АЭРИРОВАННЫЙ ЛЕГКИЙ БЕТОН

АЭРИРОВАННЫЙ ЛЕГКИЙ БЕТОН
Имя изобретателя: Тихонов Юрий Михайлович (RU); Коломиец Иван Васильевич
Имя патентообладателя: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Адрес для переписки: 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, 4, СПбГАСУ, ОИС
Дата начала действия патента: 2005.04.28
Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, а именно к бетонам для изготовления стеновых камней, блоков, плит
межкомнатных перегородок, а также для монолитного бетонирования стен домов. Техническим результатом является снижение средней плотности и
теплопроводности и улучшение соотношения между характеристиками плотности и прочности бетона. Аэрированный легкий бетон содержит в
мас.ч.: портландцемент 1,0-1,11, мелкозернистый песок 1,5-2,43, воздухововлекающую добавку - оксиэтилированный алкифенол 0,02-0,03, в качестве
легкого заполнителя хвойные опилки фракции менее 5 мм 0,11-0,22 и гранулы полистирола 0,0-0,035, жидкое стекло 0,01-0,06, кремнефтористый
натрий 0,01-0,012 и воду 0,70-0,86.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области производства строительных материалов и предназначено для изготовления стеновых камней (блоков),
плит межкомнатных перегородок, а также для монолитного бетонирования стен домов и устройства «теплых» оснований полов под
покрытие линолеумом и другими рулонными или плитными синтетическими материалами.
Известен аэрированный легкий раствор на основе портландцемента, содержащий мелкозернистый природный песок, легкий пористый заполнитель,
воду и воздухововлекающую добавку (а.с. СССР №802230, МКИ С 04 В 15/02, БИ №5, 07.02.81).
Недостатком указанного материала является повышенная средняя плотность (1100-1300 кг/м3 ), невысокие теплозащитные свойства, а также
использование дефицитного и дорогостоящего вспученного вермикулита и, как следствие повышенная стоимость материала.
Известно использование в строительстве арболита и опилкобетона материалов с применением отходов лесопиления. Известен арболит, включающий
портландцемент, отход лесопиления, жидкое натриевое стекло и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
портландцемент М-400
1,0-1,18
дробленка - отход лесопиления 0,66-0,75
жидкое натриевое стекло
0,024-0,03
вода
1,09-1,21
Известный строительный материал обладает следующими свойствами:
средняя плотность - 800 кг/м3, предел прочности при сжатии 3,5 МПа, теплопроводность - 0,3 Вт/м·К, расход портландцемента на 1 м3 бетона - 390 кг.
Известен опилкобетон, включающий, мас.ч.: портландцемент - 1, песок - 1,5, опилки - 1, кремнефтористый натрий - 0,04, технический аммиак - 0,065
и воду - 1. Он близок по свойствам к арболиту: средняя плотность -1100 кг/м3, предел прочности при сжатии 2,5 МПа, теплопроводность - 0,31
Вт/м·К, расход портландцемента на 1 м3 бетона - 400 кг (Ибрагамов Ж.А. Производство мелкоштучных стеновых блоков для индивидуального
строительства. - М.: Стройиздат, 1994, с.25-36).
Недостатками известных арболита и опилкобетона являются низкая биостойкость, морозостойкость и прочность в связи с большим количеством
опилок, значительный расход вяжущего (портландцемента).
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является аэрированный легкий бетон, включающий портландцемент,
мелкозернистый песок, поверхностно-активную воздухововлекающую добавку, пористый заполнитель, например вспученный вермикулит, золу-унос
ТЭЦ, воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
вода
0,8-0,95
портландцемент
0,85-1,0
воздухововлекающая добавка 0,05-0,06
зола-унос ТЭЦ
0,4-0,5
мелкозернистый песок
2-2,5
легкий заполнитель
0,2-0,4
(Патент РФ №2070874, С 04 В 38/08, БИ №36, 27.12.96).
Недостатком вышеуказанного состава является относительно высокая плотность, невысокая эффективность производства изделий, т.к легкобетонная
смесь длительное время (45 мин - 2 часа) набирает необходимую пластическую прочность, что не позволяет быстро распалубливать
свежеотформованные изделия. Кроме того, в составе используется дорогостоящий вермикулит.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение средней плотности и теплопроводности, улучшение соотношения между
характеристиками плотности и прочности бетона, повышение эффективности производства изделий путем сокращения времени распалубки и
сокращения расхода дорогостоящих вяжущего и вспученного вермикулита.
