Результат интеллектуальной деятельности: СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОБЕТОНА

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и преимущественно может быть использовано при производстве ячеистых бетонов, содержащих волокнистые наполнители.

Известна сырьевая смесь для изготовления пенобетона (RU 2465251 С1, 2012), которая содержит, мас. %: портландцемент - 29,0-31,0, пенообразователь ПБ-2000 - 0,4-0,5, золу ТЭС - 27,0-31,1, воду - 38,0-40,0, суперпластификатор С-3 - 0,6-0,9 и нарезанную на отрезки 10-50 мм филаментную капроновую нить - 0,6-0,9.

Известна сырьевая смесь для изготовления пенобетона (RU 2425012 С1, 2011), которая включает, мас. %: цемент - 30,0-32,0, пенообразователь ПБ-2000 - 0,4-0,5, золу ТЭС - 33,0-35,0, карбоксиметилцеллюлозу - 0,03-0,04, нарезанное на отрезки 3-7 мм асбестовое волокно - 1,5-2,0 и воду - остальное.

Известна сырьевая смесь для изготовления конструктивного теплоизоляционного пенобетона (RU 2418770 С1, 2011), которая содержит, мас. %: цемент - 31-33, золу-унос ТЭС - 40,0-43,0, смолу воздухововлекающую экстракционно-канифольную - 0,05-0,07, карбоксилметилцеллюлозу - 0,05-0,07, суперпластификатор С-3 - 1,8-2,1, нарезанное на отрезки 5-15 мм капроновое волокно - 0,05-0,5 и воду - остальное.

Известна сырьевая смесь для изготовления конструктивного теплоизоляционного пенобетона (RU 2412137 С1, 2011), которая содержит, мас. %: цемент - 27,0-29,0, золу-унос ТЭС с удельной поверхностью 2800-5000 см²/г - 37,0-40,0, смолу воздухововлекающую экстракционно-канифольную - 0,06-0,1, карбоксиметилцеллюлозу - 0,06-0,1, суперпластификатор С-3 - 0,7-1,1, нарезанный на отрезки длиной 2-10 мм синтетический волокнистый наполнитель - 1,3-1,7 и воду - остальное.

Пенобетоны, полученные на основе указанных выше известных сырьевых смесей, характеризуются недостаточно высокой прочностью на сжатие, имеющей, как следует из описаний этих известных изобретений, значения 1,5-3,0 МПа, и обладают недостаточно высокой прочностью на изгиб. Кроме того, указанные выше известные сырьевые смеси характеризуются достаточно высоким процентным содержанием цемента, что приводит к повышению их стоимости.

Наиболее близкой по компонентному составу к настоящему изобретению является смесь для пенобетона (RU 2306300 С1, 2007), включающая цемент, известь, песок, золу от сжигания осадка сточных вод, пенообразующую добавку, базальтовую фибру, полуводный гипс - CaSO₄·0,5H₂O, 20-процентный раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0 и воду 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-процентный раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3,1-4,0 - 0,03-0,04,

вода - 24,25-26,43.

Как отмечают авторы этого изобретения, введение базальтового волокна в состав смеси для пенобетона, являющейся ближайшим аналогом, обеспечивает повышение прочности на изгиб получаемого пенобетона до значений 2,26-2,30 МПа.

Вместе с тем, по мнению авторов настоящего изобретения, возможности использования в составе смеси для пенобетона волокнистых наполнителей для повышения прочности пенобетона на изгиб не были исчерпаны в ближайшем аналоге. Кроме того, смесь для пенобетона, являющаяся ближайшим аналогом, характеризуется весьма существенным процентным содержанием цемента, что приводит к значительному повышению ее стоимости.

Задачей настоящего изобретения явилось создание сырьевой смеси для изготовления пенобетона, которая обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении прочности на изгиб получаемого пенобетона, в снижении стоимости сырьевой смеси для изготовления пенобетона за счет снижения расхода цемента в ее составе, а также в расширении сырьевой базы для изготовления пенобетонов.

Поставленная задача решена, согласно настоящему изобретению, тем, что сырьевая смесь для изготовления пенобетона, включающая в соответствии с ближайшим аналогом портландцемент, песок, базальтовые волокна, пенообразующую добавку и воду, отличается от ближайшего аналога тем, что дополнительно содержит молотый известняк и полипропиленовые волокна при следующем соотношении компонентов, мас. %:

портландцемент - 22,0-22,4,

песок - 35,6-36,0,

молотый известняк - 22,1-23,0,

пенообразующая добавка - 0,10-0,15,

базальтовые волокна - 0,41-0,84,

полипропиленовые волокна - 0,13-0,27,

вода - остальное.

При этом в качестве пенообразующей добавки использован протеингидролизат.

В качестве молотого известняка использован минеральный порошок МП-1.

Используют базальтовые волокна диаметром 15-20 мкм и длиной 8-22 мм.

Используют полипропиленовые волокна диаметром 15-20 мкм и длиной 8-22 мм.

Включение в состав заявляемой сырьевой смеси для изготовления пенобетона полипропиленовых волокон, которые по сравнению с базальтовыми волокнами характеризуются существенно меньшим значением модуля Юнга, препятствует образованию в пенобетоне, изготовленном с использованием этой сырьевой смеси, трещин, что способствует повышению его прочности на изгиб.

Включение в состав заявляемой сырьевой смеси для изготовления пенобетона полипропиленовых волокон и молотого известняка позволило существенным образом уменьшить процентное содержание портландцемента без снижения прочности на сжатие пенобетона, изготовленного с использованием этой сырьевой смеси, что обеспечивает снижение стоимости сырьевой смеси для изготовления пенобетона.

Указанные выше процентные соотношения содержания компонентов заявляемой сырьевой смеси для изготовления пенобетона получены авторами настоящего изобретения опытным путем. При выходе содержания компонентов за указанные диапазоны процентных соотношений декларированный технический результат не достигается.

Отмеченное свидетельствует о решении декларированной выше задачи настоящего изобретения благодаря наличию у сырьевой смеси для изготовления пенобетона перечисленных выше отличительных признаков.

Пенобетон с использованием заявляемой сырьевой смеси изготавливают следующим образом.

Дозируют компоненты смеси. В лопастной смеситель с водой затворения загружают песок, а также базальтовые и полипропиленовые волокна и перемешивают. Затем в смеситель загружают молотый известняк и портландцемент и перемешивают до однородности смеси. Далее подают в смеситель пену из пеногенератора. Подачу готовой смеси в формы осуществляют шлангом за счет избыточного давления, создаваемого в смесителе.

Авторами настоящего изобретения были изготовлены с использованием заявляемой сырьевой смеси образцы пенобетона размером 100×100×100 мм и оценены их физико-механические характеристики в соответствии с ГОСТ 10180. Составы смеси образцов пенобетона и их физико-механические характеристики приведены в таблице.

При изготовлении образцов пенобетона использовались следующие сырьевые материалы: портландцемент ЦЕМ I 42,5 Н Сланцевского цементного завода, минеральный порошок МП-1 (ГОСТ Р 52129) в качестве молотого известняка, песок (ГОСТ 8736), базальтовые и полипропиленовые волокна диаметром 15-20 мкм и длиной 8-22 мм и в качестве пенообразующей добавки на основе протеингидролизата пенообразователь Reniment SB31L (Германия) в концентрации 4%, обеспечивающей плотность пены 75 г/дм³.

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что заявляемая сырьевая смесь позволяет изготавливать пенобетон с плотностью около 1200 кг/м³, который характеризуется прочностью на изгиб 2,9-4,3 МПа, существенно превышающей указанную характеристику ближайшего аналога, имеющую значения 2,26-2,30 МПа. При этом несмотря на снижение расхода цемента более чем в 2 раза прочность получаемого пенобетона на сжатие остается высокой и имеет значения 5,0-5,6 МПа.

Таким образом, применение сырьевой смеси для изготовления пенобетона обеспечивает повышение прочности на изгиб получаемого пенобетона, снижение стоимости сырьевой смеси для изготовления пенобетона за счет снижения расхода цемента в ее составе, а также расширение сырьевой базы для изготовления пенобетонов.