СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ

СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2187483 (13) C1

(51) 7 C04B28/26, C04B111:20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

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

(14) Дата публикации: 2002.08.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001101835/03 
(22) Дата подачи заявки: 2001.01.22 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.01.22 
(45) Опубликовано: 2002.08.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 1073208 А, 15.02.1984. RU 2097355 С1, 27.11.1997. RU 95119615 А1, 20.11.1997. RU 2130910 С1, 27.05.1997. US 4552852 А, 12.11.1985. GB 1438979 А, 22.04.1975. 
(71) Имя заявителя: Московский государственный строительный университет 
(72) Имя изобретателя: Румянцев Б.М.; Зайцева Е.И.; Лавданский П.А.; Енговатов И.А. 
(73) Имя патентообладателя: Московский государственный строительный университет 
(98) Адрес для переписки: 129337, Москва, Ярославское ш., 26, УНИР 

(54) СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ 
Изобретение относится к строительным смесям и может быть использовано для изготовления штукатурок и облицовок, заполнения швов в сборных конструкциях, а также при изготовлении изделий. Технический результат - придание смеси способности гидратироваться и набирать необходимую прочность в нормальных условиях твердения, повышение ее технологичности и обеспечение возможности применения для радиационной защиты. Строительная смесь содержит дробленое стекло - стеклозаполнитель, молотое стекло - стекловяжущее состава, мас. %: SiO2 58,1 - 70,5; B2O2 0,1 - 3,7; CaO 0,2 - 6,0; BaO 0,2 - 12,0; PbO 0,2 - 13,0; Al2О3 2 - 6; Na2O 3 - 7; К2O 8 - 10; жидкое стекло плотностью 1,21 - 1,25 г/см3 и добавку гипса при соотношении компонентов в мас.ч.: указанное молотое стекло 100; указанное дробленое стекло 50 - 300; жидкое стекло 30 - 60; гипс 1 - 2. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к строительным смесям и может быть использовано для изготовления штукатурок и облицовок, заполнения швов в сборных конструкциях, а также в производстве изделий.
Строительная смесь по изобретению особенно эффективна при эксплуатации в средах с повышенной кислотностью и в производстве радиационно-защитных экранов от гамма- (или рентгеновского) и нейтронного излучения.
Известна композиция с консистенцией строительного раствора, используемая при изготовлении экранов для защиты от ядерного излучения. Она содержит водный раствор сахарозы и твердые компоненты веществ, имеющих атомы водорода, лития, бора, гадолиния для защиты от нейтронного излучения и атомы тяжелых металлов, например свинца, вольфрама и обедненного урана для защиты от гамма- и рентгеновского излучения (1).
Недостаток композиции - возможность ее работы только в воздушно-сухих условиях.
Известна композиция для изготовления строительных плит, поглощающих нейтроны, состоящая из сульфата кальция (CaSO4) и измельченных соединений бора в виде минералов колеманита, пандермита, борацита, датолита и др. (2).
Эта композиция также может работать только в воздушно-сухих условиях и, кроме того, не обеспечивает защиты от гамма- и рентгеновского излучения ввиду отсутствия в ней атомов тяжелых элементов.
Известен бетон или строительный раствор для защиты от излучения и способ его получения путем введения элементов с высокой атомной массой (свинца или бария) для защиты от гамма-лучей и с низкой атомной массой (бора, бериллия, лития) для защиты от нейтронного излучения. Указанные элементы вводятся в форме боратных или силикатных стекол (3).
В этом бетоне или растворе не используется способность силикатных стекол проявлять вяжущие свойства - гидратироваться и твердеть при их тонком помоле.
Известен способ изготовления пористого заполнителя путем тонкого помола стеклобоя кинескопов с добавкой карбоната кальция (СаСО3), гранулирования, сушки и обжига при температуре размягчения стекла со вспучиванием гранул газом СО2, выделяющимся при разложении СаСО3 (4).
Кинескопное стекло содержит в своем составе оксиды бария и/или свинца, а также бора и в этой связи обладает радиационно-защитными свойствами, но в готовом заполнителе по данному способу нет связанной воды и соответственно - атомов водорода, обеспечивающих защиту от нейтронного излучения.
Наиболее близким прототипом (5) предложенной строительной смеси является бетонная смесь, включающая молотое стекло состава, мас.%: SiO2 - 36,17... 39,06; Аl2O3 - 18,34...20,22; CaO - 27,51...32,63; MgO - 4,25...5,91; Fе2O3 - 1,08...1,51; Mn2O3 - 0,04...0,06; Ка2О - 0,41...0,52; Na2O - 3,13...4,07; F - 2,0...3,5; заполнитель из дробленого стекла того же состава и щелочной активизатор при следующем соотношении компонентов, мас.,%:

