сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона

Формула изобретения

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА, включающая среднекальциевый шлак, известь, гипс, кремнеземистый компонент и алюминиевую пудру, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения теплопроводности ячеистого бетона, в качестве кремнеземистого компонента она содержит песчанистый отход литейного производства ("горелую землю") при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Известь - 5 - 25

Гипс - 1 - 5

Песчанистый отход литейного производства ("горелая земля") - 15 - 50

Алюминиевая пудра - 0,1 - 0,04

Среднекальциевый шлак - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных и конструктивно-теплоизоляционных изделий из ячеистых бетонов.

Известна сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая гранулированный шлак, негашеную известь, двуводный гипс [1]

Недостатком данной смеси является невозможность получения ячеистого бетона достаточно высокой прочности в силу отсутствия в смеси кремнеземистой составляющей.

Наиболее близко по технической сущности и достигаемому результату является сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая молотый среднекальциевый (доменный) шлак, известь, кремнеземистый компонент природный песок, гипс, алюминиевую пудру [2]

Известный состав предусматривает включение в смесь кремнезема в виде природного песка. В силу особенностей твердения смеси по этому составу микропористость цементного камня сравнительно невелика. Пониженная микропористость материала межпоровых перегородок является препятствием при получении ячеистого бетона с повышенными теплоизолирующими свойствами, в то время как ячеистый бетон в основном применяется в наружных конструкциях зданий для теплозащиты.

Цель изобретения уменьшение теплопроводности ячеистого бетона.

Это достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая среднекальциевый шлак, известь, гипс, кремнеземистый компонент и алюминиевую пудру, в качестве компонента содержит песчанистый отход литейного производства ("горелую землю") при следующем соотношении компонентов, мас. Известь 5-25 Гипс 1-5

Песчанистый отход

литейного производства ("горелая земля") 15-50 Алюминиевая пудра 0,1-0,04

Среднекальциевый шлак Остальное

Кремнеземистый отход литейного производства "горелая земля" это кварцевый песок, прошедший высокотемпературную обработку. В результате такой обработки зерна песка растрескиваются. Косвенным подтверждением растрескивания является существенно более высокая (в 3 раза) размолоспособность "горелой земли" по сравнению с природным песком. Кроме того, при воздействии высоких температур от расплавленного металла кварц "горелой земли" частично переходит в другие более активные формы кремнезема.

Благодаря повышенной химической активности кремнеземистого компонента в виде "горелой земли" при твердении бетона образуется большее количество мелкокристаллических низкоосновных новообразований, чем при использовании природного песка, что способствует повышению содержания микропористой гелевидной составляющей затвердевшего бетона. Непрореагировавшие зерна "горелой земли" поризованы за счет избыточной трещиноватости, зерна же природного песка, не прошедшие высокотемпературной обработки, характеризуются достаточно высокой плотностью.

Следствием всего этого является улучшение микроструктуры цементирующего вещества ячеистого бетона, в котором природный песок земенен "горелой землей", повышается микропористость межпоровых перегородок, окаймляющих крупные воздушные поры, полученный с помощью порообразователя. Таким образом, на основе природного песка и на основе "горелой земли" можно получить равноплотные бетоны, но с разной дифференциальной пористостью. В случае использования "горелой земли" ячеистый бетон содержит повышенное количество микропор. Как известно, теплопроводность, являясь функцией плотности, в то же время не находится от нее в прямолинейной зависимости и в равноплотных материалах тем ниже, чем выше в них соотношение микро- и макропор.

Предлагаемые пределы соотношения шлака и отхода литейного производства "горелая земля" гарантируют получение ячеистых бетонов высокой прочности в сочетании с пониженными показателями теплопроводности или повышенными показателями теплосопротивления. Увеличение содержания в смеси "горелой земли" сверх 50% должно сопровождаться уменьшением других компонентов. Уменьшение же суммарного количества шлака и извести менее 49% отрицательно скажется на прочность бетона в связи с малым количеством основных компонентов вяжущего в смеси.

Уменьшение в смеси отхода литейного производства "горелой земли" ниже 15% уменьшает эффективность улучшения теплофизических свойств бетона.

Для проверки эффективности предлагаемой композиции были изготовлены образцы ячеистого бетона из сырьевых смесей по прототипу с природным песком и по предлагаемому составу с "горелой землей". Для этого совместному помолу в вибромельнице подвергали смесь граншлака, извести и гипса, а "горелую землю" и песок для смеси по прототипу размалывали в шаровой мельнице отдельно в виде шлама. Удельная поверхность совместномолотой смеси 5000 см²/г, удельная поверхность отдельно молотого песчанистого компонента 2500 см²/г.

Порообразователь алюминиевую пудру, совместно с сульфанолом приготавливали в специальной мешалке в виде водно-алюминиевой суспензии.

В виброгазобетономешалку подавали расчетное количество воды, затем шлам и при постоянном перемешивании вяжущее. После двухминутного перемешивания добавляли алюминиевую суспензию и еще через 1 мин перемешивания производили заливку формы. Вспучивание происходило в течение 6-10 мин. После набора прочности производилась срезка горбушки. Твердение осуществляли в автоклавах по режиму: 1 ч продувка паром; 2 ч подъем давления до 9 атм; 8 ч изотермическая выдержка; 3 ч выпуск пара и в естественных условиях в течение 28 сут.

Для экспериментов по предлагаемому составу и прототипу использовались доменный граншлак и отход литейного производства Западно-Сибирского металлургического комбината (г. Новокузнецк), химический состав которых представлен в табл.1.

В качестве других компонентов использовались известь (ГОСТ 9179-77), песок кварцевый (ГОСТ 8736-85), гипс двуводный (ГОСТ 4013-82), алюминиевая пудра марки ПАП-1 (ГОСТ 5494-71), сульфанол, портландцемент марки 400.

Составы сырьевых смесей по изобретению и прототипу, а также результаты испытаний приведены в табл.2.

Как видно из данных табл.2, использование в качестве кремнеземистого компонента литейного производства "горелая земля" позволяет получить газошлакобетон с улучшенными теплоизолирующими показателями, коэффициент теплопроводности примерно на 30% выше, чем по прототипу при условии равноплотности сравниваемых материалов.

Испытания показали, что ячеистый бетон на основе предлагаемой смеси характеризуется высокими показателями прочности (см. табл.2) и морозостойкости не менее 50 циклов теплосмен без дефектов и потери прочности.