состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения

Классы МПК:C04B38/02 полученные добавлением химических газообразующих средств
C04B38/10 полученные с использованием пенообразователей
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "НеоКомпозит" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-05-05
публикация патента:

Изобретение относится к способу изготовления изделий из ячеистого бетона и к составу сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного теплоизоляционного ячеистого бетона. Состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения содержит, мас.%: портландцемент 63,03-66,06, синтетический пенообразователь 0,15-0,21, газообразователь, содержащий 80% активного алюминия с размером частиц не более 100 нм и 20% полиэтиленгликоля, 0,68-0,74, вода 33,04-36,07. Состав дополнительно содержит модифицирующую нанокристаллическую добавку - корунд в количестве 0,02-0,3 мас.% от массы портландцемента. Способ получения состава по п.1 включает подачу и перемешивание в смесителе миксерного типа сначала пенообразователя с частью воды и портландцемента, а затем в полученную массу при перемешивании - суспензии из указанного газообразователя и части воды. В указанную суспензию дополнительно вводят модифицирующую нанокристаллическую добавку - корунд в количестве 0,02-0,3 мас.% от массы портландцемента. Технический результат - повышение прочности при снижении плотности и теплопроводности, получение ячеистого бетона с оптимизированной поровой структурой. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 пр., 7 табл.

Формула изобретения

1. Состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения, включающий портландцемент, синтетический пенообразователь, газообразователь алюминиевый и воду, отличающийся тем, что газообразователь содержит 80% активного алюминия с размером частиц не более 100 нм и 20% полиэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент63,03-66,06
указанный пенообразователь 0,15-0,21
указанный газообразователь 0,68-0,74
вода 33,04-36,07

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит модифицирующую нанокристаллическую добавку - корунд в количестве 0,02-0,3 мас.% от массы портландцемента.

3. Способ получения состава по п.1, включающий подачу и перемешивание в смесителе миксерного типа сначала пенообразователя с частью воды и портландцемента, затем в полученную массу при перемешивании - суспензии из указанного газообразователя и части воды.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в указанную суспензию дополнительно вводят модифицирующую нанокристаллическую добавку - корунд в количестве 0,02-0,3 мас.% от массы портландцемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу изготовления изделий из ячеистого бетона и к составу сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного теплоизоляционного ячеистого бетона. Изобретение может найти применение в промышленности строительных материалов, в качестве теплоизоляционных стеновых материалов.

Известна смесь для производства ячеистого бетона содержащая по мас.%: вяжущее 27,7, наполнитель 27,7, пенообразователь «пеностром» 0,4, суперпластификатор «С-3» 0,2, вода 44,0.

RU 22536370, 7 С04В 38/02

Недостатком известной смеси является усадочные деформации ячеисто-бетонной смеси, связанные с высокой влажностью смеси и применением наполнителя.

Известна смесь для производства ячеистого бетона, следующего состава, в мас.%: цемент 70, пудра алюминиевая пигментная 12, пудра алюминиевая водорастворимая 12, пластификатор морозостойкий 2, вода 4, в количестве 0,31-1,25% от массы цемента.

Недостатком такого способа является наличие отходов (горбушки), на образование которых расходуется до 10% сырьевых материалов, включая цемент, алюминиевую пудру.

Наиболее близким прототипом является ячеисто-бетонная смесь, содержащая кремнеземистый компонент 40%, вяжущее 40%, газообразователь в виде алюминиевой пудры составляет 10%, с кратностью пены равной 10 единицам

[Завадский В.Ф., Косач А.Ф., Дерябин П.П. Технология получения пеногазобетона // Строительные материалы. 2003. № 6. С.12-13].

Недостатком данного прототипа является применение газообразователя: алюминиевой пудры, не в полной мере способствующего увеличению прочности ячеисто-бетонных изделий, так как при его введении в пеномассу происходят разрывы пенной структуры газовыделением. К тому же алюминиевая пудра характеризуется нестабильностью вспучивания, что приводит к колебаниям его плотности. Еще более неприятным следствием нестабильности вспучивания является вынужденное искусственное снижение практически всех эксплуатационных характеристик ячеистого бетона.

