фиброцементная смесь

Классы МПК:C04B28/04 портландцементы
C04B16/00 Использование органических материалов в качестве наполнителей, например пигментов, для строительных растворов, бетона или искусственных камней; обработка органического материала, специально предназначенная для усиления его наполняющих свойств в строительных растворах, бетоне или искусственных камнях
C04B111/20 сопротивление химическому, физическому или биологическому воздействию
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ (RU),
Изотов Владимир Сергеевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-01-18
публикация патента:

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно крупноразмерных тонкостенных панелей. Технический результат - повышение прочности на изгиб готового изделия с одновременным снижением расхода портландцемента. Фиброцементная смесь содержит портландцемент, песок кварцевый, целлюлозные волокна, каолин, полиакриламид, полифенилэтоксисилоксан и воду при следующем соотношении компонентов, масс.% на сухое вещество: портландцемент - 19-23, песок кварцевый - 63,9992-68,99995, целлюлозные волокна - 5-6, каолин - 6-7, полиакриламид - 0,00005-0,0001, полифенилэтоксисилоксан - 0,0007-0,0008, при этом степень помола кварцевого песка составляет 210-310 м2/кг, степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35° ШР, степень помола каолина составляет 1300-1400 м2/кг. 1 табл.

Формула изобретения

Фиброцементная смесь, содержащая портландцемент, песок кварцевый, целлюлозные волокна, полиакриламид и каолин, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит полифенилэтоксисилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.% на сухое вещество:

портландцемент19-23
песок кварцевый 63,9992-68,99995
целлюлозные волокна 5-6
каолин6-7
полиакриламид 0,00005-0,0001
полифенилэтоксисилоксан 0,0007-0,0008,


при этом степень помола кварцевого песка составляет 210-310 м2/кг, степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35° ШР, степень помола каолина составляет 1300-1400 м2/кг.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов и может найти применение в производстве крупноразмерных тонкостенных панелей.

Известны асбестоцементные изделия, полученные в результате автоклавного твердения, включающие песчанистый портландцемент с содержанием песка 38-45%, асбестовые волокна и воду (см. Горчаков Г.И, Баженов Ю.М. «Строительные материалы: Учеб. для вузов. - М.: Стройиздат, 1986. - С.618-619).

Недостатком данной смеси является низкая экологичность вследствие канцерогенности асбестовых волокон.

Известен фиброцементный состав для получения композиционного материала, содержащий песок, армирующие волокна, полимер и воду (патент RU 2291846 C1, C04B 26/06 20.01.2007).

Недостатками данного состава являются высокий расход портландцемента и низкая прочность готовых изделий на изгиб. Кроме того, использование в составе пластификатора, пигмента, поверхностно-активного вещества и пеногасителя также повышает его стоимость.

Наиболее близким техническим решением является фиброцементная смесь (патент ЕР 2256099 А2 01.12.2010), содержащая портландцемент, песок кварцевый, целлюлозные волокна, полиакриламид и каолин.

Недостатками данного состава являются высокий расход портландцемента и низкая прочность готовых изделий.

Задачей изобретения является создание фиброцементной смеси, обеспечивающей изделию высокие показатели прочности на изгиб, высокую морозостойкость и низкое водопоглощение.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение прочности на изгиб готового изделия с одновременным снижением расхода портландцемента.

Поставленная задача достигается тем, что фиброцементная смесь, содержащая портландцемент, песок кварцевый, целлюлозные волокна, полиакриламид и каолин, согласно изобретению дополнительно содержит полифенилэтоксисилоксан, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

портландцемент - 19-23,

песок кварцевый - 63,9992-68,99995,

целлюлозные волокна - 5-6,

каолин - 6-7,

полиакриламид - 0,00005-0,0001,

полифенилэтоксисилоксан - 0,0007-0,0008,

при этом степень помола кварцевого песка составляет 210-310 м2/кг, степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35° ШР, степень помола каолина составляет 1300-1400 м2/кг.

Применение полифенилэтоксисилоксана снижает водопоглощение и повышает морозостойкость готового изделия. Помол целлюлозных волокон до 30-35° ШР и помол кварцевого песка до 210-310 м2/кг увеличивает физико-механические характеристики готовых изделий.

