теплоэффективный клей

Классы МПК:C04B38/08 полученные добавлением пористых веществ
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Технологический институт "ВНИИжелезобетон" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-10-14
публикация патента:

Изобретение относится к теплоэффективному клею для склеивания особо легких опалубочных элементов из полистиролбетона и ячеистого бетона. Теплоэффективный клей включает композиционное вяжущее на основе портландцемента, активированные техногенные отходы алюмосиликатного состава с удельной поверхностью 3500-4500 см2/г, легкий заполнитель с размером частиц не более 3 мм, воздухововлекающую и модифицированную пластифицирующую добавку. Использование теплоэффективного клея для склеивания обеспечивает требуемые параметры качества по прочности и теплопроводности при минимальной толщине клеевого шва. 2 табл.

Формула изобретения

Теплоэффективный клей, включающий композиционное вяжущее на основе портландцемента и активированных техногенных отходов алюмосиликатного состава, легкий заполнитель, водоудерживающую и модифицированную пластифицирующую добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве активированных техногенных отходов содержит доменный или электротермофосфорный граншлак с повышенной удельной поверхностью 3000-4750 см 2/г и/или бокситовый шлам, и/или конверторный граншлак, измельченный до удельной поверхности 3500-4500 см2 /г, а в качестве легкого заполнителя содержит пенополистирольные гранулы или стеклогранулы, или керамзитовый гравий полифракционного состава, или пенополистирол в виде отхода пиления пенополистирольных массивов, или перлитовый песок, или их двойные или тройные смеси в любых объемных соотношениях, с максимальным размером частиц не более 3 мм, в качестве водоудерживающей добавки содержит вещество, выбранное из метилгидроксиэтилцеллюлозы или метилгидроксипропилцеллюлозы, или редиспергируемых сополимерных порошков мономеров винилацетата или версатата, или акрилата, или этилена с поливиниловым спиртом, в качестве модифицированной пластифицирующей добавки содержит комплексную добавку полифункционального действия, выбранную из пластификатора или смеси пластификаторов, таких как пластификатор на основе поликарбоксилатов в виде водорастворимых солей щелочных и щелочноземельных металлов полиакриловых кислот, или пластификатор на основе продуктов сополимеризации полиакриловых кислот с алиловым или оксиэтилированным алиловым спиртом или малеиновой кислотой в виде тех же водорастворимых солей, или пластификатор на основе натриевых или кальциевых солей сульфированных продуктов поликонденсации нафталина с формальдегидом, или пластификатор на основе тех же солей сульфированных продуктов поликонденсации меламина с формальдегидом, или пластификатор на основе тех же солей сульфированных продуктов поликонденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров теплоэффективный клей, патент № 2495002 -метилстирола или их двойные или тройные смеси в любых соотношениях, модифицированные добавками направленного действия в количестве 0-5 мас.% в виде лигносульфонатов технических (ЛСТ), или водорастворимых формиатов щелочных и щелочноземельных металлов, или гидрофобизирующего агента на основе кремнийорганических соединений, или водных полимерных дисперсий на основе стирола, или бутадиена, или акронитрила, или смолы древесной нейтрализованной омыленной (СДО), или в виде смеси натриевых или триэтаноловых солей сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракций C9 -C14, или смесь тех же солей алкилсерных кислот фракций C10-C16, или смесь тех же солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракций C9-C12 или их двойные или тройные смеси в равных соотношениях при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Композиционное вяжущее 36,0-57,0
Легкий заполнитель 7,5-13,5
Водоудерживающая добавка0,054-0,09
Модифицированная пластифицирующая добавка 0,018-0,042
Вода Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к клеевым композициям для склеивания особо легких опалубочных элементов из полистиролбетона, ячеистого бетона или тяжелого бетона в сборно-монолитном, коттеджном или многоэтажном домостроительстве в виде блоков, стеновых камней, плит, перемычек, а также в качестве герметиков, уплотненных и ремонтных смесей и крепительных составов для декоративно-отделочных работ.

Известна клеевая композиция, включающая полимер, минеральный наполнитель, модификатор и диспергатор-растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: 12,7-32,99 полимера, 40,0-55,0 минерального наполнителя, 0,01-0,3 модификатора и остальное - диспергатор-растворитель. Недостатком известной клеевой композиции является использование в своем составе летучих растворителей, таких как этилацетат, бутилацетат, или бензин, или уайт-спирит, или толуол, или бензол, что в значительной степени приводит к увеличению содержания вредных примесей в атмосфере воздуха и снижению экологической безопасности окружающей среды (Патент РФ № 2109788, клеевая композиция, кл. 6 C09J 11/00, опубл. 25.05.93).