Молотое стекло - 20-40

Заполнитель из дробленого стекла - 19-60

Щелочной активизатор - 0,8-3,2

Вода - Остальное

По данному прототипу в качестве щелочного активизатора гидратации стекла, размолотого до удельной поверхности 2500-4000 см2/г, могут применяться: едкие щелочи, растворимое (жидкое) стекло, известь. Предпочтение отдается едкому натру.
В бетонной смеси по прототипу используется способность тонко размолотого силикатного стекла проявлять вяжущие свойства - гидратироваться и твердеть с превращением в кислотостойкий камень, но смесь имеет тот недостаток, что твердение и набор прочности может происходить только при пропаривании или автоклавной обработке и в этой связи смесь не технологична. При твердении в нормальных условиях (н. у. ) она практически не гидратирует и необходимой прочности не набирает по причине малого содержания в размолотом стекле щелочных оксидов. Смесь по прототипу не может применяться для радиационной защиты ввиду отсутствия в ней элементов с высокой атомной массой.
Целью изобретения является придание смеси способности гидратироваться и набирать необходимую прочность в нормальных условиях твердения, повышение ее технологичности и обеспечение возможности применения для радиационной защиты.
Поставленная цель достигается тем, что строительная смесь включающая молотое стекло, дробленое стекло и жидкое стекло содержит молотое стекло состава, мас.%: SiO2 - 58,1...70,5; В2О3 - 0,1...3,7; CaO - 0,2...6,0; BaO - 0,2. . . 12,0; PbO - 0,2...13,0; Аl2O3 - 2...6; Na2O - 3...7; K2O - 8...10 и добавку гипса при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Указанное молотое стекло - 100

