ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2288904

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
№ п/п Наименование компонентов Содержание компонентов в мас.частях
состав №1 состав№2 состав№3 состав №4
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

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
Наименование показателя Величина показателя для состава
1 2 3 4 прототип
Средняя плотность, кг/м 3 1200 1000 800 600 900
Предел прочности при сжатии, МПа 10,8 6,5 4,5 2,0 3,5
Теплопроводность, Вт/м·К 0,24 0,22 0,2 0,18 0,28
Морозостойкость, F циклы 35 35 - - 25
Расход портландцемента М-400 на 1 м3 бетона, кг 300 270 240 210 350

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


вверх