Способ приготовления керамзитобетонной смеси

Авторы патента:

Угляница Андрей Владимирович (RU)

Каргин Алексей Александрович (RU)

Хмеленко Татьяна Владимировна (RU)

Гилязидинова Наталья Владимировна (RU)

C04B40/00 - Способы вообще, для воздействия на свойства составов строительных растворов, бетона или искусственных камней, например их схватывание или твердение (активные ингредиенты C04B 22/00-C04B 24/00; твердение определенных составов C04B 26/00-C04B 28/00; получение пор, ячеек или облегчение C04B 38/00; механические аспекты B28; например кондиционирование материала, перед формованием B28B 17/02)

C04B38/08 - полученные добавлением пористых веществ

C04B38/02 - полученные добавлением химических газообразующих средств

Владельцы патента RU 2544190:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к технологии изготовления керамзитобетонной смеси, ресурсосберегающим технологиям легких бетонов. В способе приготовления керамзитобетонной смеси, включающем подготовку и перемешивание компонентов смеси, перемешивание керамзитобетонной смеси осуществляют в турбулентном бетоносмесителе с частотой вращения ротора не менее 8 сек^-1 и не более 30 сек^-1, вначале в турбулентный бетоносмеситель подают 30% требуемого количества воды затворения и постепенно загружают керамзитовый гравий при работающем турбулентном смесителе и перемешивают в течение 120 сек, далее, в безостановочно работающий турбулентный бетоносмеситель, осуществляют подачу требуемого остатка воды с добавкой лигносульфонатов технических модифицированных и газообразующей добавки ПАК-3, затем загружают золу-унос и цемент, и перемешивают смесь в течение 2-3 мин до получения однородной смеси с требуемой осадкой конуса, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 20,00, керамзит 41,50, суперпластификатор ЛСТМ 0,0312, зола-унос ТЭЦ 17,50, ПАК-3 0,025, вода - остальное. Технический результат - уменьшение технологических операций при производстве керамзитобетонной смеси, повышение морозостойкости, теплоизоляционных свойств и снижение средней плотности керамзитобетона без снижения прочности. 2 табл.

Известен способ производства ячеистой бетонной смеси (Патент №2474493, МПК В28С 5/00, опубл. 10.02.2013), включающий в себя подготовку и перемешивание в смесителе портландцемента, извести с известным значением энтальпии, гипса, воды, кремнеземистого компонента, обратного шлака, алюминиевой пудры, измерения температуры смеси в смесителе в процессе перемешивания, выгрузку смеси из смесителя в форму.

Недостатком данного способа является большое количество технологических операций, многокомпонентность смеси.

Известен способ получения бетона (Патент №2470901, МПК С04В 40/00, С04В 28/26, С04В 111/20 опубл. 27.12.2012), включающий подготовку алюмосиликатного компонента вяжущего, дозирование заполнителя и компонентов вяжущего, их перемешивание, формование изделий, их выдерживание и последующее твердение. Подготовка алюмосиликатного компонента включает в себя совместный помол в шаровой мельнице золы и отвальной золошлаковой смеси в течение 20 мин, формование осуществляется вибрированием.

Недостатком данного способа является большое количество технологических операций.

Известен способ безавтоклавного изготовления газобетонных строительных изделий (Патент №2083535, МПК С04В 38/02, С04В 28/18, С28В 1/50 опубл. 10.07.1997), включающий в себя приготовление бетонной смеси в растворомешалке путем перемешивания сланцезольного вяжущего, кремнеземистого заполнителя (кварцевого песка или каменноугольной золы) и воды с последующим введением в бетонную смесь газообразователя и их перемешивания до получения газобетонной смеси, формование изделий литьем полученной газобетонной смеси в форму и отверждение изделий под действием гидротермальной обработки в пропарочной камере паром низкого давления.

Недостатком данного способа является большое количество технологических операций, позволяющих получить газобетон требуемого качества.

Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение технологических операций при производстве керамзитобетонной смеси с требуемыми технологическими, а в дальнейшем и эксплуатационными свойствами керамзитобетона.

