Способ изготовления смеси для легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии

Авторы патента:

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)

C04B28/04 - портландцементы

C04B14/06 - кварц, песок

C04B103/61 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2788912:

Акционерное общество "Конструкторско-технологическое бюро бетона и железобетона" (RU)

Изобретение относится к способам изготовления смеси для легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии. Способ включает перемешивание цемента, песка, пластифицирующей добавки и воды. При этом в качестве цемента используют портландцемент М400. В качестве песка используют песок кварцевый фракции 0,5. Перед перемешиванием к указанным компонентам добавляют воздухововлекающую добавку, пеностеклогранулят, поверхность которого пассивирована на стадии обжига и вспучивания при температуре 600-700°С порошком каолина и порошком кремнезема, для подавления щелочной коррозии. Техническим результатом является получение легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии, что позволяет использовать цемент с высокой (более 0,6 мас. %) щелочностью, повышение прочности легкого бетона. 1 табл.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления смеси для легкого бетона. Легкие бетоны имеют ряд преимуществ: низкая плотность, малая теплопроводность, возможность использовать вторсырье. Однако использование в их составе легких заполнителей на основе окислов кремния с большой вероятностью вызывает возникновение щелочной коррозии, которая приводит к растрескиванию бетона. Бетонная смесь обычно имеет высокую щелочность среды рН=14 за счет содержания в цементном клинкере свободной гидроокиси кальция, калия и натрия. На поверхности гранул заполнителя (щебень, пеностекло, керамзит и т.п.) имеются включения аморфного кремнезема, который вступает в реакцию со щелочами с образованием гидросиликатов кальция, калия и натрия. Продукты реакции щелочей цемента с заполнителем (гидросиликаты) имеют больший объем чем исходные продукты, они заполняют все поры бетона, а затем начинают разрыхлять бетон что является сутью щелочной коррозией бетона. Также продукты реакции ослабляют и разрыхляют контактную зону «заполнитель - цементная матрица» и снижают прочность бетона.

Известен «Способ получения бетона» Патент №2316521 публикация патента 10.02.2008, где в качестве ингибитора щелочной коррозии используют силикагель. Изобретение относится к производству бетона, содержащего в своем составе стекольный заполнитель (стеклобой) и ингибитор коррозии бетона, способствующий подавлению процессов расширения бетона в результате протекания реакции между щелочами бетона и кремнеземом наполнителя. Способ получения бетона включает перемешивание цемента, песка, стекольного заполнителя, ингибитора коррозии бетона - силикагеля с размером частиц менее 50 мкм в количестве от 4% до 8% от массы цемента - и воды при содержании свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na₂O выше 0.6. Технический результат -предотвращение недопустимого расширения бетона на стекольном заполнителе и обеспечение экологической чистоты производства бетона и бетонных изделий при использовании в качестве ингибитора коррозии доступного и недорогого силикагеля

Известен Патент US 5928420 «Цементная композиция для щелочереактивного заполнителя и для сульфатостойкости» где в качестве ингибитора щелочной коррозии используют кремнезем. Комбинация летучей золы класса С с высоким аналитическим содержанием СаО и порошка кремнезема с гидравлическим цементом, таким как портландцемент, позволяет получить бетон с реактивным заполнителем щелочно-кремнеземного типа, имеющим приемлемое низкое расширение.

В работе «Коррозия бетона при взаимодействии щелочей с диоксидом кремния заполнителя» Розенталь А.Н., Любарская Г.В. (Бетон и железобетон 12 №1) кроме всего прочего в качестве замедлителей щелочной коррозии предлагается использовать, воздухововлекающие добавки, алюмосиликаты. В этом случае активный мелкодисперсный кремнезем быстро реагирует с избытком щелочи с образованием низко основных гидросиликатов щелочных металлов, распределяющихся в поровой структуре цементно песчаной матрице бетона.

Наиболее близкий к предлагаемому способу является «Способ получения материалов из переработанного стекла и цементных композиций» (Method for producing materials from recycled glass and cement composition) Патент US 20050045069 где в качестве ингибитора щелочной коррозии используют кремнезем метакаолин.

Настоящее изобретение обеспечивает способ получения материала из переработанного или отработанного стеклянного материала путем предварительного приготовления смеси, измельченного стекла в цементирующей матрице. В смесь вводят подавитель щелочно-кремнеземной реакции. Отмечается, что для приготовления смеси и объединения компонентов не используются высокотемпературные процессы. Изготавливается форма из изготавливаемого материала, которая в предпочтительных случаях представляет собой прямоугольную плоскую панель. Эта форма предпочтительно покрыта разделительным средством для легкого удаления полученного материала. Смесь заливается в форму, отверждается, а затем удаляется для использования в качестве строительного материала для различных применений. В целом, композиции, используемые в изобретении, являются: 25-79 мас. % стекла;

8-35% по весу цемента, предпочтительно гидравлического цемента, такого как портландцемент типа III;

до 22% по весу подавителя щелочно-кремнеземной реакции Подавителем щелочно-кремнеземной реакции предпочтительно является метакаолин. Другие пуццолановые материалы, такие как летучая зола, доменный шлак и микро кремнезем, могут быть использованы в качестве частичной или полной замены мета каолина. Композиция дополнительно включает диспергатор, присутствующий в количестве до 3% по массе. Диспергатор, используемый в композициях, предпочтительно включает коммерчески доступные диспергаторы бетона на основе поликарбоксилата,

Недостатком предлагаемых способов является недостаточное подавление щелочной коррозии в легких бетонах и как следствие невозможность использования цементов с высоким щелочностью и бетонных смесей с повышенным содержанием цемента для легких бетонов повышенной прочности.

