смесь для пенобетона

Формула изобретения

Смесь для пенобетона, включающая цемент, известь, песок, золу от сжигания осадка сточных вод, пенообразующую добавку и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит базальтовую фибру, полуводный гипс - CaSO₄·0,5Н ₂O, 20%-ный раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

цемент	51,88-56,52
известь	1,57-2,06
песок	9,84-10,25
зола от сжигания осадка сточных вод	6,41-7,36
пенообразующая добавка	0,18-0,27
базальтовая фибра	0,15-0,17
полуводный гипс - CaSO4·0,5H 2O	1,05-1,54
20%-ный раствор золя ортокремневой
кислоты с рН 3,1-4,0	0,03-0,04
вода	24,25-26,43

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве.

Известен теплоизоляционный бетон, содержащий мас.%: цемент - 43,0-46,2; тонкомолотый шлак металлургического производства (с содержанием Fe(II) не более 4%) - 12,0-14,4; песок - 18,0-15,0; пенообразующую добавку (на основе стеарата натрия плотности 1,15-1,77 г/см ³) - 9,5-10,3; химическую добавку «ДЭЯ» (включает в себя последрожжевую барду и модификатор - вспученный поризованный продукт с объемным весом 0,5 г/см³ в количестве, мас.% 3,0-0,5, представленный кальциймагниевыми силикатами) - 0,4-0,5; алюминиевую пудру - 0,5-0,6; фиброволокно - 1,4-1,8 и воду - 12,0-14,4 (патент РФ №2145315, С04В 38/10, 02.03.1999 г.).

Известен ячеистый бетон, содержащий в мас.%: цемент - 38,0-42,0; песок - 28,0-30,0; известь - 4,2-4,6; комплексную пенообразующую добавку (абиетат натрия C₁₉ H₂₉COONa·3C₁₅ H₂₉COOH - 30,30-33,67; калиевая щелочь КОН - 6,88-7,64; мездровый клей - 10,67-11,83; вода - 34,11-37,86 и соли жирной кислоты - 9,0-18,0) - 0,4-0,7 и воду - 25,4-26,7 (патент РФ №2205814, С04В 38/10, 06.05.2002 г.).

Наиболее близкой к заявленной смеси, выбранной за прототип, является смесь для автоклавного пенобетона, содержащая в мас.%: цемент - 28,7-33,5; известь - 4,6-7,6; песок - 17,5-18,1; золу от сжигания осадка сточных вод - 17,5-18,1; пенообразующую добавку - 0,32-0,33; воду - 26,57-27,18 (патент РФ №2256632, С04В 38/10 от 20.07.2005 г.).

К недостаткам указанных аналогов и прототипа можно отнести недостаточную прочность пенобетона при изгибе, пониженное значение коэффициента звукопоглощения и повышенную усадку пенобетона при твердении.

Задача изобретения - повысить прочность пенобетона при изгибе и значение коэффициента звукопоглощения, уменьшить усадку пенобетона при твердении.

Поставленная задача решается тем, что смесь для пенобетона включает цемент, известь, песок, золу от сжигания осадка сточных вод, пенообразующую добавку и воду - дополнительно вводим базальтовую фибру, полуводный гипс CaSO₄·0,5Н₂ О; 20% раствор золя ортокремневой кислоты рН 3,1-4,0, при следующем соотношении компонентов в мас.%:

цемент	51,88-56,52
известь	1,57-2,06
песок	9,84-10,25
зола от сжигания осадка сточных вод	6,41-7,36
пенообразующая добавка	0,18-0,27
базальтовая фибра	0,15-0,17
полуводный гипс (CaSO4·0,5Н 2О)	1,05-1,54
20% раствор золя ортокремневой
кислоты с рН 3,1-4,0	0,03-0,04
вода	24,25-26,43

На момент подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленная смесь для пенобетона неизвестна и обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существующих признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить указанный технический результат, а именно повышение прочности при изгибе, повышение коэффициента звукопоглощения и уменьшение усадки пенобетона при твердении по сравнению с известным техническим решением.

Новым является новое сочетание известных компонентов, используемых при производстве пенобетона, и их новое количественное соотношение, что позволяет получить указанный технический результат.

По мнению авторов и заявителя, данный состав для пенобетона не известен, и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».

Совместное сочетание золы, полуводного гипса и извести оказывает положительное влияние на формирование безусадочной мелкопоровой структуры пенобетона при твердении. Присутствие золя ортокремневой кислоты связывает избыточное количество Ca(OH)₂, целенаправленно регулируя процесс гашения, и обеспечивает получение безусадочной пенобетонной массы, увеличивая гидратационную активность твердеющей системы. Введение базальтового волокна формирует поры удлиненной формы, которые способствуют большему поглощению и наименьшему отражению звуковой волны, при этом повышается прочность пенобетона при изгибе.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления шумозащитных ограждающих экранов вдоль транспортных магистралей, а также звукопоглощающих элементов ограждающих конструкций в промышленном и гражданском строительстве.