Дробленое стекло - 50-300

Указанное жидкое стекло - 30-60

Гипс - 1-2

Стекловяжущее указанного химического состава готовят предпочтительно из боя кинескопов с учетом тех факторов, что стекло тубусной части кинескопа содержит обычно оксиды свинца и бора, но не содержит оксиды бария и кальция, а стекло экрана, наоборот, содержит оксид бария, но не содержит оксиды свинца, кальция и бора, в то время как стекло конусной части, примыкающей узким концом к тубусу, а широким - к экрану, содержит все перечисленные оксиды.
Стекло для дробления и помола можно также приготовить путем варки шихты заданного состава в стекловаренных печах при температуре 1350-1400oС с последующим гранулированием стекломассы выливанием расплава в воду.
Химический состав стеклозаполнителя может быть таким же как и у стекловяжущего, а может и отличаться в зависимости от условий эксплуатации.
Стекло дробят в молотковой или иной дробилке до размера зерен предпочтительно не более 2,5 мм. Помол осуществляют в шаровой или иной мельнице до удельной поверхности 3000-4000 см2/г (в среднем - 3500 см2/г).
Товарное жидкое стекло плотностью 1,38-1,40 г/см3 смешивают с водой до получения плотности 1,21-1,25 г/см3.
Добавка гипса может применяться как в виде безводного сульфата кальция (ангидрита), так и в виде полуводного гипса альфа- или бета-модификации.
Добавка гипса кроме своего прямого назначения - структурировать твердеющую массу иглами двуводного гипса дополнительно подкисляет систему, ускоряя совместно текущие процессы образования кристаллогидратов, поликонденсации кремнегеля и сшивки полимерных цепей катионами бария и/или кальция, что способствует ускорению набора прочности.
Ускоренный набор прочности при нормальных условиях твердения обеспечивается также выщелачиванием из стекловяжущего щелочных и щелочеземельных оксидов в водной среде с величиной рН = 12...14, которая создается диссоциацией жидкого стекла, выполняющего с одной стороны роль активизатора гидратации стекловяжущего, а с другой - добавляющего в систему активный кремнегель.
Высокое содержание в затвердевшей смеси связанной воды обусловливается повышенным (по сравнению с прототипом) количеством в стекловяжущем хорошо растворимых в воде оксидов Na2O + К2O + ВаО.
Чем больше в системе связанных гидроксогрупп ОН-, тем больше атомов водорода и тем выше защитные свойства от нейтронного излучения.
Поскольку в системе присутствуют в значительных количествах атомы бария и/или свинца, а также бора, то обеспечивается возможность применения строительной смеси по данному изобретению для защиты как от гамма- или рентгеновского излучения, так и от нейтронного излучения.
Увеличение в стекловяжущем ВаО сверх 12% (мас.) не показывает повышения количества связанной воды, а отсутствие ВаО снижает количество связанной воды и замедляет процесс набора прочности при нормальных условиях твердения.
Количество стеклозаполнителя менее 50 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего не обеспечивает создания необходимого каркаса для предотвращения усадочных деформаций и приводит к снижению прочности, а количество стеклозаполнителя более 300 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего не позволяет получать монолитное строение затвердевшего камня и также приводит к снижению прочности.
Плотность водного раствора жидкого стекла 1,21-1,25 г/см3 и добавка гипса в количестве 1-2 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего - это возможные пределы ошибок дозирования.
Плотность раствора жидкого стекла менее 1,21 г/см3 понижает массу активного кремнегеля в системе, а плотность выше 1,25 г/см3 ухудшает процессы укладки смеси и омоноличивания системы.
При количестве гипса менее 1 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего влияние гипса становится незначительным, а более 2 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего сокращается время, необходимое для укладки готовой смеси.
Оптимальное количество водного раствора жидкого стекла плотностью 1,21-1,25 г/см3 для затворения подбирается опытным путем по известным методикам подбора составов для растворов и бетонов в зависимости от заданной необходимой консистенции готовой смеси и ее назначения. Водный раствор жидкого стекла в количестве менее 30 мас. ч. на 100 мас. ч. стекловяжущего делает смесь жесткой и непригодной для укладки, а более 60 мас. ч. приводит к расслоению готовой смеси при транспортных перевозках к месту укладки.
Чем больше массовых частей стеклозаполнителя на 100 мас. ч. стекловяжущего тем меньше в системе связанной воды и атомов водорода и тем хуже защитные свойства от нейтронного излучения. В этой связи предпочтительно, чтобы стеклозаполнитель содержал возможно большее количество оксида бора, поскольку атомы бора так же как и атомы водорода повышают защитные свойства от нейтронного излучения. При этом предпочтительно, чтобы стекловяжущее содержало по меньшей мере 5...12% (мас.) оксида бария для увеличения связанной воды в системе, а стеклозаполнитель наряду с содержанием оксида бора имел бы возможно большее количество оксида свинца.
Пример. Готовят строительную смесь различных составов, используя следующие сырьевые материалы.
Стекло состава, мас.%: SiO2 - 58,1...70,5; В2О3 - 0,1...3,7; CaO - 0,2.. .6,0; BaO - 0,2...12,0; PbO - 0,2...13,0; Аl2О3 - 2...6; Na2O - 3...7; К2O - 8...10.
Часть стекла измельчают до удельной поверхности 3500 см2/г, часть используют в виде частиц, размером 0,5-2,5 мм.
Товарное жидкое стекло плотностью 1,38 г/см3. Водный раствор жидкого стекла плотностью 1,23 г/см3 готовят смешиванием товарного жидкого стекла с водой.
Стекловяжущее, стеклозаполнитель и водный раствор жидкого стекла перемешивают в лопастном смесителе. Полученную строительную смесь применяют в дело любым известным способом проведения бетонных или штукатурных работ.
Составы строительной смеси и свойства приведены в таблице.
Как видно из таблицы использование строительной смеси по изобретению позволяет получать затвердевший в нормальных условиях камень с необходимой прочностью и достаточно высокими показателями связанной воды, вычисляемыми по формуле: Н2Oсвяз.=(g1-g2):g2 (в долях или процентах),

где g1 - масса образца, высушенного при 95-105oС;

g2 - масса того же образца после термообработки при 800-850oС.
Источники информации

Аналоги

1. Патент США 3751387, С 04 В 35/68, G 21 C 11/00, G 21 F 1/10, опубл. 7 авг. 1973 г., том 913, 1.
2. Заявка ФРГ 2512858, G 21 F 1/04, C 04 B 15/04, опубл. 30.09.76 г.
3. Заявка Франции 2306952, С 04 В 15/04, опубл. 10 дек. 1976 г., 50.
4. SU 1782957 A1, С 04 В 14/22, опубл. 23.12.92 г., БИ 47.
Прототип

5. SU 1073208 , С 04 В 15/00, опубл. 15.02.84 г., БИ 6. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Строительная смесь, включающая стекловяжущее - молотое стекло, стеклозаполнитель - дробленое стекло и жидкое стекло, отличающаяся тем, что она содержит молотое стекло состава, мас.%: SiO2 58,1-70,5; В2O3 0,1-3,7; CaO 0,2-6,0; BaO - 0,2-12,0; PbO 0,2-13,0; Аl2О3 2-6; Na2O 3-7; К2О 8-10, жидкое стекло плотностью 1,21-1,25 г/см3 и добавку гипса при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Указанное молотое стекло - 100

Дробленое стекло - 50 - 300

Указанное жидкое стекло - 30 - 60

Гипс - 1 - 26




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