Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона

Авторы патента:

Сычева Анастасия Максимовна (RU)

Соломахин Андрей Сергеевич (RU)

Каменев Юрий Александрович (RU)

Котович Виталий Гендрихович (RU)

Рябова Светлана Сергеевна (RU)

C04B38/10 - полученные с использованием пенообразователей (C04B 38/02 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2758307:

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в условиях повышенных температур. Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона содержит, мас.%: портландцемент 50,40 - 54,30, шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,63 - 0,75, песок с размером зерна не более 0,63 мм 6,10 - 7,78, пенообразователь на протеиновой основе 0,35 - 0,39, базальтовую фибру с длиной волокон 6 - 12 мм 1,50 - 1,70, воду 37,12 - 38,98. Технический результат – повышение прочности на растяжение при изгибе при сохранении коэффициента теплопроводности ячеистого жаростойкого бетона. 1 табл., 1 пр.

Настоящее изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в условиях повышенных температур.

Известна шихта для изготовления легкого жаростойкого бетона, включающая алюмосиликатный легкий заполнитель и цемент, содержит в качестве алюмосиликатного легкого заполнителя керамзит фракции 1-6 мм и фракции 0-1 мм, а в качестве цемента - портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: керамзит фракции 1-6 мм - 30-55, керамзит фракции 0-1 мм - 5-25, портландцемент - 35-45. (RU 2291135, МПК С04В 38/08 (2006.01), 10.01.2007 г.).

Недостатком данной шихты является низкая прочность на растяжение при изгибе и высокий коэффициент теплопроводности.

Наиболее близким техническим решением является шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона предназначенного для теплоизоляции теплогенерирующих аппаратов и термических печей, содержащий вяжущее - высокоглиноземистый цемент 15-30%, глина 40-60%, в качестве наполнителя - бой и лом отработанных шамотных, динасовых и периклазохромитовых огнеупоров, 15-30% синтетический пенообразователь на основе анионактивных поверхностно-активны веществ, воздухововлекающие добавки в бетон и белковые пенообразователи: «Пеностром», «Морпен», «П0-6К», «СДО» и «Неопор», стабилизатор на основе ПВА и карбамидно-формальдегидной жидкости в количестве 1,2-1,7% от массы вяжущего, вода (Болотникова Ольга Васильевна «Жаростойкие ячеистые теплоизоляционные бетоны на минеральном вяжущем»: автореферат дис. кандидата технических наук: 05.23.05 / Пенз. гос. ун-т архитектуры и стр-ва. - Пенза, 2006. - 23 с).

Недостатком известного технического решения является низкая прочность на растяжение при изгибе и высокий коэффициент теплопроводности, а также дорогостоимость сырьевых компонентов.

Настоящее изобретение направлено на изготовление новой шихты для изготовления ячеистого жаростойкого бетона с высокой прочностью на растяжение при изгибе и низким коэффициентом теплопроводности. Технический результат - повышение прочности на растяжение при изгибе и понижение коэффициента теплопроводности.

Технический результат достигается тем, что шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона на портландцементном вяжущем, содержащая песок с размером зерна не более 0,63 мм, шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм, воду, пенообразователь на протеиновой основе «Foamcem», дополнительно содержит базальтовую фибру при следующих соотношениях, мас.%:

Портландцемент	50,40-54,30
Песок	6,10-7,78
Шамотный порошок	0,63-0,75
Пенообразователь на протеиновой основе	0,35-0,39
Базальтовая фибра	1,50-1,70
Вода	37,12-38,98

Введение базальтовой фибры приводит к значительному повышению прочности на растяжении при изгибе, за счет армирования цементного камня, а также к снижению его коэффициента теплопроводности, за счет пониженного коэффициента теплопроводности базальтовой фибры.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Изготовление шихты для изготовления ячеистого жаростойкого бетона на цементном вяжущем.

1. Дозирование и загрузка в смеситель сухих компонентов происходит в следующей последовательности:

- портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 31108-2016;

- мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия» с размером зерна не более 0,63 мм;

- шамотный порошок фракции, с размером частиц не более 0,63 мм;

- вода в соответствии с ГОСТ 23732-79, при этом в воду затворения вводят фибру базальтовую по ТУ 5952-002-13307094-2008, марки БС17-12,7(1/2") р-КВ-13 с длиной волокон 6-12 мм в указанном количестве.

2. Смешивание сырьевых компонентов в смесителе.

