Способ изготовления полистиролбетонных изделий

Способ изготовления полистиролбетонных изделий


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2223931 (13) C1

(51) 7 C04B38/08, C04B16/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2004.02.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003102364/03 
(22) Дата подачи заявки: 2003.01.28 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.01.28 
(45) Опубликовано: 2004.02.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2150446 C1, 10.06.2000.
RU 2082696 C1, 27.06.1997.
RU 2082695 C1, 27.06.1997.
RU 2117646 C1, 20.08.1998.
RU 2120429 C1, 20.10.1998. 
(72) Имя изобретателя: Наумейко А.В. 
(73) Имя патентообладателя: Наумейко Анатолий Васильевич 
(98) Адрес для переписки: 620041, г.Екатеринбург, ул. Пионеров, 10а, Т.К. Чувашевой 

(54) Способ изготовления полистиролбетонных изделий 

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности полистиролбетонных изделий, обладающих теплоизоляционными и конструктивными свойствами. Способ изготовления полистиролбетонных изделий из состава, содержащего портландцемент, гранулированный вспененный полистирол, армирующий материал, воздухововлекающую добавку - смолу древесную омыленную, пластифицирующую добавку и воду, включает подачу в бетоносмеситель расчетного количества гранулированного вспененного полистирола, смачивание его частью воды затворения при перемешивании, введение цемента, оставшейся части воды затворения, воздухововлекающей и пластифицирующей добавок, перемешивание смеси, формование изделий и их термообработку. Воздухововлекающую добавку - смолу древесную омыленную - предварительно разводят водой в соотношении (1:5)-(1:10) до 8-12%-ной концентрации по сухому веществу и выдерживают до 48 часов при температуре 15-35С. Для смачивания гранулированного вспененного полистирола, имеющего насыпную плотность 25-30 кГ/м3, фракций диаметром 3-5 мм, используют 1/3 часть воды затворения и перемешивают в течение 0,5-1,5 минут. После введения в смеситель портландцемента марки 400-500 смесь перемешивают 30-60 секунд, затем в смеситель подают оставшиеся 2/3 части воды затворения, предварительно разведенную смолу древесную омыленную и пластифицирующую добавку - лигносульфонат или суперпластификатор С3, смесь перемешивают не менее 2 минут и прогревают за счет теплоты гидратации цемента до температуры 35-75С и получения слитной поризованной однородной структуры. При формовании приготовленную полистиролбетонную смесь подают с помощью шнекового насоса в опалубку с установленным в ней ячеистым каркасом из армирующего материала - нитей или прутков диаметром (0,5-3) d, с ячейкой (50-100)(50-100) d в 2-4 слоя и связующими поперечными прутками диаметром (1,0-4) d с шагом (100-200)(100-200) d, где d - средний диаметр гранул полистирола. Защитный слой между арматурой и наружной поверхностью составляет не менее 25 мм. Уложенную смесь разравнивают и выдерживают при температуре 15-35С не менее 12 часов. На полученное полистиролбетонное изделие, после его распалубки, распыляют воду 1 раз в три дня в течение 30 дней, начиная с 8-го дня после укладки смеси в опалубке. Используют состав, включающий, мас.%: портландцемент 68-70; вспененный полистирол 3-6; смола древесная омыленная (на сухое вещество) 0,02-0,1; пластифицирующая добавка (на сухое вещество) 0,1-0,2; вода – остальное, армирующий материал (сверх 100%) 5-12. Технический результат: снижение объемной массы и теплопроводности изделий, снижение расхода исходных компонентов. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности полистиролбетонных изделий, обладающих теплоизоляционной и конструктивной надежностью.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является способ изготовления полистиролбетонных изделий из состава, содержащего портландцемент, гранулированный вспененный полистирол, армирующий материал, воздухововлекающую добавку-смолу древесную омыленную, пластифицирующую добавку и воду, включающий подачу в бетоносмеситель расчетного количества гранулированного вспененного полистирола, смачивание его частью воды затворения при перемешивании, введении цемента, оставшейся части воды затворения, воздухововлекающей и пластифицирующей добавок, перемешивании смеси, формование изделий и их термообработку, при этом используют состав, включающий, мас.%:

