фиброцементная смесь

Формула изобретения

Фиброцементная смесь, содержащая портландцемент, песок кварцевый, целлюлозные волокна, полиакриламид и каолин, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит полифенилэтоксисилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.% на сухое вещество:

портландцемент	19-23
песок кварцевый	63,9992-68,99995
целлюлозные волокна	5-6
каолин	6-7
полиакриламид	0,00005-0,0001
полифенилэтоксисилоксан	0,0007-0,0008,

при этом степень помола кварцевого песка составляет 210-310 м²/кг, степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35° ШР, степень помола каолина составляет 1300-1400 м²/кг.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов и может найти применение в производстве крупноразмерных тонкостенных панелей.

Известны асбестоцементные изделия, полученные в результате автоклавного твердения, включающие песчанистый портландцемент с содержанием песка 38-45%, асбестовые волокна и воду (см. Горчаков Г.И, Баженов Ю.М. «Строительные материалы: Учеб. для вузов. - М.: Стройиздат, 1986. - С.618-619).

Недостатком данной смеси является низкая экологичность вследствие канцерогенности асбестовых волокон.

Известен фиброцементный состав для получения композиционного материала, содержащий песок, армирующие волокна, полимер и воду (патент RU 2291846 C1, C04B 26/06 20.01.2007).

Недостатками данного состава являются высокий расход портландцемента и низкая прочность готовых изделий на изгиб. Кроме того, использование в составе пластификатора, пигмента, поверхностно-активного вещества и пеногасителя также повышает его стоимость.

Наиболее близким техническим решением является фиброцементная смесь (патент ЕР 2256099 А2 01.12.2010), содержащая портландцемент, песок кварцевый, целлюлозные волокна, полиакриламид и каолин.

Недостатками данного состава являются высокий расход портландцемента и низкая прочность готовых изделий.

Задачей изобретения является создание фиброцементной смеси, обеспечивающей изделию высокие показатели прочности на изгиб, высокую морозостойкость и низкое водопоглощение.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение прочности на изгиб готового изделия с одновременным снижением расхода портландцемента.

Поставленная задача достигается тем, что фиброцементная смесь, содержащая портландцемент, песок кварцевый, целлюлозные волокна, полиакриламид и каолин, согласно изобретению дополнительно содержит полифенилэтоксисилоксан, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

портландцемент - 19-23,

песок кварцевый - 63,9992-68,99995,

целлюлозные волокна - 5-6,

каолин - 6-7,

полиакриламид - 0,00005-0,0001,

полифенилэтоксисилоксан - 0,0007-0,0008,

при этом степень помола кварцевого песка составляет 210-310 м²/кг, степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35° ШР, степень помола каолина составляет 1300-1400 м²/кг.

Применение полифенилэтоксисилоксана снижает водопоглощение и повышает морозостойкость готового изделия. Помол целлюлозных волокон до 30-35° ШР и помол кварцевого песка до 210-310 м²/кг увеличивает физико-механические характеристики готовых изделий.

Для изготовления смеси использовали следующие материалы:

портландцемент ЦЕМ I 42.5H (ГОСТ 31108-2003);

песок кварцевый молотый Камского месторождения (ГОСТ 8736-93);

в качестве активной минеральной добавки - каолин (ТУ 5729-016-48174985-2003);

в качестве армирующих волокон - целлюлоза хвойная сульфатная небеленая марок НСК, производства ОАО «Соломбальский ЦБК» (СТО 00279189-2-2007, ТУ 13-00279189-06-2001);

полиакриламид (ТУ 6-01-1049-92), для изготовления образцов использовали Besfloc 4045 производства «KOLON LIFE SCIENCE, INC.»;

полифенилэтоксисилоксан (ТУ 2257-441-05763441-2005);

водопроводная питьевая вода, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732.

Предлагаемое изобретение осуществляют по мокрому способу производства фиброцементных изделий следующим образом. Распушивают волокна целлюлозы до получения тонкости помола 30-35° ШР, смешивают их с кварцевым песком, предварительно измельченным до степени помола 210-310 м²/кг, добавляют каолин, предварительно измельченный до степени помола 1300-1400 м²/кг, портландцемент, полиакриламид, полифенилэтоксисилоксан, воду и перемешивают.