Технической задачей, которая решается заявленным изобретением, является получение легкого бетона устойчивого к щелочной коррозии, что позволяет использовать цемент с высокой (более 0,6% масс) щелочностью и изготавливать легкий бетон с повышенным содержанием цемента (повышенной прочностью).

Технический результат достигается тем, что способ изготовления бетонной смеси для получения легкого бетона устойчивого к щелочной коррозии, содержит одновременно комплекс мер, подавляющих щелочную коррозию, а именно, с известными ранее воздухововлекающей добавкой и порошком кремнезема вводят легкий заполнитель - пеностеклогранулят, поверхность которого обработана (пассивирована) на стадии обжига и вспучивания заполнителя при температуре 600-700°С порошком алюмосиликатов, понижающих активность кремнезема, входящего в состав поверхности пеностеклогранулята.

Стойкость легкого бетона к щелочной коррозии оценивалась по изменении прочности с течением времени. Результаты испытаний легкого бетона устойчивого к щелочной коррозии приведены в таблице 1.

Исходные материалы и состав бетонной смеси:

Портландцемент М400, щелочность 1.0% масс. по ГОСТ 31108-2003. «Цементы общестроительные» 150-200 кг/м³

Песок кварцевый фракции 0,5 - ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ» 250-350; кг/м³

Кремнезем по ГОСТ 9428-73 Технические условия «Кремний оксид» 40-80 кг/м³

Воздухововлекающая добавка по ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетона и строительных растворов» 1-3 кг/м³

Пластифицирующая добавка по ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетона и строительных растворов» 1-3 кг/м³

Пеностеклогранулят по ГОСТ 33676-2015 « Материалы и изделия из пеностекла теплоизоляционные для зданий и сооружений» 100-300 кг/м³ Каолин (алюмосиликат) по ГОСТ 21286- 82 Технические условия «Каолин обогащенный для керамических изделий» 20-40 кг/м³

Вода по ГОСТ 23731-201 Технические условия « Вода для бетонов и строительных растворов» остальное кг/м³

^{Составы образцов:}

Образец №1:Одновременно загружается в смеситель и перемешивается: цемент 200 кг/м³, песок 300 кг/м³, пластифицирующая добавка 2 кг/м³ воздухововлекающая добавка 2 кг/м³, пеностеклогранулят (не пассивированый) 200 кг/м³ вода остальное.

Образец №2:Одновременно загружается в смеситель и перемешивается: цемент 200 кг/м³, песок 300 кг/м³, пластифицирующая добавка 2 кг/м³кремнезем 50 кг/м³ пеностеклогранулят (не пассивированый) 200 кг/м³ вода остальное.

Образец №3:Одновременно загружается в смеситель и перемешивается: цемент 200 кг/м³, песок 300 кг/м³, пластифицирующая добавка 2 кг/м³ кремнезем 50 кг/м³ воздухововлекающая добавка 2 кг/м³ пеностеклогранулят (не пассивированый) 200 кг/м³ вода остальное.

Образец №4: Одновременно загружается в смеситель и перемешивается: цемент 200 кг/м³, песок 300 кг/м³, пластифицирующая добавка 2 кг/м³ кремнезем 50 кг/м³ воздухововлекающая добавка 2 кг/м³ пеностеклогранулят пассивированный каолином 200 кг/м³ вода остальное.

Способ изготовления бетонной смеси для легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии, включающий перемешивание цемента, песка, пластифицирующей добавки и воды, отличающийся тем, что в качестве цемента используют портландцемент М400, в качестве песка используют песок кварцевый фракции 0,5, а перед перемешиванием к указанным компонентам добавляют воздухововлекающую добавку, пеностеклогранулят, поверхность которого пассивирована на стадии обжига и вспучивания при температуре 600-700°С порошком каолина и порошком кремнезема, для подавления щелочной коррозии.

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к способу производства строительных материалов, и может быть использовано, например, в производстве ячеисто-бетонных изделий по автоклавной технологии. Способ включает загрузку ячеистого бетона во внутреннюю среду, ограниченную корпусом автоклава.

Способ получения стеклощелочного вяжущего // 2786468

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении безобжигового, безавтоклавного и бесцементного вяжущего. Технический результат заключается в повышении механической прочности и водостойкости вяжущего.

