. Изготовленные таким образом бруски 250×250×30 мм подвергают испытаниям.

Ниже приводится таблица сравнительных данных прочности, плотности и коэффициента теплопроводности.

ТАБЛИЦА 1
Результаты испытаний
№ примера	Прочность δ сж МПа	Плотность кг/м³	Теплопроводность Вт/м²·°С
1	25	995	0,23
2	15	600	0,14
3	20	800	0,18

Результаты испытаний и сравнительные характеристики известных материалов и материала по изобретению представлены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 2
Сравнение свойств известных строительных материалов и материала по изобретению
Наименование физических свойств	Группа стеновых материалов
Кирпич керамический и силикатный	Керамзитобетон	Ячеистый бетон	Газосиликатные блоки	Вермикулитобетон	Материал по изобретению
Прочность на сжатие, МПА	7,5÷15,0	5,0÷10,0	5,0÷7,5	2,5÷3,5	2,7÷6,0	15÷25
Прочность на изгиб, МПА	1,5÷3,0	0,8÷1,7	1,4÷1,7	н/д	0,9÷2	более 3,5
Плотность кг/см³	1200÷1800	800÷1000	800	600	300÷600	490÷700
Теплопроводность, Вт/м*К	0,52÷0,86	0,21÷0,33	0,21	0,14	0,16	0,14÷0,23
Водостойкость, % в сутки	8	5÷8	6÷8	до 45	до 25	до 12
Морозостойкость в циклах	35÷50	20÷35	до 40	н/д	25÷35	более 50
Огне- стойкость	стоек	стоек	стоек	стоек	стоек	стоек
Звукоизоляция, ДБ	19÷25	27÷30	39	40	50	45
Радиационная защита	н/д	н/д	н/д	н/д	н/д	задерживает X лучи и гамма-лучи

Примечание: свойства сравнительных материалов в таблице 2 указаны в соответствии с монографиями К.Д. Некрасов, М.Г. Масленникова. Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях. М., 1982, Стройиздат, с.94-125; Майзель И.Л., Сандлер В.Г. Технология теплоизоляционных материалов: Учеб. для обучения рабочих на пр-ве. - М.: Высш. шк., 1988; и Шульце В., Тишер В., Эттель В.П. Растворы и бетоны на нецементных вяжущих, 1990.

Как следует из таблицы 2, панель толщиной 20 см, изготовленная из строительного материала по изобретению, обеспечивает теплоизоляцию, соответствующую кирпичной стене толщиной 1,5 м или бетонной стене толщиной 2 м.

1. Строительный материал, характеризующийся тем, что он получен затворением смеси каустического магнезита и вспученного вермикулита с насыпной плотностью от 90 до 250 кг/м³ эффективным количеством водного раствора хлорида магния плотностью 112÷1290 кг/м³, при этом
количество вспученного вермикулита составляет 38,4÷217 кг в расчете на 1 м³, количество каустического магнезита составляет 128÷217 кг в расчете на 1 м³, а объемное соотношение каустического магнезита и вспученного вермикулита составляет 1:3÷1:5.

2. Материал по п.1, характеризующийся тем, что размер частиц вспученного вермикулита составляет менее 20 мм, предпочтительно менее 10 мм, особенно предпочтительно менее 5,0 мм.

3. Материал по п.1, характеризующийся тем, что объемная доля хлорида магния подобрана таким образом, чтобы соответствовать плотности водного раствора в смеси пастообразной консистенции 1120÷1290 кг/м³.

4. Материал по п.1, характеризующийся тем, что ему придана форма панели, блока, кирпича, балки.

5. Материал по п.1, характеризующийся тем, что он получен формованием под избыточным давлением.

6. Материал по п.1, характеризующийся тем, что он содержит металлическую или полимерную сетку.

7. Материал по п.1, характеризующийся тем, что он содержит металлическую арматуру.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении плит и панелей, предназначенных для внутренней и внешней облицовки промышленных и гражданских зданий, подоконных плит, лестничных ступеней и малых архитектурных форм.

Способ получения теплоизоляционного огнестойкого материала // 2504529

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для производства огнестойких панелей, перегородок, потолков, дверей и других конструктивных элементов, используемых при строительстве гражданских и промышленных зданий, в которых требуется обеспечение пожаробезопасности и безопасности жизнедеятельности человека.

Способ изготовления строительных плит универсального назначения (варианты) // 2504527

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления строительных плит. Изобретение позволит повысить экологическую безопасность строительных плит.

Композиция на основе хлормагнезиального вяжущего // 2501762

Изобретение относится к строительным материалам на основе модифицированного магнезиального вяжущего, которые могут быть использованы при изготовлении стеновых, теплоизоляционных, отделочных изделий, ячеистых бетонов, ксилолитовых и других материалов для гражданского и промышленного строительства.

Композиция для изготовления конструкционного материала // 2466955

Композиция для изготовления конструкционного материала // 2466954

Сырьевая смесь для изготовления строительных материалов // 2464248

Самовыравнивающаяся магнезиальная композиция // 2453516

Изобретение относится к самовыравнивающейся магнезиальной композиции и может найти применение в промышленности строительных материалов для получения литых декоративных изделий, монолитных конструкций типа наливных полов, при тампонировании трещин разрушающихся зданий, а также при производстве сухих смесей для декоративно-художественной отделки зданий и сооружений.

Способ изготовления декоративных изделий с наполнителем из янтаря и/или отходов его переработки (варианты) // 2452715

Изобретение относится к производству декоративных изделий, которые можно использовать для интерьерной отделки, например полы, стены, подоконники, столешницы, мозаичные декоративные панно на стенах зданий с применением наполнителя из янтаря и/или отходов янтарного производства, особенно тех, которые до сих пор не использовались.

Композиционный материал на магнезиальной основе // 2415099

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий, используемых для внутренней и внешней облицовки зданий, производства стеновых блоков, панелей, монолитных конструкций, а также для заделки трещин в зданиях и сооружениях.

Способ изготовления строительных материалов на магнезиальном вяжущем // 2525390

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для производства облицовочных плит (для внутренней и наружной отделки зданий) черепицы, полов, монолитных строительных элементов. Технический результат заключается в улучшении физико-механических характеристик строительных изделий при облегчении веса конструкционных строительных элементов, улучшении декоративных качеств готовых изделий (отсутствие высолов и стабилизация яркости цвета). Способ изготовления строительных материалов на магнезиальном вяжущем включает активацию магнезиального вяжущего, модифицированного заполнителя, пластификатора, пигмента методом механохимической модификации в твердом состоянии в условиях совместного воздействия давления и сдвиговых деформаций. В активированную смесь добавляют водный раствор хлорида магния (водный раствор бишофита) и заполнитель. В качестве магнезиального вяжущего используют каустический магнезит с добавлением электропечного магнезита. В качестве модифицированного заполнителя сырьевая смесь содержит комплексный алюмосиликатный заполнитель, включающий SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Fe2O3, FeO, SO3 в различных комбинациях и соотношениях, модифицированный в твердом состоянии оксидом или солью переходного металла методом механохимической модификации в условиях совместного воздействия давления и сдвиговых деформаций, а также сырьевая смесь может содержать дополнительно слюду и фибры (натуральные, полимерные, металлические, стеклянные), причем отверждение смеси ведут при температуре 10-90°C в течение 1÷14 ч, а макромолекулярные структуры готовых изделий подвергают диффузионному процессу введения эмульсии масло/вода в присутствии поверхностно-активного вещества. 2 табл.

Состав для получения строительного покрытия и способ его нанесения // 2531176

Изобретение относится к получению строительных изделий, в том числе покрытий, и может быть использовано для утилизации крупнотоннажных отходов производства лесной, химической и металлургической промышленности. Состав для получения строительного покрытия и изделий содержит наполнитель и магнезиальное связующее - шлам карналлитовых хлоратов. Согласно изобретению для обеспечения возможности быстрого нанесения состава, смешанного с водой, на покрываемую поверхность в качестве наполнителя используют распушенную целлюлозу и/или распушенный древесный опил в отношении наполнитель к связующему от 30/70 до 80/20%. Предложен способ нанесения состава на поверхность, включающий смешивание состава с водой в процессе распыления воды через воздушную смесь наполнителя и связующего, образующих состав. Для приготовления состава целлюлозную вату или распушенный древесный опил в сухом виде смешивают с измельченным шламом карналлитовых хлоратов. На месте монтажа выдувной машиной смесь подается воздухом по шлангу, на выходном конце которого расположена насадка с форсунками, распыляющими под высоким давлением воду. Смачиваясь, смесь прилипает к любой поверхности за счет отличной адгезии вяжущего. Оптимальное количество воды - порядка 50% от веса магнезиального связующего. Не менее 20% воды необходимы для реакции связующего, а при более 150% нанесенное покрытие слишком долго сохнет. Изобретение позволяет расширить сырьевую базу и снизить затраты на изготовление. 2 н.п. ф-лы.

