СМЕСЬ ДЛЯ ПЕНОБЕТОНА

СМЕСЬ ДЛЯ ПЕНОБЕТОНА


RU (11) 2306300 (13) C1

(51) МПК
C04B 38/10 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.02.2008 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006103441/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.02.06 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.02.06 
(45) Опубликовано: 2007.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2256632 C1, 20.07.2005. RU 2205814 C1, 10.06.2003. RU 2145315 C1, 10.02.2000. SU 1079627 A, 15.05.1984. DE 3930458 A1, 21.03.1991. 
(72) Автор(ы): Сватовская Лариса Борисовна (RU); Соловьева Валентина Яковлевна (RU); Чернаков Владислав Афанасьевич (RU); Сурков Владимир Николаевич (RU); Соловьев Дмитрий Вадимович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU) 
Адрес для переписки: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ПГУПС, патентный отдел 

(54) СМЕСЬ ДЛЯ ПЕНОБЕТОНА

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат - повышение прочности при изгибе, повышение коэффициента звукопоглощения и уменьшение усадки пенобетона при твердении. Смесь для пенобетона, включающая цемент, известь, песок, золу от сжигания осадка сточных вод, пенообразующую добавку и воду, дополнительно содержит базальтовую фибру, полуводный гипс - CaSO4·0,5Н 2О, 20% раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 51,88-56,52, известь 1,57-2,06, песок 9,84-10,25, зола от сжигания осадка сточных вод 6,41-7,36, пенообразующая добавка 0,18-0,27, базальтовая фибра 0,15-0,17, полуводный гипс - CaSO4 ·0,5H2O 1,05-1,54, 20% раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0 0,03-0,04, вода 24,25-26,43. 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве.

Известен теплоизоляционный бетон, содержащий мас.%: цемент - 43,0-46,2; тонкомолотый шлак металлургического производства (с содержанием Fe(II) не более 4%) - 12,0-14,4; песок - 18,0-15,0; пенообразующую добавку (на основе стеарата натрия плотности 1,15-1,77 г/см 3) - 9,5-10,3; химическую добавку «ДЭЯ» (включает в себя последрожжевую барду и модификатор - вспученный поризованный продукт с объемным весом 0,5 г/см3 в количестве, мас.% 3,0-0,5, представленный кальциймагниевыми силикатами) - 0,4-0,5; алюминиевую пудру - 0,5-0,6; фиброволокно - 1,4-1,8 и воду - 12,0-14,4 (патент РФ №2145315, С04В 38/10, 02.03.1999 г.).

Известен ячеистый бетон, содержащий в мас.%: цемент - 38,0-42,0; песок - 28,0-30,0; известь - 4,2-4,6; комплексную пенообразующую добавку (абиетат натрия C19 H29COONa·3C15 H29COOH - 30,30-33,67; калиевая щелочь КОН - 6,88-7,64; мездровый клей - 10,67-11,83; вода - 34,11-37,86 и соли жирной кислоты - 9,0-18,0) - 0,4-0,7 и воду - 25,4-26,7 (патент РФ №2205814, С04В 38/10, 06.05.2002 г.).

Наиболее близкой к заявленной смеси, выбранной за прототип, является смесь для автоклавного пенобетона, содержащая в мас.%: цемент - 28,7-33,5; известь - 4,6-7,6; песок - 17,5-18,1; золу от сжигания осадка сточных вод - 17,5-18,1; пенообразующую добавку - 0,32-0,33; воду - 26,57-27,18 (патент РФ №2256632, С04В 38/10 от 20.07.2005 г.).

К недостаткам указанных аналогов и прототипа можно отнести недостаточную прочность пенобетона при изгибе, пониженное значение коэффициента звукопоглощения и повышенную усадку пенобетона при твердении.

Задача изобретения - повысить прочность пенобетона при изгибе и значение коэффициента звукопоглощения, уменьшить усадку пенобетона при твердении.

Поставленная задача решается тем, что смесь для пенобетона включает цемент, известь, песок, золу от сжигания осадка сточных вод, пенообразующую добавку и воду - дополнительно вводим базальтовую фибру, полуводный гипс CaSO4·0,5Н2 О; 20% раствор золя ортокремневой кислоты рН 3,1-4,0, при следующем соотношении компонентов в мас.%:

цемент 51,88-56,52 
известь 1,57-2,06 
песок 9,84-10,25 
зола от сжигания осадка сточных вод 6,41-7,36 
пенообразующая добавка 0,18-0,27 
базальтовая фибра 0,15-0,17 
полуводный гипс (CaSO4·0,5Н 2О) 1,05-1,54 
20% раствор золя ортокремневой 
кислоты с рН 3,1-4,0 0,03-0,04 
вода 24,25-26,43 


На момент подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленная смесь для пенобетона неизвестна и обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существующих признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить указанный технический результат, а именно повышение прочности при изгибе, повышение коэффициента звукопоглощения и уменьшение усадки пенобетона при твердении по сравнению с известным техническим решением.

Новым является новое сочетание известных компонентов, используемых при производстве пенобетона, и их новое количественное соотношение, что позволяет получить указанный технический результат.

По мнению авторов и заявителя, данный состав для пенобетона не известен, и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».