Для изготовления смеси использовали следующие материалы:

портландцемент ЦЕМ I 42.5H (ГОСТ 31108-2003);

песок кварцевый молотый Камского месторождения (ГОСТ 8736-93);

в качестве активной минеральной добавки - каолин (ТУ 5729-016-48174985-2003);

в качестве армирующих волокон - целлюлоза хвойная сульфатная небеленая марок НСК, производства ОАО «Соломбальский ЦБК» (СТО 00279189-2-2007, ТУ 13-00279189-06-2001);

полиакриламид (ТУ 6-01-1049-92), для изготовления образцов использовали Besfloc 4045 производства «KOLON LIFE SCIENCE, INC.»;

полифенилэтоксисилоксан (ТУ 2257-441-05763441-2005);

водопроводная питьевая вода, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732.

Предлагаемое изобретение осуществляют по мокрому способу производства фиброцементных изделий следующим образом. Распушивают волокна целлюлозы до получения тонкости помола 30-35° ШР, смешивают их с кварцевым песком, предварительно измельченным до степени помола 210-310 м2/кг, добавляют каолин, предварительно измельченный до степени помола 1300-1400 м2/кг, портландцемент, полиакриламид, полифенилэтоксисилоксан, воду и перемешивают.

Далее осуществляют формование изделий, отфильтровывая воду из фиброцементной смеси до необходимого уплотнения, придавая им заданную форму и размеры, после чего изделия (плиты) подвергают прессованию, при этом водоцементное отношение составляет 0,4 и тепловлажностной обработке в пропарочных камерах. Окончательное твердение изделий производят в автоклавах при давлении пара 0,8-1 МПа и температуре 155-165°С в течение 14 часов. Механическую обработку производят после предварительного или окончательного твердения смеси. Кромки листов обрезают и шлифуют. При необходимости плиты окрашивают или дополнительно наносят декоративный отделочный слой. Прочность образцов на изгиб после автоклавной обработки (Rизг), водополощение (W) и морозостойкость (F) определяют в соответствии с ГОСТ 8747-88.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Компоненты Состав масс.% Средняя плотность г/см3 Rизг, МПа W, %F, циклов
фиброцементная смесь, патент № 2486150 Портландцемент 16 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150
Песок кварцевый (Sуд 190 м2/кг) 71,9999
Волокна целлюлозы (20° ШР) 5,5
1Каолин (Sуд 1200 м2/кг) 6,5 1,59 18,9 16,5 50
Полиакриламид 0,0001
Полифенилэтоксисилоксан 0
Вода (сверх 100%) 6,4
фиброцементная смесь, патент № 2486150 Портландцемент 19 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150
Песок кварцевый (Sуд 210 м2/кг) 69,99995
Волокна целлюлозы (35° ШР) 5
2Каолин (Sуд 1300 м2/кг) 61,62 25,2 16,0 100
Полиакриламид 0,00005
Полифенилэтоксисилоксан 0
Вода (сверх 100%) 7,6
фиброцементная смесь, патент № 2486150 Портландцемент 23 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150
Песок кварцевый (Sуд 310 м2/кг) 63,9992
Волокна целлюлозы (30° ШР) 6
3Каолин (Sуд 1357 м2/кг) 71,62 25,6 3,2 250
Полиакриламид 0,0001
Полифенилэтоксисилоксан 0,0007
Вода (сверх 100%) 9,2

