ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2277076

ЛЕГКИЙ БЕТОН

ЛЕГКИЙ БЕТОН

Имя изобретателя: Котляр Владимир Дмитриевич (RU); Мальцев Евгений Владимирович (RU); Бондарюк Анна Григорьевна (RU); Белодедов Александр Александрович (RU); Колдомасова Инна Владиславовна (RU); Козлов Григорий Александрович (RU); Иванюта Григорий Николаевич (RU); Козлов Александр Владимирович (RU); Лапунова Кира Алексеевна 
Имя патентообладателя: Котляр Владимир Дмитриевич (RU); Мальцев Евгений Владимирович (RU); Бондарюк Анна Григорьевна (RU); Ростовский государственный строительный университет
Адрес для переписки: 344022, г.Ростов-на-Дону, Социалистическая, 162, РГСУ, патентный отдел
Дата начала действия патента: 2005.01.11 

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих конструкций. Техническим результатом является снижение плотности и теплопроводности. Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы - компонент, выделенный безреагентной флотацией из золошлаковых смесей, воду, дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - трепел фракционного состава, %: 0,315-0,14 мм 27-31,1, 0,14-0,071 мм 30,1-33,2, менее 0,071 мм 32,9-39,7 при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 24,9-29,3, указанный трепел 6,8-14,2, указанные микросферы 34,8-41,1, вода - остальное.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих конструкций.

Известны легкие бетоны на основе цементного вяжущего, крупного и мелкого заполнителя. В качестве заполнителя используются керамзит, термолит, аглопорит, шлаковая пемза, гранулированный шлак, вспученный перлит, вермикулит и др. (Бурлаков Г.С. Технология изделий из легкого бетона: Учеб. пособие для вузов по спец. «Пр-во строит. изделий и конструкций». - М.: Высш. шк., 1986. - 296 с.: ил., Орентрихер Л.П. Бетоны на пористых заполнителях в сборных железобетонных конструкциях. - М.: Высш. шк., 1983. - 144 с.: ил.).

Наиболее близким техническим решением является легкий бетон (патент РФ 2154619), включающий, мас.%:

Цемент 25,4-30,9
Зола - уноса 6,2-13,1
Микросфера 35,3-41,1
Вода Остальное

Однако данный легкий бетон обладает относительно высокой плотностью, теплопроводностью.

Сущность изобретения заключается в том, что легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы - компонент, выделенный безреагентной флотацией из золошлаковых смесей, воду, дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - трепел фракционного состава, %: 0,315-0,14 мм 27-31,1, 0,14-0,071 мм 30,1-33,2, менее 0,071 мм 32,9-39,7, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 24,9-29,3
Указанный трепел 6,8-14,2
Указанные микросферы 34,8-41,1
Вода Остальное

Введение трепела, осадочной породы биохимического генезиса, вместо золы - уноса позволяет снизить плотность и теплопроводность.

Характеристики исходных материалов

1. Цемент.

Цемент М 500 по ГОСТ 10178 Новороссийского цементного завода.

2. Трепел.

Трепел - легкая плотная тонкопористая порода, состоящая в основном из мельчайших (менее 0,005 мм) глобулярных зерен опалового кремнезема. По внешнему виду напоминает диатомит. Окраска - от светло-серой, почти белой, до желтой, буровато-серой. Средняя плотность изменяется в пределах от 700 до 1200 кг/м3, пористость от 50 до 70%. Трепел вводился в состав бетона в виде следующего фракционного состава:

Таблица 1.
Размер фракции, мм 0,315-0,14 0,14-0,071 Менее 0,071
Содержание, % 27,0-31,1 30,1-33,2 32,9-39,7

Химический состав трепела, %

Таблица 2.
Влага гигроскоп. П.п.п. SiO2 Al 2O3 Fe 2O3+FeO CaO MgO SO3 общ. К2O Na2O TiO 2 P2O 5
1,79 3,86 85,67 4,04 1,29 1,55 0,35 0,15 0,69 0,37 0,18 0,062

3. Заполнитель.

Микросферы - компонент золошлаковых смесей - отхода Новочеркасской ГРЭС, выделяемая безреагентной флотацией из золошлаковых смесей ГРЭС. Представляет собой мелкодисперсный неслеживающийся материал серого цвета. Форма гранул сферическая, поверхность гладкая, блестящая. Химический и фазово-минеральный состав приведены в табл.3 и 4.

Плотность оболочки 2490 кг/м 3
Средняя плотность гранул 580 кг/м3
Плотность насыпная 380 кг/м 3
Диаметр 20-200 мкм
Толщина оболочки 5-15 мкм
Теплопроводность () 0,11-0,125 Вт/(м·К)
Прочность на сжатие в цилиндре 1,8 МПа

 
Таблица 3
Химический состав микросферы.
SiO 2 Al2О 3 Fe2 O3 FeO К2О Na 2O CaO MgO TiO2 P2O5 SO3 п.п.п
54,44 28,84 2,67 2,29 7,18 1,0 0,66 1,96 0,78 0,07 0,07 0,22
Таблица 4
Фазово-минеральный состав микросферы.
стекло муллит кварц Показатель преломления стеклофазы
64 24 12 1,512

Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были изготовлены стандартные образцы с различным соотношением вышеперечисленных компонентов.

Образцы изготовлялись следующим образом.

Предварительно смешивались компоненты в сухом состоянии (цемент, трепел, микросфера) в соответствующей пропорции из расчета на стандартный образец размерами 10×10×10 см. Перемешивание сухой смеси осуществлялось в течение 1 мин. Далее в смесь добавлялась вода затворения и осуществлялось их совместное перемешивание в течение 2 мин. Затем производились формовка и виброуплотнение смеси в форме с пригрузом (22 г/см 2) в течение 1,5 мин. Выдержка смеси перед тепловой обработкой 4 ч. Тепловая обработка паром производилась по режиму 3+6 (95°С)+3. Составы легкого бетона представлены в табл.5. Из данных таблицы следует, что легкий конструкционно-теплоизоляционный бетон предлагаемого состава обладает более высокой прочностью и пониженными плотностью и теплопроводностью.

Таблица 5.
Составы и свойства легкого конструкционно-теплоизоляционного бетона
Состав предлагаемый Физико-механические характеристики
Цемент, % Трепел, % Микросфера, % Вода, % Зола-уноса, % Rсж, МПа Плотность, кг/м3 Коэффициент теплопроводности (), Вт/(м·К)
1 22,4 14,8 42,1 20,7 - 17,4 785 0,148
2 24,9 14,2 41,1 19,8 - 18,9 809 0,152
3 26,8 10,8 38,4 24,0 - 20,7 815 0,160
4 29,3 6,8 34,8 29,1 - 19,2 824 0,171
5 31,4 6,0 34,8 28,6 - 18,8 830 0,173
Состав известный
1 25,4-30,9 - 35,3-41,1 20,4-27,6 6,2-13,1 16-17,1 842-876 0,180-0,210

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы - компонент, выделенный безреагентной флотацией из золошлаковых смесей, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - трепел фракционного состава, %: 0,315 -0,14 мм 27 - 31,1, 0,14 - 0,071 мм 30,1 - 33,2, менее 0,071 мм 32,9 - 39,7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 24,9-29,3
Указанный трепел 6,8-14,2
Указанные микросферы 34,8-41,1
Вода Остальное

Версия для печати
Дата публикации 17.01.2007гг


вверх