Совместное сочетание золы, полуводного гипса и извести оказывает положительное влияние на формирование безусадочной мелкопоровой структуры пенобетона при твердении. Присутствие золя ортокремневой кислоты связывает избыточное количество Ca(OH)2, целенаправленно регулируя процесс гашения, и обеспечивает получение безусадочной пенобетонной массы, увеличивая гидратационную активность твердеющей системы. Введение базальтового волокна формирует поры удлиненной формы, которые способствуют большему поглощению и наименьшему отражению звуковой волны, при этом повышается прочность пенобетона при изгибе.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления шумозащитных ограждающих экранов вдоль транспортных магистралей, а также звукопоглощающих элементов ограждающих конструкций в промышленном и гражданском строительстве.

Осуществимость изобретения подтверждена примером конкретного выполнения:

Пример конкретного выполнения:

I. Приготовление смеси для пенобетона

1. Готовят 20% раствор ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0 следующим образом:

1.1 дозируют дистиллированную воду;

1.2 дозируют концентрированный раствор натриевого жидкого стекла с р=1.46 гр/см 3 по ГОСТ 13078-81;

1.3 отдозированные компоненты по п.1.1 и 1.2 помещают в стеклянную емкость и тщательно перемешивают;

1.4 раствор, полученный по п.1.3, пропускают через катионовую колонку и на выходе получают 20% раствор ортокремневой кислоты, который поступает в накопительную емкость.

2. Дозируют:

- Цемент М400

- Известь Са(ОН)2 

- Песок, Мкр 2,0

- Золу от сжигания осадка сточных вод S уд.=400 м2/кг

- Пенообразующую добавку (протеинсодержащая пенообразующая добавка с комплексным модефикатором М-3, состоящим из соотношения: водная эмульсия канифоли (С=0,04 мас.%)и водный раствор желатина (С=0,1 мас, %), как 1,5:1,0

- Базальтовую фибру с толщиной волокна - 0,1 мм

- Полуводный гипс (CaSO4 ·0,5Н2О)

- 20% раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0

- Воду

3. Отдозированные материалы транспортируют в пенобетоносмеситель, где производят перемешивание материалов до получения однородной растворной смеси.

4. Приготовление строительной пены:

Дозируют:

- концентрированный раствор пенообразующей добавки;

- воду;

отдозированные компоненты перемешивают в полиэтиленовой емкости, получая строительный раствор пенообразующей добавки, из которого при помощи пеногенератора получают строительную пену.

5. Получаемую строительную пену при помощи насоса пеногенератора транспортируют в бетоносмеситель, где перемешивают с приготовленной растворной смесью до получения однородной пенобетонной массы.

6. Полученную смесь для пенобетона из пенобетонной массы по п.5 заливают в формы требуемых образцов изделий, твердение которых осуществляется в естественных условиях при положительной температуре, для определения основных физико-механических характеристик в соответствии с требованием ГОСТ 12852-87 "Бетоны ячеистые. Общие требования к методам испытаний", представленных в таблице.

Анализ экспериментальных данных показал, что полученная смесь для пенобетона по сравнению с прототипом отличается: повышенной прочностью при изгибе на 26%; пониженной усадкой при твердении на 42%; и повышенным значением коэффициента звукопоглощения на 28%.

Таблица 
Физико-механические свойства пенобетона 
№ п/п Состав сырьевой смеси, мас.% Прочность при изгибе МПа Коэф. звукопоглащения Усадка, мм/м 
Цемент, М400 Известь, Ca(OH) 2 Песок М кр 2,0 Зола Гипс CaSO4·0,5Н2 О Базальтовая фибра 20% р-р золя ортокремн. кислоты Пенообразующая добавка Вода 
К-во, % рН 
прототип 31,1 6,1 17,8 17,8 - - - - 0,32 26,82 1,8 0,26 0,45 
1 56,52 1,57 9,84 6,41 1,05 0,15 0,03 3,1 0,18 24,25 2,28 0,34 0,20 
2 54,4 1,815 10,05 6,88 1,29 0,16 0,035 0,23 25,34 2,29 0,35 0,19 
3 51,88 2,06 10,25 7,36 1,54 0,17 0,04 0,27 26,43 2,27 0,33 0,21 
4 56,52 1,57 9,84 6,41 1,05 0,15 0,03 3,55 0,18 24,25 2,29 0,35 0,19 
5 54,2 1,815 10,05 6,88 1,29 0,16 0,035 0,23 25,34 2,3 0,37 0,18 
6 51,81 2,06 10,25 7,36 1,54 0,17 0,04 0,27 26,43 2,28 0,34 0,20 
7 56,52 1,57 9,84 6,41 1,05 0,15 0,03 4,0 0,18 24,25 2,27 0,32 0,21 
8 54,2 1,815 10,05 6,88 1,29 0,16 0,035 0,23 25,34 2,28 0,34 0,20 
9 51,81 2,06 10,25 7,36 1,54 0,17 0,04 0,27 26,43 2,26 0,31 0,22 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Смесь для пенобетона, включающая цемент, известь, песок, золу от сжигания осадка сточных вод, пенообразующую добавку и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит базальтовую фибру, полуводный гипс - CaSO4·0,5Н 2O, 20%-ный раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

цемент 51,88-56,52 
известь 1,57-2,06 
песок 9,84-10,25 
зола от сжигания осадка сточных вод 6,41-7,36 
пенообразующая добавка 0,18-0,27 
базальтовая фибра 0,15-0,17 
полуводный гипс - CaSO4·0,5H 2O 1,05-1,54 
20%-ный раствор золя ортокремневой 
кислоты с рН 3,1-4,0 0,03-0,04 
вода 24,25-26,43