легкий бетон

Классы МПК:C04B38/08 полученные добавлением пористых веществ
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Котляр Владимир Дмитриевич (RU),
Козлов Александр Владимирович (RU),
Бондарюк Анна Григорьевна (RU),
Ростовский государственный строительный университет (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-07-25
публикация патента:

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих конструкций. Технический результат - повышение плотности и прочности при сохранении теплопроводности. Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы, воду, дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - опоку при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 24,9-29,3, указанная опока 11,8-20,2, указанные микросферы 29,8-35,1, вода остальное. 4 табл.

Формула изобретения

Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - опоку при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент24,9-29,3
Указанная опока11,8-20,2
Указанные микросферы 29,8-35,1
Вода Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих конструкций.

Известны легкие бетоны на основе цементного вяжущего, крупного и мелкого заполнителя. В качестве заполнителя используются керамзит, термолит, аглопорит, шлаковая пемза, гранулированный шлак, вспученный перлит, вермикулит и др. (Бурлаков Г.С. Технология изделий из легкого бетона: Учеб. пособие для вузов по спец. "Пр-во строит, изделий и конструкций". - М.: Высш. шк., 1986. - 296 с.: ил., Орентрихер Л.П. Бетоны на пористых заполнителях в сборных железобетонных конструкциях. - М.: Высш. шк., 1983. - 144 с.: ил.).

Наиболее близким техническим решением является легкий бетон, патент РФ 2154619, включающий, мас.%:

Цемент25,4-30,9
Зола-уноса6,2-13,1
Микросфера35,3-41,1
ВодаОстальное

Однако данный легкий бетон обладает относительно невысокой прочностью и плотностью.

Сущность изобретения заключается в том, что легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы, воду, дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - опоку при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент24,9-29,3
Указанная опока11,8-20,2
Указанные микросфера 29,8-35,1
Вода Остальное

Введение опоки, осадочной породы биохимического генезиса вместо золы - уноса позволяет повысить плотность и прочность при сохранении теплопроводности бетона.

Характеристики исходных материалов

1. Цемент.

Цемент М 500 по ГОСТ 10178 Новороссийского цементного завода.

2. Опока.

Опоки - легкие плотные тонкопористые кремнистые опал-кристобалитовые породы. Средняя плотность их составляет 1200-1500 кг/м3, пористость достигает 50% (обычно 30-40%).

Опоки - это не чистые силициты, а многокомпонентные системы. Постоянной составляющей их наряду с аморфным кремнеземом являются минералы слюд и гидрослюд, содержащиеся в нормальных разностях до 10-15%. В качестве примеси могут присутствовать песчано-алевритовый и карбонатный материал, частички которого обычно не превышают 0,01 мм. В связи с этим выделяются различные литологические разности кремнистых пород - песчанистые, карбонатные и смешанные. Разнообразие состава обуславливает широкий диапазон физико-технических и технологических свойств. Усредненный химический состав опок приведен в таблице 1.

Россия располагает крупнейшей сырьевой базой кремнистых опал-кристобалитовых пород. Наибольшим распространением среди которых пользуются опоки. На территории Росси опоки широко встречаются в районах Поволжья и Дона, Западной Сибири, на юге России, в центральных и западных областях Европейской части России, Ленинградской области, Дальнем Востоке, Кольском полуострове, на Камчатке.

Таблица 1.
Усредненный химический состав опок
ПородаП.п.п.SiO 2Al2O 3Fe2O 3+FeOCaOMgO SO3 общ. К2ONa 2OSiO2 раст-й в 5% KOH
Опоки 1,7-17,672,3-89,8 3,2-12,51,0-7,60,1-22,8 0,03-5,60,0-0,55 0,6-3,080,02-1,79 12,0-76,0

3. Заполнитель.

Микросфера - компонент золошлаковых смесей - отхода Новочеркасской ГРЭС, выделяемая безреагентной флотацией из золошлаковых смесей ГРЭС. Представляет собой мелкодисперсный неслеживающийся материал серого цвета. Форма гранул сферическая, поверхность гладкая, блестящая. Химический и фазово-минеральный состав приведены в табл.2 и 3

Плотность оболочки2490 кг/м 3
Средняя плотность гранул 580 кг/м3
Плотность насыпная380 кг/м 3
Диаметр 20-200 мкм
Толщина оболочки 5-15 мкм
Теплопроводность (легкий бетон, патент № 2289557 )0,11-0,125 ВТ/(м·К)
Прочность на сжатие в цилиндре 1,8 МПа

Таблица 2
Химический состав микросферы.
SiO 2Al2 О3Fe 2О3 FeOК2O Na2OCaO MgOTiO2 Р2O5 SO3п.п.п
54,4428,84 2,672,29 7,181,0 0,661,96 0,780,070,07 0,22
Таблица 3
Фазово-минеральный состав микросферы.
стекло муллит кварцПоказатель преломления стеклофазы
64 2412 1,512

Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были изготовлены стандартные образцы с различным соотношением вышеперечисленных компонентов.

Образцы изготовлялись следующим образом.

Предварительно смешивались компоненты в сухом состоянии (цемент, опока, микросфера) в соответствующей пропорции из расчета на стандартный образец размерами 10×10×10 см, перемешивание сухой смеси осуществлялось в течение 1 мин. Далее в смесь добавлялась вода затворения и осуществлялось их совместное перемешивание в течение 2 мин. Затем производились формовка и виброуплотнение смеси в форме с пригрузом (22 г/см 2) в течение 1,5 мин. Выдержка смеси перед тепловой обработкой 4 ч. Тепловая обработка паром производилась по режиму 3+6 (95°С)+3. Составы легкого бетона представлены в табл.4. Из данных таблицы следует, что легкий "конструкционно-теплоизоляционный бетон предлагаемого состава обладает более высокой прочностью и плотностью.

Таблица 4
Составы и свойства легкого конструкционно-теплоизоляционного бетона
Состав предлагаемыйФизико-механические характеристики
  Цемент, %Опока, % Микросфера, %Вода, % Зола-уноса, %Rсж, МПаПлотность, кг/м3 Коэффициент теплопроводности (легкий бетон, патент № 2289557 ), Вт/(м·К)
1 22,420,836,1 20,7- 19,59550,174
224,9 20,235,119,8 -22,9 9790,187
326,816,8 32,424,0- 27,010200,190
429,3 11,829,829,1 -23,7 10530,210
531,412,0 28,028,6- 21,811100,270
Состав известный
125,4-30,9 -35,3-41,120,4-27,6 6,2-13,116-17,1 842-8760,180-0,210

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2289557

patent-2289557.pdf

Класс C04B38/08 полученные добавлением пористых веществ

способ приготовления керамзитобетона -  патент 2528794 (20.09.2014)
состав керамзитобетонной смеси -  патент 2527974 (10.09.2014)
способ полусухого прессования гипса -  патент 2525412 (10.08.2014)
сырьевая смесь для изготовления пенобетона -  патент 2524715 (10.08.2014)
сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий -  патент 2522563 (20.07.2014)
сырьевая смесь для изготовления пенобетона -  патент 2521685 (10.07.2014)
этинолеперлитобетон -  патент 2519249 (10.06.2014)
гипсоперлит -  патент 2519146 (10.06.2014)
способ изготовления вспененных строительных материалов -  патент 2517133 (27.05.2014)
теплоизоляционно-конструкционный полистиролбетон -  патент 2515664 (20.05.2014)
Наверх