Известна клеевая композиция для строительных работ, включающая, мас.%: 19-23 натриевое жидкое стекло, 3-4,6 30-50%-ный раствор гидрата окиси натрия; 16-24 портландцемент; 29-33 низкокальциевая зола уноса ТЭС; 9,5-16 заполнитель; 2,8-5 противоморозная добавка; 0,5-0,7 гипсовое вяжущее; вода - остальное.

Недостатком известной композиции являются относительно высокая плотность затвердевшего материала и высокая его теплопроводность, а также присутствие в ее составе токсичных компонентов в виде натриевого жидкого стекла и раствора гидрата окиси натрия (Патент РФ № 2199502, кл. 7 C04B 28/26, опубл. 11.05.2000).

Наиболее близкой к заявленной по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления теплоизоляционных изделий, включающая композиционное вяжущее на основе активированных техногенных отходов алюмосиликатного состава, пенополистирольный заполнитель, воздухововлекающую и водоредуцирующую добавки и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: 55-95 активированного техногенного отхода, 0-40 цементного клинкера, 0-5 гипса, 0-5 хлорид натрия, 0-3 водоредицирующей добавки, 1,73-11,37 легкого заполнителя, вода - остальное, при этом смесь в качестве заполнителя содержит пенополистирольный гравий фракции 0-10 мм (Патент РФ № 2169132, кл. C04B 38/08, 7/14, 7,42, опуб. 20.06.2001)

Размер фракции, мм Объем, %Масса, %
5,0-10,015-30 20,0
2,5-5,0 20-3525,0
1,25-2,530-40 32,5
0-1,25 20-3022,5

Недостатком известной композиции является относительно низкая адгезия к основе, а также присутствие в ее составе относительно крупных гранул пенополистирольного заполнителя размером до 10 мм, что не позволяет формировать тонкослойные клеевые соединения толщиной 2-3 мм.

Техническая задача заключается в создании теплоэффективного клея плотностью 600-800 кг/м 3 пониженной теплопроводности для склеивания опалубочных элементов из полистиролбетона и ячеистого бетона при обеспечении требуемых параметров качества по прочности и теплопроводности при минимальной толщине клеевого шва.

Поставленная задача решается тем, что теплоэффективный клей, включающий композиционное вяжущее на основе портландцемента и активированных техногенных отходов алюмосиликатного состава, легкий заполнитель, водоудерживающую и модифицированную пластифицирующую добавку и воду, в качестве активированных техногенных отходов содержит доменный или электротермофосфорный граншлак с удельной поверхностью 3000-4750 см2/г и/или бокситовый шлам, и/или конверторный граншлак, измельченный до удельной поверхности 3500-4500 см2/г или их смесь при массовом соотношении указанных компонентов 1:0,5, модифицированная поверхностно-активным веществом «Лидер-К» в количестве 0,01-0,07% к массе композиционного вяжущего, в качестве легкого заполнителя содержит пенополистирольные гранулы или стеклогранулы, или керамзитовый гравий полифракционного состава, или пенополистирол в виде отхода пиления пенополистирольных массивов, или перлитовый песок или их двойные или тройные смеси в любых объемных соотношениях с максимальным размером частиц не более 3 мм, в качестве водоудерживающей добавки содержит вещество из группы: метилгидроксиэтилцеллюлозу или метилгидроксипропилцеллюлозу, или редиспергируемые сополимерные порошки мономеров винилацетата или версатата, или акрилата, или этилена с поливиниловым спиртом, в качестве модифицированной пластифицирующей добавки содержит комплексную добавку полифункционального действия, отличающуюся тем, что в качестве функционально-активного вещества она содержит компонент из группы: пластификатор на основе поликарбоксилатов в виде водорастворимых солей щелочных и щелочноземельных металлов полиакриловых кислот, или пластификатор на основе продуктов сополимеризации полиакриловых кислот с алиловым или оксиэтилированным алиловым спиртом или малеиновой кислотой в виде тех же водорастворимых солей, или пластификатор на основе натриевых или кальциевых солей сульфированных продуктов поликонденсации нафталина с формальдегидом, или пластификатор на основе тех же солей сульфированных продуктов поликонденсации меламина с формальдегидом, или пластификатор на основе тех же солей сульфированных продуктов поликонденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров а-метилстирола или их двойные или тройные смеси в любых соотношениях, модифицированные добавками направленного действия в количестве 0-5 мас.% в виде лигносульфонатов технических (ЛСТ), или водорастворимых формиатов щелочных и щелочноземельных металлов, или гидрофобизирующего агента на основе кремнийорганических соединений, или водных полимерных дисперсий на основе стирола, или бутадиена, или акронитрила, или смолы древесной нейтрализованной омыленной (СДО), или в виде смеси натриевых или триэтаноловых солей сульфатов моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракций C9-C14 , или смесь тех же солей алкилсерных кислот фракций C10 -C16, или смесь тех же солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракций C9-C12 или их двойные или тройные смеси в равных соотношениях при следующем соотношении компонентов, мас.%: композиционное вяжущее 36,0-57,0; легкий заполнитель 7,5-13,5; водоудерживающая добавка 0,054-0,09; модифицированная пластифицирующая добавка 0,018-0,042; вода - остальное.

При этом максимальная плотность легкого заполнителя не превышает 160 кг/м3.

Предлагаемая теплоэффективная клеевая смесь от известной отличается большей удельной поверхностью композиционного вяжущего, фракционным составом легкого заполнителя, природой водоудерживающей и пластифицирующей добавки, а также соотношением компонентов.

Использование легкого заполнителя с размером частиц не более 3 мм вместо 0-10 мм по прототипу позволяет формировать проектную толщину клеевого соединения при сохранении требуемых параметров качества по прочности и теплопроводности.

В качестве водоудерживающей добавки использовали эфиры целлюлозы из группы эфиров целлюлозы под условным наименованием Mesellose FMC или LK-70M, или их смесь в равных соотношениях, в качестве модифицирующей пластифицирующей добавки использовали пластификатор С-3 на основе натриевых солей полиметиленнафталиновых сульфокислот, а в качестве легкого заполнителя использовали пенополистирольный заполнитель с максимальным размером гранул до 3 мм, плотностью 8-20 кг/м3 или перлитовый песок фракции 0-1,5 мм плотностью 75-100 кг/м3 или их двойные смеси в равных соотношениях.

В качестве поверхностно-активного вещества для композиционного вяжущего использовали вещество под условным наименованием «Лидер-К» по ТУ 2483-005-13923249-2008.

Это позволило получать активированное вяжущее с заданными параметрами по его удельной поверхности, пространственной конфигурации его частиц при минимальных удельных энергетических затратах на процесс активации, а также позволяет получать теплоэффективный клей с заданными физико-механическими и теплофизическими характеристиками.

Состав теплоэффективного клея и его теплофизические характеристики приведены в табл.1 и 2.

Анализ данных показывает, что использование композиционного вяжущего с удельной поверхностью до 4750 г/см 2, легкого пенополистирольного заполнителя в виде гранул размером не более 3 мм, в том числе стеклогранул, керамзитового гравия и перлитового песка и использование предложенной водоудерживающей добавки в сочетании с модифицированной пластифицирующей добавкой полифункционального действия обеспечивает получение теплоэффективного клея плотностью 600-800 кг/м3 с коэффициентом теплопроводности 0,062-0,15 Вт/(м·°C) сопоставимым с теплопроводностью полистиролбетона на уровне 0,06-0,145 Вт/(м·°C) при обеспечении требуемых параметров качества по толщине клеевого шва и его адгезионной прочности.

Сравнительный анализ данных показывает, что толщина клеевого шва по прототипу (см. табл.2, составы 19-21) более чем в 3 раза превышает проектное значение при более низких его прочностных характеристиках.

Использование же технического решения за пределами заявленных условий (см. табл.2, составы 16-18) также не приводит к желаемым результатам. Теплопроводность клеевого шва возрастает в несколько раз по сравнению с предложенным составом.

Источники информации

1. Патент РФ № 2109788, кл. 6 C09J 11/00, опубл. 25.05.1993.

2. Патент РФ № 2199502, кл. 7 C04B 28/26, опубл. 11.05.2000.