Известен способ приготовления ячеистобетонной смеси в котором растворную часть перемешивают в течение 1-2 мин с технической пеной, взбитой в скоростном смесителе при 600-800 мин-1 , с температурой воды 20-25°С, затем вводят в полученную смесь газообразователь и вновь перемешивают до однородного состояния в течение 1-2 мин.

[Патент РФ № 2001117430, МПК 7 С04В 38/10, 2003].

Недостатками данного способа также являются высокие энергозатраты при получении ячеистого бетона, так как техническую пену получают отдельно и далее перемешивают с растворной частью, что увеличивает себестоимость готовых строительных изделий.

В заявляемом составе и способе получения сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения ставились задачи:

- получить ячеистый материал с оптимизированной поровой структурой при использовании комплексной системы поризации

- осуществить возможность использования в смеси газообразователя с содержанием активного алюминия до 80% и размером частиц не более 100 нм

- повышения прочности ячеистого бетона при снижении плотности и теплопроводности

- производить получение пеносмеси одновременно без разделения на приготовления пены и смеси.

Разработка также направлена на повышение конкурентоспособности ячеисто-бетонных изделий на рынке теплоизоляционных материалов, совершенствование существующих линий по производству пенобетона.

Указанные задачи достигаются тем, что состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения, включающий портландцемент, синтетический пенообразователь, газообразователь алюминиевый и воду, газообразователь содержит 80% активного алюминия с размером частиц не более 100 нм и 20% полиэтиленгликоля, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 63,03-66,06, указанный пенообразователь 0,15-0,21, указанный газообразователь 0,68-0,74, вода 33,04-36,07. Указанный состав дополнительно содержит модифицирующую нанокристаллическую добавку - корунд в количестве 0,02-0,3 мас.% от массы портландцемента. Способ получения состава сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения включает подачу и перемешивание в смесителе миксерного типа сначала пенообразователя с частью воды и портландцемента, затем в полученную массу при перемешивании - суспензии из указанного газообразователя и части воды. В указанную суспензию дополнительно вводят модифицирующую нанокристаллическую добавку - корунд в количестве 0,02-0,3 мас.% от массы портландцемента.

Анализируя проведенные лабораторные исследованиях мы можем сделать вывод о том, что при использовании алюминия активированного в связи с его высокой дисперсностью процесс газовыделения происходит более равномерно и такой же объем газа выделяется в 2-2,5 раза дольше, что обеспечивает отсутствие механических нарушений и как следствие более высокие прочностные показатели системы в целом. При сравнении газообразующей способности алюминия активированного и алюминиевой пудры, при одинаковой массе, было отмечено, что процесс выделения газа у алюминиевой пудры проходит в течение 2,5 минут, характер течения реакции скачкообразный. Алюминий активированный показал более стабильное выделение газа, в течение 6,5 минут, это приводит к тому, что газовыделение происходит равномерно в течение длительного времени без ярко выраженных пиков, поэтому при использовании алюминия активированного реакция газоовыделения протекает равномерно и заканчивается до момента кристаллизации вяжущего, что обеспечивает отсутствие механических нарушений и как следствие более высокие прочностные показатели системы в целом.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения прочности ячеистого бетона при снижении плотности и теплопроводности. Примеры конкретного выполнения. Пример конкретного выполнения 1.

Для получения ячеисто-бетонной смеси и испытания ее пригодности для производства теплоизоляционных ячеистых бетонов был выполнен ряд операций в соответствии с заявляемым способом приготовления сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения.

В качестве вяжущего для получения ячеисто-бетонной смеси использовали цемент ПЦ 500 Д 0 ОАО «Белцемент» соответствующий ГОСТ 31108 - 2003 основные характеристики приведены в таблице 1. В качестве комплексного поризатора использовали синтетический пенообразователь «Пеностром» ТУ 2481-001-22299560-99 основные характеристики приведены в таблице 2 и газообразователь - алюминий активированный, включающий в себя 80 мас.% активного алюминия с размером частиц не более 100 нм и 20 мас.% полиэтиленгликоля. Вода удовлетворяющая требования ГОСТ 23732-79.

Необходимое расчетное количество составляющих компонентов на 1 кг формовочной смеси приведено в таблице 3.