Осуществимость изобретения подтверждена примером конкретного выполнения:

Пример конкретного выполнения:

I. Приготовление смеси для пенобетона

1. Готовят 20% раствор ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0 следующим образом:

1.1 дозируют дистиллированную воду;

1.2 дозируют концентрированный раствор натриевого жидкого стекла с р=1.46 гр/см ³ по ГОСТ 13078-81;

1.3 отдозированные компоненты по п.1.1 и 1.2 помещают в стеклянную емкость и тщательно перемешивают;

1.4 раствор, полученный по п.1.3, пропускают через катионовую колонку и на выходе получают 20% раствор ортокремневой кислоты, который поступает в накопительную емкость.

2. Дозируют:

- Цемент М400

- Известь Са(ОН)₂

- Песок, М_кр 2,0

- Золу от сжигания осадка сточных вод S _уд.=400 м²/кг

- Пенообразующую добавку (протеинсодержащая пенообразующая добавка с комплексным модефикатором М-3, состоящим из соотношения: водная эмульсия канифоли (С=0,04 мас.%)и водный раствор желатина (С=0,1 мас, %), как 1,5:1,0

- Базальтовую фибру с толщиной волокна - 0,1 мм

- Полуводный гипс (CaSO₄ ·0,5Н₂О)

- 20% раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0

- Воду

3. Отдозированные материалы транспортируют в пенобетоносмеситель, где производят перемешивание материалов до получения однородной растворной смеси.

4. Приготовление строительной пены:

Дозируют:

- концентрированный раствор пенообразующей добавки;

- воду;

отдозированные компоненты перемешивают в полиэтиленовой емкости, получая строительный раствор пенообразующей добавки, из которого при помощи пеногенератора получают строительную пену.

5. Получаемую строительную пену при помощи насоса пеногенератора транспортируют в бетоносмеситель, где перемешивают с приготовленной растворной смесью до получения однородной пенобетонной массы.

6. Полученную смесь для пенобетона из пенобетонной массы по п.5 заливают в формы требуемых образцов изделий, твердение которых осуществляется в естественных условиях при положительной температуре, для определения основных физико-механических характеристик в соответствии с требованием ГОСТ 12852-87 "Бетоны ячеистые. Общие требования к методам испытаний", представленных в таблице.

Анализ экспериментальных данных показал, что полученная смесь для пенобетона по сравнению с прототипом отличается: повышенной прочностью при изгибе на 26%; пониженной усадкой при твердении на 42%; и повышенным значением коэффициента звукопоглощения на 28%.

Таблица
Физико-механические свойства пенобетона
№ п/п	Состав сырьевой смеси, мас.%										Прочность при изгибе МПа	Коэф. звукопоглащения	Усадка, мм/м
	Цемент, М400	Известь, Ca(OH) 2	Песок М кр 2,0	Зола	Гипс CaSO4·0,5Н2 О	Базальтовая фибра	20% р-р золя ортокремн. кислоты		Пенообразующая добавка	Вода
							К-во, %	рН
прототип	31,1	6,1	17,8	17,8	-	-	-	-	0,32	26,82	1,8	0,26	0,45
1	56,52	1,57	9,84	6,41	1,05	0,15	0,03	3,1	0,18	24,25	2,28	0,34	0,20
2	54,4	1,815	10,05	6,88	1,29	0,16	0,035		0,23	25,34	2,29	0,35	0,19
3	51,88	2,06	10,25	7,36	1,54	0,17	0,04		0,27	26,43	2,27	0,33	0,21
4	56,52	1,57	9,84	6,41	1,05	0,15	0,03	3,55	0,18	24,25	2,29	0,35	0,19
5	54,2	1,815	10,05	6,88	1,29	0,16	0,035		0,23	25,34	2,3	0,37	0,18
6	51,81	2,06	10,25	7,36	1,54	0,17	0,04		0,27	26,43	2,28	0,34	0,20
7	56,52	1,57	9,84	6,41	1,05	0,15	0,03	4,0	0,18	24,25	2,27	0,32	0,21
8	54,2	1,815	10,05	6,88	1,29	0,16	0,035		0,23	25,34	2,28	0,34	0,20
9	51,81	2,06	10,25	7,36	1,54	0,17	0,04		0,27	26,43	2,26	0,31	0,22