Технический результат достигается тем, что для изготовления керамзитобетонной смеси, включая подготовку и перемешивание компонентов смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 20,00, керамзит 41,50, суперпластификатор ЛСТМ 0,0312, зола-унос ТЭЦ 17,50, ПАК-3 0,025, вода - остальное, согласно изобретению, используют турбулентный бетоносмеситель с частотой вращения ротора не менее 8 сек^-1 и не более 30 сек^-1. Вначале в турбулентный бетоносмеситель подают 30% требуемого количества воды затворения и постепенно загружают керамзитовый гравий при работающем турбулентном смесителе, при этом происходит дробление керамзитового гравия и его активация в течение 120 сек, далее, в безостановочно работающий турбулентный бетоносмеситель, осуществляют подачу требуемого остатка воды с добавкой лигносульфонатов технических модифицированных (далее - суперпластификатор ЛСТМ) и газообразующей добавки ПАК-3 (далее ПАК-3), затем загружают золу-унос и портландцемент, и перемешивают смесь в течение 2-3 мин до получения однородной смеси с требуемой осадкой конуса.

Применение турбулентного смесителя с частотой вращения ротора не менее 8 сек^-1 и не более 30 сек^-1 способствует частичному дроблению керамзитового гравия. При дроблении керамзитового гравия происходит оголение новых поверхностей керамзитового гравия, которые содержат свободные радикалы с ненасыщенной валентностью. Эти свободные радикалы активно взаимодействуют с минералами портландцементного клинкера с образованием новых хемосорбционных соединений на поверхности зерен керамзитового гравия. Эти новые хемосорбционные соединения прочно удерживаются на поверхности керамзитового гравия и на поверхности зерен портландцемента, в результате чего улучшаются прочностные и другие физико-механические свойства керамзитобетона. Оптимальным считается дробление керамзита в течение 120 сек совместно с 30% требуемого количества воды затворения.

Перемешивание керамзитобетонной смеси в турбулентном смесителе в течение 2-3 мин оказывает активирующее действие и на золу-унос, которую загружают совместно с портландцементом после добавления необходимого остатка воды с добавкой суперпластификатора ЛСТМ и ПАК-3. Сферолиты золы-унос подвергаются частичному дроблению, в процессе чего оголяются поверхности золы-унос, содержащие оксид кремния и оксид алюминия. Перечисленные оксиды активно взаимодействуют с гидроксидом кальция, выделяющимся при гидротации трехкальциевого силиката с образованием низкоосновных гидросиликатов и гидроалюминатов кальция, которые значительно улучшают гидрофизические свойства керамзитобетона.

Применение турбулентного смесителя для получения керамзитобетонной смеси оказывает активирующее действие и на зерна портландцемента. Интенсивное перемешивание в турбулентном смесителе активизирует зерна портландцемента за счет их частичного дробления, при этом оголяются новые поверхности негидратированных зерен портландцемента. Эти поверхности, имея свободные радикалы, активно вступают в процессы гидратации с интенсивным образованием новых гидратных соединений. Введение в керамзитобетонную смесь ПАК-3 приводит к образованию структуры цементного камня с равномерно распределенными порами в виде полидисперсных по размеру, замкнутых, деформированных в правильные многогранники с глянцевой поверхностью припорового слоя, разделенных тонкими, но плотными и одинаковыми по сечению межпоровыми перегородками (Добавки в бетоны и строительные растворы: учебно-справочное пособие / Л.И. Касторных. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2007). Подобная структура пор керамзитобетонной смеси способствует повышению теплоизоляционных свойств керамзитобетона и улучшению других физико-механических свойств получаемого керамзитобетона.

Использование турбулентного смесителя способствует также активации газообразователя, что приводит к образованию большого объема пор в керамзитобетонной смеси и снижению средней плотности керамзитобетонной смеси без снижения прочности системы. Таким образом, применение турбулентного смесителя для изготовления керамзитобетонной смеси позволяет получить керамзитобетон с высокими эксплуатационными свойствами.

Таблица 1
Составы керамзитобетонной смеси
Компоненты	Содержание, мас.%:
Состав №1	Состав №2 (оптимальный)	Состав №3
Портландцемент	15,00	20,00	23,00
Керамзит	40,00	41,50	44,00
Зола-унос ТЭЦ	21,50	17,50	15,50
Суперпластификатор ЛСТМ	0,0312	0,0312	0,0312
Газообразующая добавка ПАК-3	0,025	0,025	0,025
Вода	23,444	20,944	17,444
Средняя плотность, кг/м³	1210	1000	1130
Прочность керамзитобетона, кг/см²	75	95	90
Морозостойкость (F), цикл	15	20	20

Технический результат, заявленный в изобретении, достигался на керамзитобетонных образцах со следующим составом: портландцемент, керамзит, зола-унос ТЭЦ, ПАК-3, суперпластификатор ЛСТМ при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 20,00; керамзит 41,50; суперпластификатор ЛСТМ 0,0312; зола-унос ТЭЦ 17,50; ПАК-3 0,025; вода - остальное.