Сущность изобретения заключается в том, что, аэрированный легкий бетон, включающий портландцемент, мелкозернистый песок,
воздухововлекающую добавку, легкий заполнитель и воду, в качестве легкого заполнителя содержит хвойные опилки фракции<5 мм и гранулы
пенополистирола, в качестве воздухововлекающей добавки - оксиэтилированный алкилфенол, и дополнительно - жидкое стекло и кремнефтористый
натрий при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
портландцемент
1,0-1,11
мелкозернистый песок (М кр<2,5) 1,5-2,43
оксиэтилированный алкилфенол 0,02-0,03
хвойные опилки фракции <5 мм 0,11-0,22
гранулы пенополистирола
0-0,035
жидкое стекло
0,01-0,06
кремнефтористый натрий
0,01-0,012
вода
0,70-0,86
Для проверки заявленного состава были приготовлены следующие аэрированные легкие бетонные смеси с различным содержанием ингредиентов.
Составы приведены в таблице 1.
Таблица 1
Содержание компонентов в мас.частях
№ п/п
Наименование компонентов
1
2
3
4
5
6
1
Портландцемент М-400
1
1,11
1,1
1,1
2
Мелкозернистый песок (Мкр <2,5)
2,22
2,43
1,67
1,5
3
Хвойные опилки фракции <5 мм
0,22
0,17
0,11
0,19
4
Гранулы ППС
-
-
0,015
0,035
5
Воздухововлекающая добавка ОП-7
0,028
0,03
0,017
0,02
6
Жидкое натриевое стекло 1,4 г/см3
0,05
0,06
0,04
0,01
7
Кремнефтористый натрий
0,01
0,012
0,01
0,01
8
Вода
0,8
0,86
0,74
0,70
состав №1 состав№2 состав№3 состав №4
Приготовление аэрированной легкобетонной смеси с использованием высокопористых заполнителей осуществляется в скоростных аэросмесителях
турбулентного действия (скорость перемешивания 700-1000 об/мин). При этом поровая структура АЛБ (аэрированного легкого бетона) формируется
за счет объемного воздухововлечения, присутствия высокопористых заполнителей и воды затворения. При турбулентном перемешивании происходит
активация вяжущего за счет абразивного действия кварцевого песка. Последовательность приготовления АЛБ смесей нижеследующая: через
загрузочное отверстие вертикально стоящего барабана аэросмесителя, внутри которого находится вертикальный вал с двумя системами лопастей,
заливается вода и поверхностно-активная Воздухововлекающая добавка, например ОП-7 - ОП-10 - оксиэтилированный алкилфенол, жидкое стекло и
кремнефтористый натрий, и смесь перемешивается. Затем последовательно засыпается портландцемент и песок, смесь снова перемешивается.
Последними вводятся опилки, общее время перемешивания 4-5 мин.
Для получения АЛБ с пониженной плотностью следует применять совместно хвойные опилки и отходы пенополистирола, которые вводятся в
аэросмеситель сразу после загрузки портландцемента и «пригружают» их песком, который не позволяет легким частицам пенополистирола (25-40
кг/м3) всплывать. Быстрое вращение и абразивное действие песка, в основном состоящего из кварца, разбивает куски отходов пенополистирола до
размеров, гранул, которые равномерно распределяются в аэрированной бетонной смеси. Жидкое стекло наряду с тем, что является антисептиком
опилок, способствует быстрому набору распалубочной прочности изделий, что позволяет при изготовлении стеновых камней металлоемкость
формооснастки снизить вдвое по сравнению с использованием традиционных форм.
Физико-технические характеристики заявленного изобретения и прототипа приведены в таблице 2.
Таблица 2
Величина показателя для состава
Наименование показателя
Средняя плотность, кг/м
1
3
Предел прочности при сжатии, МПа
Теплопроводность, Вт/м·К
Морозостойкость, F циклы
3
4
прототип
1200 1000 800 600
900
10,8
4,5 2,0
3,5
0,24 0,22 0,2 0,18
0,28
35
Расход портландцемента М-400 на 1 м бетона, кг 300
3
2
6,5
35
-
-
270 240 210
25
350
Как видно из таблицы 2, заявленное изобретение имеет лучшие показатели по средней плотности, прочности, теплопроводности и расходу
портландцемента по сравнению с прототипом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аэрированный легкий бетон, включающий портландцемент, мелкозернистый песок, воздухововлекающую добавку - оксиэтилированный алкилфенол,
легкий заполнитель и воду, отличающийся тем, что в качестве легкого заполнителя он содержит хвойные опилки фракции менее 5 мм и гранулы
пенополистирола и дополнительно жидкое стекло и кремнефтористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Портландцемент
1,0-1,11
Мелкозернистый песок
1,5-2,43
Оксиэтилированный алкилфенол
0,02-0,03
Хвойные опилки фракции менее 5 мм 0,11-0,22
Гранулы пенополистирола
0,0-0,035
Жидкое стекло
0,01-0,06
Кремнефтористый натрий
0,01-0,012
Вода
0,70-0,86
Версия для печати
Дата публикации 17.01.2007гг
http://www.ntpo.com/patents_building_materials/building_materials_1/building_materials_31.shtml