Состав и способ изготовления сырьевой смеси ячеистых материалов // 2785156

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов, а именно к сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных ячеистых материалов и способу ее приготовления. Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов включает, мас.%: портландцемент марки 500 40-45, заполнитель – керамзит дробленый крупностью 0-5 мм или кварцевый песок с Мк р.

Способ приготовления фибробетонной смеси // 2784750

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления фибробетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в монолитном строительстве, в сборном строительстве. Способ приготовления фибробетонной смеси включает перемешивание портландцемента, мелкого заполнителя, металлической фибры в течение 5 мин, введение воды затворения, суперпластификатора и дополнительное перемешивание в течение 5 мин.

Состав и способ изготовления безобжигового цирконового жаростойкого бетона // 2784296

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из цирконовых безобжиговых жаростойких бетонов, получаемых без предварительного обжига. Технический результат - повышение термической стойкости и водостойкости бетона.

Способ получения газокерамических материалов // 2780914

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к ячеистым керамическим изделиям, и может быть использовано при изготовлении элементов ограждающих строительных конструкций. Способ получения строительных газокерамических материалов включает приготовление шихты путем смешивания воды, газообразователя – перекиси водорода и разжижающе-флюсующей добавки – сухого карбоната натрия с аморфной кремнеземистой породой – размолотой до порошкообразного состояния с величиной удельной поверхности частиц 5000-7000 см2/г опокой, загрузку полученной массы в пластиковую форму, установленную на виброплощадке, вспенивание массы при воздействии вибрации в течение 3-5 мин, извлечение пористого сырца из формы, его сушку и обжиг при температуре 900-920°C, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная опока 64,5-65,3, указанная добавка 0,6-0,8, указанный газообразователь 1,3-2,4, вода – остальное.

Способ приготовления бетонной смеси // 2780905

Изобретение относится к приготовлению бетонных смесей. Способ включает перемешивание заполнителей, цемента, пластифицирующей добавки и предварительно активированной воды.

Бетонная смесь // 2779824

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к бетонной смеси, и может быть использовано для изготовления бетонных конструкций как монолитных, так и сборных, используемых в строительстве. Техническим результатом является разработка простого и эффективного способа получения бетонной смеси с повышенными показателями кубиковой и призменной прочности, модуля упругости, морозостойкости и водонепроницаемости.

Автоклав для производства ячеисто-бетонных изделий // 2778358

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к устройствам автоклавов для производства строительных материалов, и может быть использовано, например, в производстве ячеисто-бетонных изделий по автоклавной технологии. Автоклав включает корпус, образующий внутреннюю среду, блок задания давления Рз(t) в автоклаве, блок измерения давления Равт в автоклаве, вакуумный насос, привод вакуумного насоса с силовым преобразователем частот.

Способ получения пенобетонной смеси // 2778225

Изобретение относится к получению пенобетона, используемого при строительстве и ремонте жилых, промышленных зданий и сооружений, где требуется непрерывная подача пенобетонной смеси. Способ получения пенобетонной смеси включает перемешивание в заданном соотношении цемента с водой, заполнителем - песком фракций меньше или равной 0,315 мм и/или армирующей добавкой - микрофиброй в смесителе-активаторе со скоростью вращения рабочих органов 200 - 500 оборотов в минуту с нагревом смеси до 30 - 45 градусов Цельсия и гидроактивацией цемента при водоцементном соотношении от 0,28 до 034, приготовление пенообразователя перемешиванием в течение одной минуты в емкости концентрата протеинового пенообразователя с водой в соотношении от 1:50 до 1:25 с последующей аэрацией полученного раствора пенообразователя сжатым воздухом под давлением 0,5 - 0,6 МПа в пеногенераторе до образования пены кратностью 20 - 40, получение пенобетонной смеси на месте применения пенобетона посредством перемешивания в смесителе-поризаторе со скоростью вращения рабочих органов 100 - 500 оборотов в минуту в заданном соотношении указанной активированной цементной смеси и полученного раствора пенообразователя.

Архитектурный объект // 2788701

Изобретение относится к области производства элементов из геопластика, в частности «холмов» на детских площадках и при изготовлении архитектурных объектов. Архитектурный объект состоит из основы, выполненной из пенополистирола, которой придана определенная форма, на которую нанесены последовательно слои, в качестве пенополистирола используют листы экструдированного пенополистирола плотностью 25-35 кг/м3, склеенные между собой клей-пеной на основе полиуретана, на указанные листы последовательно нанесены: слой стеклофибробетона с армирующей сеткой, слой грунта, состоящий из скипидара 5 мас.% и полиуретанового клея 95 мас.%, и слой крошки из этилен-пропиленового каучука, перемешанной с полиуретановым клеем при соотношении клея к крошке 1:5, при этом стеклофибробетон получен из смеси, содержащей, мас.%: портландцемент ПЦ500 Д0 22,0-26,0, песок фракции 1,5-3 мм 60,0-65,0, стеклофибру 0,65-0,85, микрокремнезём 2,2-2,6, полимер-акриловую дисперсию 3,0-4,0, воду 5,55-7,5.