3. Поризация смеси за счет отдельно приготовленной пены из раствора пенообразователя. В качестве пенообразователя могут быть применены следующие марки: Addiment SB 31L (торговая марка RENIMENT SB 31L, фирма-изготовитель «SIKA ADDIMENT GmbH» В-69171 Leimen, ФРГ, основа - гидрализаты белков, жидкость темно-коричневого цвета, интервал рН пенообразования: 6-10 (Хитров А.В., автореферат на соискание уч. ст. д. т. н. «Технология и свойства пенобетона с учетом природы вводимой пены». СПб, ПГУПС, 2006)), «FoamCem» (основное активное вещество - протеингидролизат; область применения: вспениватель для приготовления легкого ячеистого бетона; производитель Laston Italiana S.P.A), «Неопор» (фирма-изготовитель Neopor System GmbH, Германия, основа протеиновая, жидкость темного цвета, поверхностное натяжение 45-55 Дж/м², интервал рН пенообразования: 6-8 (Хитров А.В., автореферат на соискание уч. ст. к.т.н. «Получение современных автоклавных пенобетонов с учетом природы вводимых строительных пен». СПб, ПГУПС, 2000).

4. Укладка приготовленной смеси ячеистого бетона в формы;

5. Твердение ячеистого бетона в течение 28 суток нормального твердения;

6. Сушка готовых изделий в течение 48 часов при температуре 100±2°С по ГОСТ 20910-19;

Далее определяются физико-механических характеристики ячеистого бетона - прочность на растяжение при изгибе и коэффициент теплопроводности. Полученные физико-механические характеристики ячеистого жаростойкого бетона представлены в таблице.

Анализ полученных результатов показывает, что жаростойкий ячеистый бетон на основе предлагаемого состава имеет повышенную прочность на растяжение при изгибе и пониженный коэффициент теплопроводности.

Таблица

№	Средняя плотность, кг/м³	Состав	Физико-технические характеристики
Прочность на растяжение при изгибе, МПа	Коэффициент теплопроводности, λ Вт/(м·°С)
Прототип	500	Высокоглиноземистый цемент 7,87 Глина 31,74 Бой и лом отработанных шамотных огнеупоров 15,87 Пенообразователь 0,08 Стабилизатор 0,07 Вода 44,37	0,081	0,12
1	500	Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н 54,30 Мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 с размером зерна не более 0,63 мм 6,10 Шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,63 Пенообразователь на протеиновой основе «FoamСem» 0,35 Базальтовая фибра 1,50 Вода 37,12	0,11	0,11
2	500	Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н 52,35 Мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 с размером зерна не более 0,63 мм 6,94 Шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,69 Пенообразователь на протеиновой основе «FoamСem» 0,37 Базальтовая фибра 1,60 Вода 38,05	0,12	0,10
3	500	Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н 50,40 Мелкий песок по ГОСТ 8736-2014 с размером зерна не более 0,63 мм 7,78 Шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,75 Пенообразователь на протеиновой основе «FoamСem» 0,39 Базальтовая фибра 1,70 Вода 38,98	0,10	0,12

Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона, содержащая цемент, шамотный порошок, пенообразователь на протеиновой основе и воду, отличающаяся тем, что в качестве цемента используют портландцемент, шамотный порошок используют с размером частиц не более 0,63 мм, и дополнительно она содержит песок с размером зерна не более 0,63 мм и базальтовую фибру с длиной волокон 6 - 12 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент	50,40 - 54,30
Песок	6,10 - 7,78
Шамотный порошок	0,63 - 0,75
Пенообразователь на протеиновой основе	0,35 - 0,39
Базальтовая фибра	1,50 - 1,70
Вода	37,12 - 38,98

Способ изготовления строительных блоков // 2757869

Изобретение относится к промышленному производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных блоков, предназначенных для строительства малоэтажных зданий и коттеджей. Способ изготовления строительных блоков включает смешивание компонентов в три этапа: на первом этапе ускоритель твердения соединяют с пенообразователем и перемешивают в течение от 20 до 30 мин, на втором этапе полученный раствор соединяют с предварительно подсушенными при температуре от 60 до 70°С в течение от 15 до 20 мин и измельченными до размера частиц от 3,0 до 5,0 мм корзинками-соцветиями подсолнечника и выдерживают в течение от 40 до 50 мин при непрерывном перемешивании, на третьем этапе полученную смесь соединяют со смесью вяжущего, рисовой лузги и минерального наполнителя и перемешивают в течение от 10 до 15 мин, формование, отверждение и сушку, при следующем соотношении компонентов, мас.%: вяжущее 35,6–37,0, рисовая лузга 24,0–26,2, минеральный наполнитель 3,2–3,5, ускоритель твердения 0,9–1,1, измельченные корзинки-соцветия подсолнечника 29,6–31,3, пенообразователь 3,1–4,5.

