Результат интеллектуальной деятельности: ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ КОНСТРУКЦИОННЫЙ БЕТОН

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к строительным материалам и может использоваться в гражданском, промышленном, дорожном и специальном строительстве.

Уровень техники

Из существующего уровня техники известны составы облегчённых цементобетонов, содержащие в качестве заполнителя тонкостенные полые алюмосиликатные микросферы (далее – микросферы), получаемые из зольных отходов ТЭЦ, для повышения удельной прочности R_уд и прочности при сжатии R_сж, снижения коэффициента теплопроводности λ.

ГОСТ 25820-2014 “Бетоны лёгкие. Технические условия” делит облегчённые бетоны на теплоизоляционные (λ≤0,14 Вт/м*К, R_сж≤2 МПа), конструкционно-теплоизоляционные (λ=0,14-0,58 Вт/м*К, R_сж=0,75-10 МПа), конструкционные (λ=0,58-0,70 Вт/м*К, R_сж≥12,5 МПа).

В патенте RU 2154619 C1 достигнуты показатели R_уд=16,28-20,30 МПа при λ=0,175-0,22 Вт/м*К и R_сж=13,6-17,2 МПа.

В патенте RU 2515450 C1 достигнуты показатели R_уд=28,73-48,12 МПа при λ=0,475-0,691 Вт/(м*К) и R_сж=40,9-73,0 МПа.

По факту ни один из данных цементобетонов не удовлетворяет одновременно критериям теплоизоляционного (λ≤0,14 Вт/м*К) и конструкционного (R_сж≥12,5 МПа) бетонов.

Сущность изобретения

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является получение составов облегчённых бетонов, удовлетворяющих одновременно критериям теплоизоляционного и конструкционного согласно ГОСТ 25820-2014.

Технический результат заявленного изобретения заключается в получении бетона с коэффициентом теплопроводности λ≤0,14 Вт/м*К и прочностью на сжатие R_сж≥12,5 МПа.

Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что бетонная смесь состоит из портландцемента ПЦ700-Б (ЦЕМ 1.62,5Б), микросфер фракции 0-500мкм, микросфер фракции 0-50мкм, гиперпластификатора Melflux 2651 F на основе поликарбоксилатного эфира, щебневиного золошлакового отсева фракции 0-10мкм, базальтового фиброволокна диаметром 10мкм и длиной 500мкм при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Описание изобретения

В известных облегчённых бетонах используются наиболее дешёвые микросферы фракции 0-500 мкм, где 75-90% микросфер имеет диаметр 100-250мкм, 10-15% - диаметр 0-100мкм, и лишь 3-5% - диаметр 0-50мкм (данные различных производителей). В бетонной матрице между микросферами диаметром 100-250мкм за счёт их сферической формы неизбежно образуются объёмные пустоты, заполняемые цементом, что не приводит к росту прочности и требует введения мелкодисперсного заполнителя (каменной муки, микрокремнезема) для предотвращения усадки после фазы гидратации, увеличивает теплопроводную и снижает конвекционную составляющую переноса тепла.

Для заполнения данных пустот в заявленном изобретении используются отдельно добавляемые в состав бетонной смеси микросферы фракции 0-50мкм, что приводит к снижению теплопроводности без снижения прочности на сжатие, т.к. размеры цементной прослойки между микросферами, формирующие бетонную матрицу, почти не изменяются. В качестве связующего используется портландцемент ПЦ700-Б (ЦЕМ 1.62,5Б) российского производства вместо портландцемента марки ПЦ-500ДО (ЦЕМ 1.42,5Б), используемого в описанных патентах, что позволяет при увеличении стоимости на 20% снизить его расход на 30%, сократить В/Ц соотношение и уменьшить время гидратации цементного геля для ускорения набора прочности. Снижение В/Ц соотношения и увеличение подвижности смеси достигается введением гиперпластификатора Melflux 2651 F на основе поликарбоксилатного эфира для мелкодисперсных составов. Смесь армируется базальтовыми фиброволокнами диаметром 10мкм и длиной 500мкм, т.е. соразмерными с длиной цементных связей между микросферами 0-500мкм, для усиления их прочности и формирования пространственного каркаса во время первичной фазы гидратации цементного геля.

Образцы бетонов изготовлены и испытаны согласно ГОСТ 10180-2012 “Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам” и ГОСТ 7076-99 “Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме”.

Примеры осуществления изобретения (составы, прочность при сжатии и коэффициенты теплопроводности заявленных бетонов) приведены в таблице 1.