фиброцементная смесь, патент № 2486150 Портландцемент 21 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150
Песок кварцевый (Sуд 310 м /кг) 66,9991
Волокна целлюлозы (35° ШР) 5,5
4Каолин (Sуд 1400 м2/кг) 6,5 1,62 25,9 3250
Полиакриламид 0,0001
Полифенилэтоксисилоксан 0,0008
Вода (сверх 100%) 8,4
фиброцементная смесь, патент № 2486150 Портландцемент 25 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150
Песок кварцевый (Sуд 210 м2/кг) 61,9999
Волокна целлюлозы (30° ШР) 5,5
5Каолин (Sуд 1400 м2/кг) 7,5 1,62 19,2 16 100
Полиакриламид 0,0001
Полифенилэтоксисилоксан 0
Вода (сверх 100%) 10
фиброцементная смесь, патент № 2486150 Портландцемент 21 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150
Песок кварцевый (Sуд 190 м2/кг) 66,999
Волокна целлюлозы (20° ШР) 5,5
6Каолин (Sуд 1200 м2/кг) 6,5 1,57 20,7 2,9 250
Полиакриламид 0,0001
Полифенилэтоксисилоксан 0,0009
Вода (сверх 100%) 8,4
фиброцементная смесь, патент № 2486150 Портландцемент 21 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150 фиброцементная смесь, патент № 2486150
Песок кварцевый (Sуд 190 м2/кг) 67,9991
Волокна целлюлозы (40° ШР) 5,5
7Каолин (Sуд 1500 м2/кг) 5,5 1,59 22,5 3250
Полиакриламид 0,0001
Полифенилэтоксисилоксан 0,0008
Вода (сверх 100%) 8,4

Из приведенных данных следует, что максимальные показатели прочности на изгиб достигаются при содержании волокон целлюлозы при степени помола 30-35° ШР в пределах 5-6%, портландцемента 19-23%, песка кварцевого при степени помола 210-310 м2/кг. Введение каолина в количестве 6-7% приводит к увеличению прочности фиброцементных плит до 25,9 МПа. При введении добавки каолина в количестве менее 6% наблюдается незначительное увеличение прочности. При введении добавки каолина в количестве, превышающем 7%, прочность фиброцементных плит снижается.

Введение в смесь полифенилэтоксислоксана в количестве 0,0007-0,0008% снижает водопоглощение готового изделия с 16 до 3%, повышает морозостойкость с 100 до 250 циклов.

Изделия, полученные согласно предлагаемому изобретению, обладают высокими прочностными характеристиками, морозостойкостью и низким водопоглощением. Кроме того, низкое содержание портландцемента позволит снизить стоимость полученной сырьевой смеси по сравнению с прототипом.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2486150

patent-2486150.pdf

Класс C04B28/04 портландцементы

сырьевая смесь для изготовления материала, имитирующего природный камень -  патент 2528810 (20.09.2014)
сухая строительная смесь -  патент 2528774 (20.09.2014)
cпособ приготовления облегченного кладочного раствора и композиция для облегченного кладочного раствора -  патент 2528323 (10.09.2014)
композиционный строительный материал -  патент 2526083 (20.08.2014)
бетонная смесь -  патент 2525565 (20.08.2014)
бетонная смесь -  патент 2525078 (10.08.2014)
сырьевая смесь для изготовления бетона -  патент 2524699 (10.08.2014)
сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона -  патент 2522589 (20.07.2014)
быстродействующая бетонная смесь для ремонта строительных конструкций -  патент 2522588 (20.07.2014)
бетонная смесь -  патент 2522569 (20.07.2014)

Класс C04B16/00 Использование органических материалов в качестве наполнителей, например пигментов, для строительных растворов, бетона или искусственных камней; обработка органического материала, специально предназначенная для усиления его наполняющих свойств в строительных растворах, бетоне или искусственных камнях

композиционный строительный материал -  патент 2527447 (27.08.2014)
высоконаполненный композиционный материал -  патент 2525074 (10.08.2014)
сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона -  патент 2522589 (20.07.2014)
способ изготовления арболитовых изделий с получением на их поверхности основы для штукатурки -  патент 2517308 (27.05.2014)
торфодревесная формовочная смесь для изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий -  патент 2514973 (10.05.2014)
гипсовые смеси для формирования твердых материалов -  патент 2513736 (20.04.2014)
способ предварительного смешивания и сухого заполнения волокном -  патент 2490223 (20.08.2013)
масса для производства теплоизоляционных плит -  патент 2484040 (10.06.2013)
субстрат мокрого формования с высокой степенью звукопоглощения -  патент 2482084 (20.05.2013)
щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь и способ ее получения -  патент 2476397 (27.02.2013)

Класс C04B111/20 сопротивление химическому, физическому или биологическому воздействию

Наверх