Способ изготовления строительных блоков // 2757868

Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона // 2753881

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в условиях повышенных температур. Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона содержит, мас.%: портландцемент 50,79-55,11, песок с размером зерна не более 0,63 мм 7,10-8,89, шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 0,58-1,02, пенообразователь на протеиновой основе 0,35-0,37, золь кремниевой кислоты 0,01-0,03, воду 36,85-38,90.

Способ приготовления пенобетона, сырьевая смесь для приготовления пенобетона и пенобетон // 2742784

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов – к производству ячеистых бетонов, в частности пенобетона, применяемого для любых изделий, более предпочтительно для мелких стеновых блоков производственных помещений, многоэтажных и индивидуальных жилых домов. Способ приготовления пенобетона включает следующие этапы: подачу в пеногенератор воды для приготовления пены, пенообразователя ПБ-Люкс и карбамидоформальдегидной смолы КФ-Ж; перемешивание в пеногенераторе вышеуказанных компонентов до получения пены; перемешивание в бетоносмесителе портландцемента, мелкого заполнителя – кварцевого песка и воды для приготовления однородного раствора требуемой консистенции; подачу в бетоносмеситель с цементным раствором из пеногенератора пены и перемешивание в течение 2-5 минут до получения однородной пенобетонной смеси с образованием пористой структуры; укладку пенобетонной смеси в предварительно смазанные металлические формы; тепловлажностную обработку и/или выдержку в нормальных условиях, при этом компоненты для приготовления пенобетонной смеси используют в следующем соотношении, мас.%: портландцемент 48,5-49,44; мелкий заполнитель – кварцевый песок 19,7-20,0; пенообразователь ПБ-Люкс 0,16-0,18; карбамидоформальдегидная смола КФ-Ж 1,20-1,32; вода для приготовления пены 9,8-10,0; вода для приготовления цементного раствора 19,7-20,0.

Способ приготовления пенобетона, сырьевая смесь для приготовления пенобетона и пенобетон // 2742784

Способ приготовления сухой смеси для производства ячеистого бетона // 2737608

Изобретение относится к области изготовления строительных материалов и может быть использовано для изготовления сухой смеси ячеистого бетона. Способ включает подачу отдозированных компонентов состава сухой смеси в смеситель и их тщательное перемешивание с сухой порообразующей смесью.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2728308

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетонов. Комплексная добавка для пенобетонной смеси содержит, мас.%: эфиры поликарбоксилатов молекулярной массы от 400 до 2000 моль 20, тиосульфат и роданид натрия 10, поливиниловый спирт 0,15, воду - остальное.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2728308

Ультралёгкий минеральный пеноматериал // 2723318

Группа изобретений относится к ультралёгкому минеральному пеноматериалу на основе портландцемента, в частности к способу получения минерального пеноматериала и применению источника соли алюминия для повышения механической стабильности и/или уменьшения разрушения суспензии вспененного цемента. Способ получения минерального пеноматериала включает следующие стадии: (i) раздельное приготовление цементного раствора и водной пены, причём цементный раствор включает воду (W) и портландцемент (C); (ii) контактирование цементного раствора с водной пеной для получения суспензии вспененного цемента; (iii) добавление соли алюминия во время стадии (ii); (iv) отливку суспензии вспененного цемента и выдержку его для схватывания, причём минеральный пеноматериал по существу не включает частиц диаметром D50 < 2 мкм.

Состав и способ изготовления теплоизоляционного бетона // 2759255

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к строительным материалам, в частности теплоизоляционным бетонам, используемым в промышленном, гражданском строительстве, а также в отраслях добычи и транспортировки нефти и газа, в качестве теплоизоляции. Состав для изготовления теплоизоляционного бетона включает, мас.%: цемент 24,45–27,85, тонкомолотую бентонитовую глину 24,45–27,85, пенообразователь 0,30–0,75, коллоидные нанодисперсные полисиликаты натрия с силикатным модулем 6,5 2–4, модификатор грунта «ДС-35» 0,43–0,49, воду 42,97–44,46. Способ изготовления теплоизоляционного пенобетона из указанного выше состава включает засыпку отдозированных сухих тонкомолотых портландцемента и бентонитовой глины в смеситель принудительного перемешивания для совместного сухого смешивания в течение 3-4 минут, последовательную заливку коллоидного нанодисперсного полисиликата натрия с силикатным модулем 6,5, предварительно изготовленного путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1,5 и перемешивания при 95°С в течение 1,5 ч с выдержкой 0,5 ч, и раствор в воде модификатора «ДС-35» для мокрого перемешивания в течение 2-3 минут до образования сметанообразной массы, введение пены для окончательного изготовления пеномассы, ее розлив в формы, выдержку в течение 3 суток и распалубку. Технический результат – снижение расхода цемента, повышение прочности на сжатие и снижение коэффициента теплопроводности бетона. 2 н.п. ф-лы, 4 табл.