портландцемент 68-90

вспененный полистирол 0,7-2,3

смола древесная омыленная

(на сухое вещество) 0,3-0,7

пластифицирующая добавка

(на сухое вещество) 0,25-0,55

вода остальное

армирующий материал 1,4-5,2

Недостатком способа из известного состава является следующее:

использование волокнистых материалов ухудшает санитарные условия производства, так как волокна повышают запыленность воздуха рабочей зоны;

неравномерность распределения компонентов смеси между собой вследствие одновременного их перемешивания в бетоносмесителе;

использование в технологии токсичных формальдегидов и фенолов;

необходимость применения тепловой энергии для тепловой обработки формованных изделий;

применение в качестве армирующего материала следующих компонентов:

- целлюлозы, набухающей в воде [2] и способствующей дополнительной усадке при изготовлении изделий;

- вермикулита (высокогидратированной слюды с содержанием Fe2O3+FeO 5-17%, H2O 8-18%), который представлен пластинчатыми кристаллами в основной массе менее 3 мм, 50% менее 1 мм, плотность 2,05-2,71 г/см3, вспучивание при температуре 150-300C [3], окислы железа которого способствуют электрохимической коррозии закладных металлических конструкций, вспучивание вермикулита может разрушить изделия при температурах выше 150С;

- минеральных и стеклянных волокон, имеющих диаметр от 1 до 12 мкм, длину 2-50 мм, которые, во-первых, практически невозможно равномерно распределить в смеси и, во-вторых, в процессе перемешивания волокна разрушаются (укорачиваются, расщепляются), что в совокупности приводит к снижению прочности готовых изделий;

- мелкая фракция полистирольного заполнителя обуславливает более высокую объемную массу готовых изделий (850-1120 г/см3), что приводит к повышению их коэффициента теплопроводности (0,2-0,22)Вт/(мС), т.е. к снижению теплоизоляционных свойств изделий;

- неэффективное использование армирующих материалов, связанное с анизотропным их распределением по объему изделия, так как используемые короткие волокна и мелкие частицы невозможно ориентировать в горизонтальном и вертикальном положении при перемешивании массы в смесителе. Это приводит к повышенному расходу цемента, увеличению объемной массы полистиролбетонных изделий, что ограничивает их транспортабельность.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Это достигается тем, что в отличие от известного способа изготовления полистиролбетонных изделий из состава, содержащего портландцемент, гранулированный вспененный полистирол, армирующий материал, воздухововлекающую добавку-смолу древесную омыленную, пластифицирующую добавку и воду, включающий подачу в бетоносмеситель расчетного количества гранулированного вспененного полистирола, смачивание его частью воды затворения при перемешивании, введении цемента, оставшейся части воды затворения, воздухововлекающей и пластифицирующей добавок, перемешивание смеси, формование изделий и их термообработку, в предлагаемом изобретении воздухововлекающую добавку-смолу древесную омыленную предварительно разводят водой в соотношении (1:5)-(1:10) до 8-12%-ной концентрации по сухому веществу и выдерживают до 48 часов при температуре 15-35С. для смачивания гранулированного вспененного полистирола, имеющего насыпную плотность 25-30 кг/м (фракций диаметром 3-5 мм), используют 1/3 часть воды затворения, и перемешивают в течение 0,5-1,5 минут, после введения в смеситель портландцемента марки 400-500 смесь перемешивают 30-60 секунд, затем в смеситель подают оставшиеся 2/3 части воды затворения, предварительно разведенную смолу древесную омыленную и пластифицирующую добавку - лигносульфонат или суперпластификатор С3, смесь перемешивают не менее 2 минут и прогревают за счет теплоты гидратации цемента до температуры 35-75С и получения слитной поризованной однородной структуры, при формовании приготовленную полистиролбетонную смесь подают с помощью тискового насоса в опалубку с установленным в ней ячеистым каркасом из армирующего материала-нитей или прутков диаметром (0,5-3) d, ячейкой (5-100)(50-100) d в 2-4 слоя и связующими поперечными прутками диаметром (1,0-4) d с шагом (100-200)(100-200) d, где d - средний диаметр гранул полистирола. причем защитный слой между арматурой и наружной поверхностью составляет не менее 25 мм. уложенную смесь разравнивают и выдерживают при температуре 15-35С не менее 12 часов, на полученное полистиролбетонное изделие, после его распалубки, распыляют воду 1 раз в три дня в течение 30 дней, начиная с 8-го дня после укладки смеси в опалубке, при этом используют состав, включающий, мас.%:

портландцемент 68-70

вспененный полистирол 3-6

смола древесная омыленная

(на сухое вещество) 0,02-0,1

пластифицирующая добавка

(на сухое вещество) 0,1-0,2

вода остальное

армирующий материал

(сверх 100%) 5-12

Технический результат: предложенный способ изготовления полистиролбетонных изделий исключает недостатки прототипа, снижает объемную массу до 500-800 кг/м3 и теплопроводность - до 0,11-0,17 Вт/(мС), снижается расход вспененного полистирола, минерального вяжущего, токсичных при изготовлении и эксплуатации

воздухововлекающих добавок, при этом обеспечиваются транспортабельность и тепловая защита полистиролбетонных изделий.

При перемешивании вспененных гранул полистирола с частью воды затворения вода проникает в поры и капилляры полистирольных гранул и препятствует проникновению в них воздухововлекающих добавок, которые в противном случае адсорбировались бы в порах и капиллярах и тем самым увеличили бы объемную массу гранул и теплопроводность изделий. При приготовлении водного раствора воздухововлекающей добавки при температурах 15-35С происходит ее желатинизация (переход в коллоидное состояние). После введения остальных компонентов в процессе перемешивания происходит гидратация цемента с выделением значительного количества тепла и желатинизация водного раствора лигносульфоната. При повышенных температурах (35-75С) и последующей выдержке смеси происходит смачивание поверхностей вспененных гранул полистирола желатинизированными воздухововлекающей добавкой и лигносульфонатом или суперпластификатор С3, взаимодействие их на молекулярном уровне с поверхностью полистирольных гранул, что приводит к их упрочнению. В процессе совместного перемешивания увлажненных компонентов шихты в смесителях образуются гидросиликаты кальция, которые, частично находясь в коллоидном состоянии, взаимодействуют с желатинизированными (коллоидными) воздухововлекающей добавкой и лигносульфонатом или суперпластификатором С3, что придает массе связность и удобоформуемость. Цементное тесто, коллоидные воздухововлекающие добавки и лигносульфонат или суперпластификатор С3 способствуют налипанию тонких зерен цемента на крупные гранулы полистирола, и тем самым, гомогенизации массы. Это позволяет снизить расход минерального вяжущего, воздухововлекающих и пластифицирующих добавок в 1,5-2 раза и вредные выбросы в окружающую среду.

При перемешивании массы происходит равномерное распределение компонентов по всему ее объему. Мелкодисперсные частицы цемента связаны коллоидными мицеллами воздухововлекающих и пластифицирующих добавок и, в отличие от прототипа, не мигрируют к поверхности изделий, поэтому через сутки в изделии происходит гарантированное связывание гранул полистирола бетоном, что повышает однородность свойств изделия по всему их объему. Этому способствует и регулярное смачивание поверхности изделий водой.

Достижение технического результата при реализации совокупности признаков изобретения, изложенных в формуле, подтверждается следующим примером:

- воздухововлекающую добавку-смолу древесную омыленную СДО, отвечающую требованиям ТУ 13-0281-078-02-93, предварительно разводят водой, отвечающей требованиям ГОСТ 23732, в соотношении 1:10 до 10%-ной концентрации по сухому веществу и выдерживают до 48 часов при температуре 15-20С;

- гранулированный вспененный полистирол, имеющий насыпную плотность 25-30 кг/м3 с фракциями диаметром 3-5 мм, перемешивается в смесителе в течение 1 минуты с 1/3 частью воды затворения:

- в смеситель загружается отдозированный портландцемент марки М 400, отвечающий требованиям ГОСТ 10178, и смесь перемешивается 30 секунд,

- далее в смеситель заливают оставшиеся 2/3 части воды затворения, 10% раствор воздухововлекающей добавки, 10% раствор

смолы древесной омыленной и пластифицирующую добавку (лигносульфонат или суперпластификатор С3);

- смесь перемешивается не менее 2 мин и прогревается за счет теплоты гидратации цемента до температуры 35С и получения слитной поризованной однородной структуры;