Зависимость характеристик полученных образцов, приготовленных различными способами перемешивания, от параметров перемешивания керамзитобетонной смеси представлены в таблице 2.

Таблица 2
Параметры перемешивания в турбулентном бетоносмесителе.
Сравнительные характеристики	Способ приготовления смеси
№1	№2	№3 (оптимальный)
Частота вращения ротора, сек^-1	7,0	7,5	8,0
Время дробления и перемешивания керамзита с водой, сек	150	135	120
Время перемешивания смеси с золой, суперпластификатором ЛСТМ и ПАК-3, мин	5	4	3
Средняя плотность, кг/м³	1250	1150	1000
Прочность керамзитобетона,	85	90	95
кг/см²
Морозостойкость (F), цикл	15	20	20

Из таблицы 2 видно, что способом приготовления смеси с оптимальными параметрами является способ №3. Сравнивая между собой характеристики керамзитобетонных образцов, приготовленных различными способами, можно сделать вывод, что с уменьшением частоты вращения ротора средняя плотность увеличивается, а прочность снижается. Даже с увеличением времени дробления и перемешивания смеси данная зависимость изменяется незначительно. Поэтому применение бетоносмесителя с частотой вращения ротора 8 сек^-1 и не более 30 сек^-1 (с соответствующим сокращением времени перемешивания керамзитобетонной смеси в установленных выше рамках) является наиболее эффективным для рассматриваемой керамзитобетонной смеси.

Способ приготовления керамзитобетонной смеси, включающий в себя подготовку и перемешивание компонентов смеси, отличающийся тем, что перемешивание керамзитобетонной смеси осуществляют в турбулентном бетоносмесителе с частотой вращения ротора не менее 8 сек^-1 и не более 30 сек^-1, вначале в турбулентный бетоносмеситель подают 30% требуемого количества воды затворения и постепенно загружают керамзитовый гравий при работающем турбулентном смесителе и перемешивают в течение 120 сек, далее, в безостановочно работающий турбулентный бетоносмеситель, осуществляют подачу требуемого остатка воды с добавкой лигносульфонатов технических модифицированных и газообразующей добавки ПАК-3, затем загружают золу-унос и цемент, и перемешивают смесь в течение 2-3 мин до получения однородной смеси с требуемой осадкой конуса, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 20,00, керамзит 41,50, суперпластификатор ЛСТМ 0,0312, зола-унос ТЭЦ 17,50, ПАК-3 0,025, вода - остальное.

Изобретение относится к области изготовления строительных изделий из теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетонов. Технический результат заключается в улучшении прочностных характеристик пенобетона.

Способ получения теплоизоляционного материала на основе древесного наполнителя // 2538004

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу получения теплоизоляционного материала на основе отходов деревообработки. Технический результат заключается в снижении плотности и теплопроводности материала.

Способ производства пеноматериалов и конвейерная линия для его осуществления // 2535548

Изобретение относится к области производства пеноматериалов на основе асбестового, базальтового, углеродного, полиэфирного или полиамидного и других видов неорганических и органических волокон, используемых в области авиа- и судостроения, машиностроении и радиотехнической промышленности.

Способ приготовления строительной смеси // 2535321

Изобретение относится к технологии приготовления строительных смесей, преимущественно мелкозернистых бетонных смесей и строительных растворов, твердеющих в естественных условиях или при тепловлажностной обработке.

Способ получения жидкости затворения цемента // 2533564

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способам обработки жидкости затворения для приготовления бетонной смеси, и направлено на повышение степени гидратации цемента и прочности цементного камня.

Способ активации воды затворения бетонной смеси // 2533516

Изобретение относится к области строительного производства, а именно к способам активации компонентов бетонной смеси, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для приготовления бетонных смесей.

Способ активации воды затворения композитов на основе цемента // 2533506

Изобретение относится к способам активации воды затворения композитов на основе цемента. Техническим результатом является повышение эффективности и степени активации воды для обеспечения ускорения процессов гидратации и набора прочности в ранний период твердения бетона.

Способ получения теплоизоляционного материала // 2531715

Изобретение относится к технологии получения неорганических термостойких, антикоррозионных композиционных материалов при производстве пластиков, антифрикционных и смазочных материалов при изготовлении композиционных материалов для строительной, электротехнической, атомной, машиностроительной и химической промышленностей.

Способ изготовления композиционного материала // 2531411

Изобретение относится к композиционным конструкционным материалам, используемым в подвижных и стационарных частях станков, систем высокоточного монтажа радиоэлектронных компонентов, контрольно-измерительных машин, координатных систем высокой точности и другой прецизионной техники.

Обеспыленная порошкообразная композиция строительного материала // 2531405

Изобретение относится к порошкообразной композиции строительного материала, предпочтительно к сухому строительному раствору промышленного производства и, в особенности, к клеям для плитки, наполнителям для швов, шпаклевкам, гидроизоляционным шламам, ремонтным растворам, выравнивающим растворам, армирующим клеям, клеям для термоизоляционных композитных систем (ТИКС), минеральным штукатуркам, тонким шпаклевкам и системам бесшовного пола, содержащей сложный эфир A) 2-этилгексановой кислоты и B) спирт с точкой кипения, по меньшей мере, в 160°C.

Бетонная смесь // 2543822

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. Технический результат - повышение водостойкости.

Сухая композиция бетона или строительного раствора, содержащая пористые гранулы // 2543016

Группа изобретений относится к сухой композиции бетона или строительного раствора, содержащей пористые гранулы и к бетону или строительному раствору, изготовленному из этой композиции.

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного пенобетона // 2540994

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного пенобетона содержит, мас.%: портландцемент или шлакопортландцемент 24,0-26,0, вспученный перлитовый песок 40,4-44,65, смолу воздухововлекающую экстракционно-канифольную 0,13-0,17, карбоксиметилцеллюлозу 0,13-0,17, суперпластификатор С-3 1,0-1,2, кремнегель 0,05-0,1, воду 30,0-32,0.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2540985

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: размолотую до порошкообразного состояния глину монтмориллонитовую 85,0-90,0, размолотый до порошкообразного состояния глауконит 10,0-15,0.

Бетонная смесь // 2537741

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 24,0-26,0, керамзит фракции 20-40 мм 10,0-15,0, керамзитовый песок 41,4-47,1, суперпластификатор С-3 1,0-1,5, этилсиликонат натрия либо метилсиликонат натрия 1,0-1,5, нарезанное на отрезки 10-20 мм лавсановое волокно 0,1-0,15, воду 15,0-17,0.

Бетонная смесь // 2537733

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. Бетонная смесь, включающая портландцемент, керамзит, керамзитовый песок, воду, дополнительно содержит асбест 6-7 сортов, предварительно распушенный, гипсовое вяжущее, метилсиликонат натрия или этилсиликонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 26,0-30,0; керамзит фракции 20-40 мм 46,0-48,0; керамзитовый песок 5,0-8,5; асбест 6-7 сортов, предварительно распушенный, 0,5-1,0; гипсовое вяжущее 0,5-1,0; метилсиликонат натрия или этилсиликонат натрия 1,0-1,5; вода 15,0-17,0.

Бетонная смесь // 2536535

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству легкого бетона для малоэтажного строительства. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 18,87-21,34, керамзит 41,13-41,56, суперпластификатор ЛСТМ 0,0312, золу-унос ТЭЦ 13,92-18,87, газообразующую добавку ПАК-3 0,022-0,025, железосодержащий шлам - отход химического производства 0,10-0,50, воду - остальное.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2535330

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 82,0-86,0, дробленый и просеянный через сетку с размером отверстий 2,5 мм шунгит 8,0-10,0, дробленый и просеянный через сетку с размером отверстий 2,5 мм волластонит 6,0-8,0.

Керамическая масса // 2531417

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности стеновым керамическим изделиям, и может быть использовано при производстве керамического кирпича и камней.

Способ производства легковесного керамического теплоизоляционного строительного материала // 2530035

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, может использоваться для изготовления блоков, плит, панелей, керамзита. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат и улучшение санитарно-гигиенических условий производства.

Способ приготовления смеси для производства композиционного ячеистого бетона // 2543847

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления неавтоклавного композиционного ячеистого бетона естественного твердения.