3. Патент РФ № 2169132, кл. C04B 38/08, 7/14, 7,42, опуб. 20.06.2001

Таблица 1
Состав теплоэффективного клея
№ № составаСостав смеси теплоэффективного клея, мас., %
Композиционное вяжущееЛегкий заполнитель фракции 0-3 ммВодоудерживающая добавка Модифицированная пластифицирующая добавка Вода
1 36,013,5 (ППГ) 0,09 FMC601500,042 Melfluxl641Fостальное
236,013,5 (РПП) 0,09 FMC15US0,042 Melflux1651Fостальное
336,013,5 (ПРП) 0,09 FMC20700,042 MelmentF10остальное
436,013,5 (СТГ) 0,09 FMC23100,042 СПС-3остальное
536,013,5 (КГ) 0,09 LK-70M0,042 MeImentF15G остальное
646,210,5 (ППГ) 0,072 FMC601500,03 Melflux1641Fостальное
746,210,5 (РПП) 0,072 FMC15US0,03 Melflux1651Fостальное
846,210,5 (ПРП) 0,072 FMC20700,03 MelmentF10остальное
946,210,5 (СТГ) 0,072 FMC23100,03 СПС-3остальное
1046,210,5 (КГ) 0,072 LK-70M0,03 MelmentF15G остальное
1157,07,5 (ППГ) 0,054 FMC601500,18 Melflux1641Fостальное
1257,07,5 (РПП) 0,054 FMC15US0,18 Melflux1651Fостальное
1357,07,5 (ПРП) 0,054 FMC20700,18 MelmentF10остальное
1457,07,5 (СТГ) 0,054 FMC23100,18 СПС-3остальное
1557,07,5 (КГ) 0,054 LK-70M0,18 MelmentF15G остальное
1657,022,766 (строительный песок)0,054 FMC60150 0,18 Melflux1641Fостальное
1757,0 22,766 (строительный песок) 0,054 FMC15US0,18 Melflux1651F остальное
18 57,022,766 (строительный песок) 0,054 FMC20700,18 MelmentF10 остальное
19 53,5711,05 (ППГ*) 0.23 FMC2310- остальное
20 64,285,76 (ППГ*) 0,09 LK70M0,64 Лигнопан Б остальное
21 72,191,76 (ППГ*) 0,08 FMC601500,44 СПС-3 остальное
Примечание: ППГ - пенополистирольные гранулы; РПП - рваный пенополистирол; ПРП - перлитовый песок; СТГ - стеклогранулы; КГ - керамзитовый гравий.
* - составы № 19-21 по прототипу на легком заполнителе (ППГ) фракции 0-1 Омм.

Таблица 2
Теплофизические характеристики теплоэффективного клея
№ № составаПлотность ПСБ, кг/м3Плотность клея, кг/м3Прочность ПСБ при сжатии, МПаПрочность клея при сжатии, МПаАдгезионная прочность клеевого шва, МПа Толщина клеевого шва, ммТеплопроводность в сухом состоянии, Вт/м °C)
ПСБКлеевого шва
1150-200600 0,2-0,253,2 0,09-0,12,30,06 0,02
2 150-200600 0,2-0,253,20,09-0,1 2,00,06 0,065
3 150-2006000,2-0,25 3,20,09-0,1 2,50,060,064
4150-200 6000,2-0,25 3,20,09-0,13,0 0,060,065
5150-200 6000,2-0,253,2 0,09-0,12,2 0,060,062
6250-300700 0,35-0,54,0 0,12-0,1253,0 0,080,085
7250-300700 0,35-0,54,0 0,12-0,1252,5 0,080,082
8250-300700 0,35-0,54,0 0,12-0,1252,3 0,080,085
9250-300700 0,35-0,54,0 0,12-0,1252,0 0,080,09
10250-300700 0,35-0,54.0 0,12-0,1252,7 0,080,09
11400600 1,023,2 0,153,00,1 0,11
12 450700 1,484,00,17 2,50,115 0,12
13 5007502,15 5.10,21 2,00,1250,13
14550 8002,7 5,80,252,7 0,1350,14
15600 8503,426,3 0,273,0 0,1450,15
163001800 0,35-0,525,7 0,1252,30,08 0,58
17 4501800 1,4825,70,17 2,50,115 0,58
18 60018003,42 25,70,27 2,30,1450,58
19300 6000,55 0,550,089,5 0,080,09
20450 7001,501,50 0,1210,0 0,1150,12
21600800 3,523,52 0,189,80,145 0,15
Примечание: составы № 19-21 по прототипу.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2495002

patent-2495002.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