Формовочную смесь пеногазобетона готовили в лабораторных условиях следующим способом: путем подачи в лабораторный смеситель миксерного типа и совместного перемешивания в течение 3-4 мин. пенообразователя «Пеностром» ТУ 2481-001-22299560-99, части воды, портландцемента, затем в полученную массу при перемешивании - суспензии из указанного газообразователя - алюминий активированный и части воды. Далее смесь заливали в металлические формы-кубы 10×10×10 см заполняя их на 2/3 от объема. Образцы твердели в нормальных условиях в течение 28 суток.

Далее образцы-кубы испытывались на прочность, плотность и теплопроводность.

Результаты испытаний представлены в таблице 4.

Пример конкретного выполнения 2.

Для получения ячеисто-бетонной смеси и испытания ее пригодности для производства теплоизоляционных ячеистых бетонов был выполнен ряд операций в соответствии с заявляемым способом приготовления сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения.

В качестве вяжущего для получения ячеисто-бетонной смеси использовали цемент ПЦ 500 Д 0 ОАО «Белцемент» соответствующий ГОСТ 31108 - 2003 основные характеристики приведены в таблице 1. В качестве модификатора структуры использовали нанокристаллический модификатор -корунд, основные характеристики приведены в таблице 5. В качестве комплексного поризатора использовали синтетический пенообразователь «Морпен» ТУ 0258-001-01013393-94 основные характеристики приведены в таблице 2 и газообразователь - алюминий активированный, включающий в себя 80 мас.% активного алюминия с размером частиц не более 100 нм и 20 мас.% полиэтиленгликоля. Вода, удовлетворяющая требования ГОСТ 23732-79.

Необходимое расчетное количество составляющих компонентов на 1 кг формовочной смеси приведено в таблице 6.

Формовочную смесь пеногазобетона готовили в лабораторных условиях следующим способом: путем подачи в лабораторный смеситель миксерного типа и совместного перемешивания в течение 3-4 мин пенообразователя «Морпен» ТУ 0258-001-01013393-94, части воды, портландцемента, затем в полученную массу при перемешивании - суспензии из указанного газообразователя - алюминий активированный, части воды и модифицирующей нанокристаллической добавки - корунд. Далее смесь заливали в металлические формы-кубы 10×10×10 см заполняя их на 2/3 от объема. Образцы твердели в нормальных условиях в течение 28 суток.

Далее образцы-кубы испытывались на прочность, плотность и теплопроводность.

Результаты испытаний представлены в таблице 7.

С учетом проведенные в данной работе исследований, можно сделать вывод о высокой технологичности и конкурентоспособности полученных материалов. Изделия на основе разработанных составов могут изготавливаться как непосредственно на строительной площадке, так и на производственных площадях. Полученный материал твердеет в нормальных условия, при любых размерах массива, практически не проявляя усадочных деформаций.

За счет реальной возможности сочетания в предлагаемом способе преимуществ получения ячеистого бетона по газо- и пено- методу, получаемый материал имеет оптимальную поровую структуру, а именно на 15-20% низкую теплопроводность, на 15-25% более высокие прочностные характеристики, чем существующие аналоги.

Таблица 1
Вид цементаНормальная густота цементного теста, %Сроки схватывания цементного теста нормальной густоты, мин Предел прочности МПа, нормальное твердение
началоконец Rизг/ Rсж
состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3 сут28 сут
ЗАО «Белгородский цемент» 24,10130 1855,5/35,48,3/53,7

Таблица 2
Характеристики продуктовМорпен Пеностром
Внешний вид Однородная жидкость без осадка и расслоения Темно-коричневая жидкость
Плотность при 20°C, кг/м3, в пределах 1050 -12001010-1030
Кинематическая вязкость при 20°C, Мм2 с-1 , не более200 40
Температура застывания, °C, не выше-10-3
Водородный показатель (pH), в пределах 7,0-10,07,5-10,0
Кратность: -4
Низкая, не более20-
Средняя, не менее 60-
Концентрация рабочего раствора, % (об.) не менее:4,0 0,1 -2,0
Устойчивость пены, с, не менее:- 240
Разрушение 50% объема пены средней кратности в 200 дм3 емкости 1200-
Выделение 50% объема жидкости из пены, полученной на стендовой установке180-
Показатель смачивающей способности, с--
Гарантийный срок хранения, мес 3612