Сухая композиция на основе шунгита для получения материалов с уникальным сочетанием свойств (шунгилит) // 2540747

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления износостойких водоустойчивых нагревательных покрытий типа самовыравнивающихся теплых безожоговых наливных полов жилых и производственных помещений, спортивных, торговых, выставочных залов, обледеняющихся площадок, лестничных ступеней, пандусов, для изготовления эстетичных литых радиоэкранирующих изделий и конструкций, а также рекомендуется в качестве отделочного материала лечебно-оздоровительных учреждений. Технический результат заключается в повышении коэффициента водостойкости, трещиноустойчивости, прочности, в снижении водопоглощения, истираемости, в повышении адгезии к различным поверхностям. Сухая композиция на основе шунгита для получения материалов с уникальным сочетанием свойств (Шунгилит) включает, мас.%: порошок магнезитовый каустический - 20,3-32,2; порошок бруситовый каустический - 8,7-13,8; порошок поликарбоксилата - 0,5-1,5; порошок сополимера винилацетат/этилен - 0,5-3,0; порошок стеарата цинка - 0,6-1,8; шунгит полидисперсный - остальное. 1 табл.

Способ получения теплоизоляционного огнезащитного строительного материала // 2543845

Изобретение относится к производству теплоизоляционного материала из отходов металлургического, деревоперерабатывающего производства, бытовых отходов и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве. Способ получения теплоизоляционного огнезащитного строительного материала включает обработку нагревом до 150-220°С целлюлозной ваты или распущенного древесного опила, смешивание с молотым шламом карналлитовых хлораторов, охлаждение смеси до 40°С, подачу ее на формование указанного материала распылением воздухом через воздуховод со смачиванием ее водой на выходе из воздуховода при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %: целлюлозная вата или распущенный древесный опил 30-70, указанный шлам карналлитовых хлораторов 30-70. Технический результат - создание экологически чистого материала с упрощенной технологией изготовления.

Теплоизоляционный материал на основе магнезито-карналлитового вяжущего // 2544353

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов, предназначенных прежде всего для жилищного строительства. Технический результат заключается в увеличении прочности, водостойкости, снижении теплопроводности. Теплоизоляционный материал на основе магнезито-карналлитового вяжущего, включающий магнезито-карналлитовое вяжущее, керамзитовый песок фракции 0-1,25 мм, воду и пенообразователь, отличается тем, что содержит не магнезиальное, а магнезито-карналлитовое вяжущее, затворяемое водой, а не раствором хлористого магния. 2 табл.

Теплоизоляционный материал на основе магнезито-карналлитового вяжущего // 2544934

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов, предназначенных для жилищного строительства. Теплоизоляционный материал на основе магнезито-карналлитового вяжущего получен из смеси, включающей, мас.%: магнезито-карналлитовое вяжущее 42-48, молотый до удельной поверхности 1000-1500 см2/г обожженный диатомит 32-38, пенообразователь 0,25-0,35, воду 19,65-19,75. Технический результат - получение теплоизоляционного материала необходимой прочности при снижении его теплопроводности. 3 табл.

Теплоизоляционный материал на основе магнезито-карналлитового вяжущего // 2544935

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов, предназначенных для жилищного строительства. Теплоизоляционный материал на основе магнезито-карналлитового вяжущего получен из смеси, включающей, мас.%: магнезито-карналлитовое вяжущее 47-53, опил 27-33, пенообразователь 0,25-0,35, воду 19,65-19,75. Технический результат - получение теплоизоляционного материала необходимой прочности при снижении его теплопроводности. 3 табл.

Теплоизоляционно-конструкционный материал на основе магнезито-карналлитового вяжущего // 2557025

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов для жилищного и гражданского строительства. Технический результат заключается в удешевлении производства стенового материала. Композиционный материал содержит следующее соотношение компонентов, мас.%: магнезито-карналлитовое вяжущее 56-62, перлит 18-24, воду 19,65-19,75, пенообразователь «ПБ-2000» 0,25-0,35. 1 табл.

Торфосодержащая магнезиальная композиция // 2562632

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий, применяемых для малоэтажного строительства, а также для тепло- и звукоизоляции жилых, административных и промышленных зданий. Технический результат заключается в повышении прочности и водостойкости изделий. Композиция содержит компоненты при следующем соотношении компонентов, мас.%: каустический магнезит - 33-60, торф - 7-22, водный раствор бикарбоната магния - 33-45. 1 табл., 1 пр.

Композиционный материал для отделки (варианты) // 2574744

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении сухих строительных и растворных смесей для внутренней и наружной облицовки зданий. Технический результат заключается в повышении водостойкости, снижении усадочных деформаций, паропроницаемости, регулировании гигроскопичности и повышении морозостойкости. Композиционный материл для наружной отделки содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: магнезиальное вяжущее 30-33, затворитель MgCl2·6H2O 28-30, модифицирующая железосодержащая добавка 3,0-6,0, вспученный вермикулит 10-11%, вода - остальное. Композиционный материл для внутренней отделки содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: магнезиальное вяжущее 20-22, затворитель MgCl2·6H2O 28-30, модифицирующая железосодержащая добавка 3,0-6,0, заполнитель 20-22%, алюминийсодержащая добавка 1,25-2,5, вода - остальное. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.