формовочная смесь для пенобетона

Формула изобретения

Формовочная смесь для пенобетона, включающая портландцемент, добавку, пенообразователь Унипор и воду, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит расширяющийся компонент - CaO _мод - полученный путем обжига известнякового компонента со щелочесодержащей добавкой в соотношении, мас.%: известняковый компонент 93,0-99,0, щелочесодержащая добавка 1,0-7,0, при температуре 850-1200°С с последующим помолом до удельной поверхности 300-1000 м²/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент	40-60
пенообразователь Унипор	0,1-0,2
указанная добавка	4-7
вода	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к формовочным смесям, и может быть использовано при производстве пенобетонных изделий теплоизоляционного назначения.

Известна сырьевая смесь для изготовления пенобетона, которая содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: портландцемент 30,0-35,0, известковая мука 20,0-24,0, пенообразователь (белковый гидролизат продуктов синтеза микроорганизмов) 0,10-0,16, сульфат металла 0,0039-0,0062, вода - остальное (пат. 2188808, РФ, МПК ⁷ C04B 38/10, 2002 г.).

Недостатком указанной сырьевой смеси является наличие усадки пенобетонных изделий.

Известна формовочная смесь для приготовления пенобетона и изделий из нее, которая содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: портландцемент 36,74-43,94, кварцевый песок 18,75-19,1, молотая опока с удельной поверхностью 3700 см²/г 0-6,37, пенообразователь (алкилсульфаты первичных жирных спиртов) 0,065-0,067, модифицированная добавка на основе конденсированных фенолов 0,022-0,023, вода - остальное (пат. 2279415, РФ, МПК⁷ C04B 38/10, 2006 г.).

Недостатком указанной сырьевой смеси является сложный сырьевой состав, высокая плотность пенобетона.

Наиболее близким аналогом предлагаемой формовочной смеси для пенобетона является формовочная смесь для изготовления пенобетона, которая содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: портландцемент 30-35,4, химически чистый мел 8,4-11, карьерный кварцевый песок 14-29,3, пенообразователь «Унипор» 0,5-0,7, вода - остальное (пат. 2199507, РФ, МПК⁷ C04B 38/10, 2003 г.).

Недостатком указанной формовочной смеси является высокие показатели плотности, связанные с введением в формовочную смесь заполнителя - карьерного кварцевого песка, высокие усадочные явления.

Техническая задача заключается в получение теплоизоляционного пенобетона плотностью ниже 350 кг/м³ с качественной пористой структурой, низкими усадочными деформациями без снижения его прочности.

Для получения такого технического результата в предлагаемую формовочную смесь для пенобетона, включающую портландцемент, добавку, пенообразователь «Унипор» и воду, в качестве добавки используют расширяющийся компонент - CaO_мод. - полученный путем обжига известнякового компонента со щелочесодержащей добавкой (гидроксилы или карбонаты щелочных металлов) в соотношении, мас.%: известняковый компонент 93,0-99,0, щелочесодержащая добавка 1,0-7,0, при температуре 850-1200°С с последующим помолом до удельной поверхности 300-1000 м²/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент	40-60
пенообразователь «Унипор»	0,1-0,2
указанная добавка	4-7
вода	остальное

Наличие в составе указанной расширяющейся добавки CaO_мод. способствует устранению усадочных деформаций пенобетона, возникающих в первые сутки твердения в результате влажностной и гелевой усадки цементного раствора в межпоровых перегородках. Снижение усадочных деформаций в присутствии расширяющейся добавки CaO_мод. обеспечивается за счет кристаллизационного давления быстрорастущих кристаллических новообразований Ca(ОН)₂, вызывающих в начальный период деформации эластичной структуры и изменение объема системы, главным образом за счет увеличения пористости цементного камня в межпоровых перегородках.

Главным условием получения эффекта расширения является воспроизводимое соответствие кинетических параметров процессов, ведущих к увеличению объема системы, и процессов, связанных с нарастанием прочности. Раннее расширение гасится в жидкопластичной системе, запоздалое - вызывает вредные внутренние напряжения в жесткой структуре, вплоть до разрушения поризованного цементного камня. Величина свободного расширения связана с физико-химическими характеристиками самого поризованного цементного камня и активности указанной расширяющейся добавки. Активность и кинетика расширения CaO _мод. определяется параметрами обжига и количеством щелочесодержащего компонента в смеси.

Пример осуществления изобретения.

Для экспериментальной проверки заявленного состава были приготовлены формовочные смеси с различным содержанием расширяющейся добавки CaO_мод. (табл.1). Вначале получали расширяющуюся добавку: (две пробы) первая проба с содержанием мела 99,0 мас.% и 1,0 мас.% Na₂CO₃ была обожжена при температуре 850°С, вторая - с содержанием мела 93,0 мас.% и 7,0 мас.% K₂CO₃ была обожжена при температуре 1200°С. Потом две пробы были измельчены для получения однородного состава с удельной поверхностью 400 м²/кг. Портландцемент и расширяющаяся добавка в соответствующих соотношениях смешивались в сухом состоянии до однородной массы. Готовился рабочий раствор пенообразователя «Унипор» (жидкость темно-коричневого цвета на протеиновой основе), для этого в необходимое количество воды добавлялось соответствующее содержание пенообразователя. Пену получали в мешалке турбулентного типа при оборотах вала 900 об/мин. Затем скорость вращения вала понижалась до 400 об/мин и при постоянном перемешивании в пену вводился портландцемент с расширяющейся добавкой. Формовочную смесь тщательно перемешивали до необходимой степени поризации. Из смеси формовали изделия в виде образцов размерами 40×40×160 мм. Через сутки твердения образцы вынимались из формы. Определение усадочных деформаций вели по методике ГОСТ 25485-89 на приборе ИЗВ сразу после расформования.

Таблица 1
Индекс состава	Расход материалов, мас.%	Плотность, кг/м3	Прочность, МПа	Усадка, мм/м
портландцемент	пенообразователь Унипор	CaOмод.	вода
1-0 Контрол.	60	0,1	0	39,9	345	1,85	4,21
2-0	57	0,1	3	39,9	320	1,85	0,9
3-0	56	0,1	4	39,9	321	1,87	0,02
4-0	55	0,1	5	39,9	322	1,91	0,1
5-0	54	0,1	6	39,9	319	1,87	0,4
6-0	53	0,1	7	39,9	318	1,76	0,68
7-0	52	0,1	8	39,9	312	1,72	0,44
8-0	40	0,1	7	52,9	295	1,02	0,83
1-1 Контрол.	60	0,2	0	39,8	334	1,86	5,25
2-1	57	0,2	3	39,8	316	1,84	1,01
3-1	56	0,2	4	39,8	315	1,87	0,09
4-1	55	0,2	5	39,8	316	1,92	0,12
5-1	54	0,2	6	39,8	315	1,86	0,42
6-1	53	0,2	7	39,8	310	1,79	0,66
7-1	52	0,2	8	39,8	310	1,74	0,41
8-1	40	0,2	7	52,8	292	0,99	0,73

Наилучшие результаты по снижению усадочных явлений получены при введение в систему CaO_мод. в количестве 4-7 мас.%. Изделия из формовочной смеси предлагаемого состава обладают физико-механическими показателями, полностью удовлетворяющими требованиям поставленной задачи: прочность 1,74-1,92 МПа, плотность 310-345 кг/м³ с низкими значениями усадки.

Использование заявленного изобретения позволит:

- повысить качество пенобетонных изделий из формовочной смеси за счет увеличения прочности при низких значениях плотности и соответственно теплопроводности;

- снизить деформационные усадочные явления.