Далее осуществляют формование изделий, отфильтровывая воду из фиброцементной смеси до необходимого уплотнения, придавая им заданную форму и размеры, после чего изделия (плиты) подвергают прессованию, при этом водоцементное отношение составляет 0,4 и тепловлажностной обработке в пропарочных камерах. Окончательное твердение изделий производят в автоклавах при давлении пара 0,8-1 МПа и температуре 155-165°С в течение 14 часов. Механическую обработку производят после предварительного или окончательного твердения смеси. Кромки листов обрезают и шлифуют. При необходимости плиты окрашивают или дополнительно наносят декоративный отделочный слой. Прочность образцов на изгиб после автоклавной обработки (R_изг), водополощение (W) и морозостойкость (F) определяют в соответствии с ГОСТ 8747-88.

Результаты испытаний представлены в таблице.

№	Компоненты	Состав масс.%	Средняя плотность г/см3	Rизг, МПа	W, %	F, циклов
	Портландцемент	16
Песок кварцевый (Sуд 190 м2/кг)	71,9999
Волокна целлюлозы (20° ШР)	5,5
1	Каолин (Sуд 1200 м2/кг)	6,5	1,59	18,9	16,5	50
Полиакриламид	0,0001
Полифенилэтоксисилоксан	0
Вода (сверх 100%)	6,4
	Портландцемент	19
Песок кварцевый (Sуд 210 м2/кг)	69,99995
Волокна целлюлозы (35° ШР)	5
2	Каолин (Sуд 1300 м2/кг)	6	1,62	25,2	16,0	100
Полиакриламид	0,00005
Полифенилэтоксисилоксан	0
Вода (сверх 100%)	7,6
	Портландцемент	23
Песок кварцевый (Sуд 310 м2/кг)	63,9992
Волокна целлюлозы (30° ШР)	6
3	Каолин (Sуд 1357 м2/кг)	7	1,62	25,6	3,2	250
Полиакриламид	0,0001
Полифенилэтоксисилоксан	0,0007
Вода (сверх 100%)	9,2

	Портландцемент	21
Песок кварцевый (Sуд 310 м /кг)	66,9991
Волокна целлюлозы (35° ШР)	5,5
4	Каолин (Sуд 1400 м2/кг)	6,5	1,62	25,9	3	250
Полиакриламид	0,0001
Полифенилэтоксисилоксан	0,0008
Вода (сверх 100%)	8,4
	Портландцемент	25
Песок кварцевый (Sуд 210 м2/кг)	61,9999
Волокна целлюлозы (30° ШР)	5,5
5	Каолин (Sуд 1400 м2/кг)	7,5	1,62	19,2	16	100
Полиакриламид	0,0001
Полифенилэтоксисилоксан	0
Вода (сверх 100%)	10
	Портландцемент	21
Песок кварцевый (Sуд 190 м2/кг)	66,999
Волокна целлюлозы (20° ШР)	5,5
6	Каолин (Sуд 1200 м2/кг)	6,5	1,57	20,7	2,9	250
Полиакриламид	0,0001
Полифенилэтоксисилоксан	0,0009
Вода (сверх 100%)	8,4
	Портландцемент	21
Песок кварцевый (Sуд 190 м2/кг)	67,9991
Волокна целлюлозы (40° ШР)	5,5
7	Каолин (Sуд 1500 м2/кг)	5,5	1,59	22,5	3	250
Полиакриламид	0,0001
Полифенилэтоксисилоксан	0,0008
Вода (сверх 100%)	8,4

Из приведенных данных следует, что максимальные показатели прочности на изгиб достигаются при содержании волокон целлюлозы при степени помола 30-35° ШР в пределах 5-6%, портландцемента 19-23%, песка кварцевого при степени помола 210-310 м²/кг. Введение каолина в количестве 6-7% приводит к увеличению прочности фиброцементных плит до 25,9 МПа. При введении добавки каолина в количестве менее 6% наблюдается незначительное увеличение прочности. При введении добавки каолина в количестве, превышающем 7%, прочность фиброцементных плит снижается.

Введение в смесь полифенилэтоксислоксана в количестве 0,0007-0,0008% снижает водопоглощение готового изделия с 16 до 3%, повышает морозостойкость с 100 до 250 циклов.

Изделия, полученные согласно предлагаемому изобретению, обладают высокими прочностными характеристиками, морозостойкостью и низким водопоглощением. Кроме того, низкое содержание портландцемента позволит снизить стоимость полученной сырьевой смеси по сравнению с прототипом.