легкий бетон
Классы МПК: | C04B38/08 полученные добавлением пористых веществ |
Автор(ы): | Котляр Владимир Дмитриевич (RU), Козлов Александр Владимирович (RU), Бондарюк Анна Григорьевна (RU), Щеголькова Евгения Николаевна (RU), Лотошникова Елизавета Ованесовна (RU), Лапунова Кира Алексеевна (RU), Иванюта Григорий Николаевич (RU) |
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:
20.12.2006 |
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.%:
Цемент | 24,9-29,3 |
Указанная опока | 11,8-20,2 |
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.%:
Цемент | 25,4-30,9 |
Зола-уноса | 6,2-13,1 |
Микросфера | 35,3-41,1 |
Вода | Остальное |
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.%:
Цемент | 24,9-29,3 |
Указанная опока | 11,8-20,2 |
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 | ||||||||||
Порода | П.п.п. | SiO 2 | Al2O 3 | Fe2O 3+FeO | CaO | MgO | SO3 общ. | К2O | Na 2O | SiO2 раст-й в 5% KOH |
Опоки | 1,7-17,6 | 72,3-89,8 | 3,2-12,5 | 1,0-7,6 | 0,1-22,8 | 0,03-5,6 | 0,0-0,55 | 0,6-3,08 | 0,02-1,79 | 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 оболочки | 2490 кг/м 3 |
Средняя плотность гранул | 580 кг/м3 |
Плотность насыпная | 380 кг/м 3 |
Диаметр | 20-200 мкм |
Толщина оболочки | 5-15 мкм |
Теплопроводность ( ) | 0,11-0,125 ВТ/(м·К) |
Прочность на сжатие в цилиндре | 1,8 МПа |
Таблица 2 | ||||||||||||||
Химический состав микросферы. | ||||||||||||||
SiO 2 | Al2 О3 | Fe 2О3 | FeO | К2O | Na2O | CaO | MgO | TiO2 | Р2O5 | SO3 | п.п.п | |||
54,44 | 28,84 | 2,67 | 2,29 | 7,18 | 1,0 | 0,66 | 1,96 | 0,78 | 0,07 | 0,07 | 0,22 | |||
Таблица 3 | ||||||||||||||
Фазово-минеральный состав микросферы. | ||||||||||||||
стекло | муллит | кварц | Показатель преломления стеклофазы | |||||||||||
64 | 24 | 12 | 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 предлагаемый | Физико-механические характеристики | ||||||
Цемент, % | Опока, % | Микросфера, % | Вода, % | Зола-уноса, % | Rсж, МПа | Плотность, кг/м3 | Коэффициент теплопроводности ( ), Вт/(м·К) | |
1 | 22,4 | 20,8 | 36,1 | 20,7 | - | 19,5 | 955 | 0,174 |
2 | 24,9 | 20,2 | 35,1 | 19,8 | - | 22,9 | 979 | 0,187 |
3 | 26,8 | 16,8 | 32,4 | 24,0 | - | 27,0 | 1020 | 0,190 |
4 | 29,3 | 11,8 | 29,8 | 29,1 | - | 23,7 | 1053 | 0,210 |
5 | 31,4 | 12,0 | 28,0 | 28,6 | - | 21,8 | 1110 | 0,270 |
Состав известный | ||||||||
1 | 25,4-30,9 | - | 35,3-41,1 | 20,4-27,6 | 6,2-13,1 | 16-17,1 | 842-876 | 0,180-0,210 |
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) |