Таблица 3
Состав ячеисто-бетонной смеси на 1 м3
Цемент, кг (мас.%) Пенообразователь, кг (мас.%)Газообразователь, кг (мас.%)Вода, кг (мас.%)
200 (66,06) 0,58 (0,19)2,15(0,71) 100 (33,04)
активный алюминий - 1,72 (80)1 этап - 80 (26,43)
полиэтиленгликоль - 0,43 (20) 2 этап - 20 (6,61)

Таблица 4
Свойства теплоизоляционного неавтоклавного пеногазобетона
№ образцаКонцентрация порообразователя (пено+газо), по мас.% Плотность, кг/мтеплопроводность, Прочность, МПа
Контрольный состав на алюминиевой пудре
1состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3650,08 1,1
20,18+0,71390 0,070,9
3состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3940,08 1,1
Среднеесостав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3830,077 1,03
Составы на алюминии активированном
1состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3940,07 1,2
20,15+0,74421 0,081,3
3состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 4080,07 1,5
Среднеесостав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 407,70,073 1,33
Составы на алюминии активированном
1состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3650,058 1,2
20,18+0,71370 0,071,6
3состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3770,062 1,6
Среднеесостав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 370,60,063 1,46
Составы на алюминии активированном
1состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3890,07 1,1
20,21+0,68397 0,0760,9
3состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 4050,06 1,3
Среднеесостав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3970,068 1,1

Таблица 5
Основные свойстваПоказатели
Количество примесей, % Не более 0,01
Размер кристаллов, нмНе более 50
Размер частиц, ммНе более 10
Удельная поверхность, м2/кг 100-600
Плотность, кг/м33000

Таблица 6
Цемент,Корунд, Пенообразователь,Газообразователь, Вода,
кг (мас.%) кг (мас.%)кг (мас.%) кг (мас.%)кг (мас.%)
2000,3 0,582,15 (0,7) активный алюминий - 1,72 (80)103,04 (33,97) 1 этап-80,1 (26,4)
(65,04) (0,1)(0,19) полиэтиленгликоль - 0,43 (20)2 этап - 22,94 (7,57)

Таблица 7
№ образцаМодификатор, в % от массы вяжущегоКонцентрация порообразователя (пено+газо), %Плотность, кг/м3 теплопроводность, Прочность МПа
Контрольный состав на алюминиевой пудре
1 0,160,18+0,71 3850,1 1,0
2состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3900,09 0,9
3 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3900,08 1,1
Среднее состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3880,09 1,0
состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 Составы на алюминии активированном
1 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3900,09 1,5
2 0,02 0,15+0,744320,08 1,4
3 4200,09 1,6
Среднее состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 4140,08 1,5
Составы на алюминии активированном
1состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3330,06 1,8
2 0,16 0,18+0,713500,052 1,6
3 3410,055 1,5
Среднее состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 341,30,056 1,63
Составы на алюминии активированном
1состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3880,09 1,1
2 0,3 0,21+0,684000,076 1,5
3 3980,08 1,3
Среднее состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого   бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси   для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного   твердения, патент № 2500654 3950,082 1,3

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2500654

patent-2500654.pdf

Класс C04B38/02 полученные добавлением химических газообразующих средств

состав керамзитобетонной смеси -  патент 2527974 (10.09.2014)
сырьевая смесь для получения газобетона -  патент 2524361 (27.07.2014)
сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения -  патент 2509737 (20.03.2014)
сырьевая смесь для получения пористого заполнителя -  патент 2497780 (10.11.2013)
сырьевая смесь для приготовления морозостойких стеновых строительных камней и монолитных стен -  патент 2484067 (10.06.2013)
сырьевая смесь для изготовления керамических теплоизоляционных строительных материалов -  патент 2484063 (10.06.2013)
сырьевая смесь для изготовления газобетона -  патент 2484062 (10.06.2013)
способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала -  патент 2483046 (27.05.2013)
способ приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей -  патент 2478595 (10.04.2013)
способ изготовления сырьевой смеси для ячеистого бетона -  патент 2472753 (20.01.2013)

Класс C04B38/10 полученные с использованием пенообразователей

Наверх