- приготовленную полистиролбетонную смесь подают с помощью тискового насоса в опалубку с установленной в ней арматуры 08А3 с ячейкой 200200 мм в 2 слоя и установкой связующих поперечных стержней с шагом 400400 мм. Защитный слой между арматурой и наружной поверхностью полистиролбетона должен составлять минимум 25 мм;

- после укладки смесь разравнивают и выдерживают при температуре 15-20С не менее 12 часов;

после распалубки на изделия из полистиролбетона распыляют воду из малярного пистолета 1 раз в три дня в течение 30 дней, начиная с 8-го дня после заливки смеси в опалубку.

Составы изготовленных изделий приведены в таблице.



Анализ информации показал, что заявленное техническое решение не известно из достигнутого уровня техники, в связи с чем оно соответствует критерию “новизна”.

Подобное техническое решение явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Изложенное свидетельствует, что изобретение соответствует критерию “промышленная применимость”.

В ООО “Уромгаз” изготовлены и испытаны опытные партии блок-боксов газораспределительных станций из полистиролбетонных изделий, в которых реализовано заявляемое решение.

Положительные результаты испытаний полистиролбетонных изделий на предприятиях металлургии, машиностроения, в газовой промышленности подтвердили их эффективность и широкие возможности практического использования в будущем.

Источники информации

1. Патент №2150446, кл. С 04 В 38/08, C 04 В 38/10 от 01.12.1998 г. (прототип).

2. Брацыхин. Б.А. Технология пластических масс. - Л.: Химия, 1974 г., стр.308.

3. Строительные материалы. Справочник. - М.: Стройиздат, 1989 г., стр.20. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ изготовления полистиролбетонных изделий из состава, содержащего портландцемент, гранулированный вспененный полистирол, армирующий материал, воздухововлекающую добавку - смолу древесную омыленную, пластифицирующую добавку и воду, включающий подачу в бетоносмеситель расчетного количества гранулированного вспененного полистирола, смачивание его частью воды затворения при перемешивании, введение цемента, оставшейся части воды затворения, воздухововлекающей и пластифицирующей добавок, перемешивание смеси, формование изделий и их термообработку, отличающийся тем, что воздухововлекающую добавку - смолу древесную омыленную предварительно разводят водой в соотношении (1:5)-(1:10) до 8-12%-ной концентрации по сухому веществу и выдерживают до 48 ч при температуре 15-35С, для смачивания гранулированного вспененного полистирола, имеющего насыпную плотность 25-30 кГ/м3, фракций диаметром 3-5 мм, используют 1/3 часть воды затворения и перемешивают в течение 0,5-1,5 мин, после введения в смеситель портландцемента марки 400-500 смесь перемешивают 30-60 с, затем в смеситель подают оставшиеся 2/3 части воды затворения, предварительно разведенную смолу древесную омыленную и пластифицирующую добавку - лигносульфонат или суперпластификатор С3 смесь перемешивают не менее 2 мин и прогревают за счет теплоты гидратации цемента до температуры 35-75С и получения слитной поризованной однородной структуры, при формовании приготовленную полистиролбетонную смесь подают с помощью шнекового насоса в опалубку с установленным в ней ячеистым каркасом из армирующего материала - нитей или прутков диаметром (0,5-3)d, с ячейкой (50-100)x(50-100)d в 2-4 слоя и связующими поперечными прутками диаметром (1,0-4)d с шагом (100-200)x(100-200)d, где d - средний диаметр гранул полистирола, причем защитный слой между арматурой и наружной поверхностью составляет не менее 25 мм, уложенную смесь разравнивают и выдерживают при температуре 15-35С не менее 12 ч, на полученное полистиролбетонное изделие, после его распалубки, распыляют воду 1 раз в три дня в течение 30 дней, начиная с 8 дня после укладки смеси в опалубке, при этом используют состав, включающий, мас.%:

Портландцемент 68-70

Вспененный полистирол 3-6

Смола древесная омыленная (на сухое вещество) 0,02-0,1

Пластифицирующая добавка (на сухое вещество) 0,1-0,2

Вода Остальное

Армирующий материал (сверх 100%) 5-12




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru