Код документа: RU2073661C1
Изобретение относится к пористым строительным материалам и может быть использовано для изготовления конструктивно-теплоизоляционных изделий автоклавного и безавтоклавного твержения.
Известна ячеистобетонная смесь, включающая портландцемент, алюминиевую
пудру, тонкомолотый песок и комплексную добавку: едкий натр и карбоксиметилцеллюлозу [1]
Недостатком данной смеси является нестабильность процессов кинетики вспучивания, ведущая к осадке
массива ячеистого бетона.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона безавтоклавного твердения,
включающая цемент, молотый песок с уд. поверх. 4200 см2/г (остаток на сите 008 5%), суперпластификатор С-3 в количестве 0,2 0,8% и алюминиевую пудру 0,18 0,20% от веса вяжущего, добавки.
Цемент и песок взяты в соотношении 1:1 [2]
Недостатки данной смеси.
1. Высокая осадка массива при формовании ячеистого бетона низкой плотности. В случаях, когда начальная температура смеси составляет менее 40 - 42oC, смесь слабо вспучивается и не достигает необходимой плотности. Когда же температура смеси превышает оптимальную, происходит ее бурное вспучивание и значительная осадка массива, т.к. момент вспучивания не совпадает с моментом схватывания. Высокая осадка массива в свою очередь ведет к снижению коэффициента конструктивного качества ячеистого бетона.
2. Высокие энергозатраты на помол песка до удельной поверхности свыше 3000 см2/г при резком снижении производительности помольного агрегата.
Задачей изобретения является снижение осадки массива при высоком коэффициенте конструктивного качества.
Поставленная задача решается тем, что в сырьевой смеси, содержащей портландцемент, микронаполнитель, алюминиевую пудру и суперпластификатор, С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом в качестве микронаполнителя используют природный молотый цеолит и дополнительно измельчают известь при следующем соотношении компонентов, вес.
портландцемент 4,7 55
молотый цеолит 37 64
алюминиевая пудра 0,07 0,29
указанный суперпластификатор С-3 0,13 1,2
измельченная известь 7,8 30
Введение природного молотого цеолита в состав ячеистого бетона способствует быстрому вспучиванию смеси и
стабилизации массы после вспучивания. После выливки смеси в форму начинается основное гашение извести с повышением температуры и рост массива. Пустоты цеолита заполняются молекулами воды и ионами
кальция, происходит частичное замещение ионов натрия на ионы кальция, при этом усиливается электростатическое притяжение частиц, частицы гашеной извести удерживаются частицами цеолита. Образуются
объемные каркасы, количество которых возрастет с увеличением степени гидратации извести. К моменту окончания процесса вспучивания ячеистой смеси создается известково-цеолитовая объемнокаркасная
структура, препятствующая осадке массива.
При дальнейшем твердении ячеистого бетона щелочная среда частично разрушает структуру цеолита с выделением активных и SiO2 и Al2O3, происходит взаимодействие с известью и цементом собразованием гидросиликатов, гидроалюминатов и гидрогранатов, которые обеспечивают омоноличивание частиц цеолита в прочный искусственный камень. Процесс взаимодействия между наполнителем и вяжущим наиболее эффективен при автоклавной обработке.
Природный цеолит месторождения Хонгуруу Саха (Якутия) имеет следующий химический состав, SiO2 66,88; Al2O3 11,28; Fe2O3 1,41; CaO 3,47, MgO 1,69; SO3 0,26; TiO2 0,09; (K2O + Na2O) 3,72, п.п. 11,00.
Содержание растворимого глинозема 8% активного глинозема 3% Минералогически породы представлены в основном клиноптилолитом (70 95%).
Содержание компонентов в смеси обосновано экспериментально, данные приведены в табл. 1,2.
Введение цеолита в количестве, превышающем 64 (составы 5, 12) и снижении расхода цемента и извести прочность ячеистого бетона снижается, ухудшается коэффициент конструктивного качества.
Введение цеолита в количестве менее 37% увеличивает осадку массива, т.к. не обеспечивается создание известково-цеолитовых структур, стабилизирующих массу ячеистого бетона.
Пример.
1. Подготовка сырьевых материалов.
Раздельно размалывают в лабораторной шаровой мельнице цеолит и известь до остатка на сите 008 10% Кварцевый песок разламывают до удельной поверхности 3200 см2/г.
Содержание кварца в
песке составляет 70% В качестве вяжущего применяется портландцемент М400 и известь активностью 65%
2. Приготовление ячеистобетонной смеси.
Ячеистобетонную смесь приготавливают в смесителе емкостью 20 л.
Последовательность загрузки материалов в смеситель: вода + суперпластификатор С-3 + цемент (перемешивание 1 мин) + цеолит + известь (перемешивание 2 мин) + алюминиевая суспензия (перемешивание 2 мин).
Температура смеси при выгрузке составляет 35 40oC. Водно-твердое отношение подбирают так, чтобы растекаемость смеси по Суттарду
была для ячеистого бетона плотностью:
а) Д600 12 14 см, B/D 0,5 0,52
б) Д300 16 20 см, B/D 0,58 0,6
Составы смеси приведены в табл.1.
Приготовленную смесь заливают в формы высотой 600 мм и под воздействием вибрации вспучивают.
После вспучивания замеряют осадку массы и при достижении пластической прочности 150 г/см2 горбушку ячеистого бетона подрезают.
Набор прочности ячеистого бетона проводят:
а) пропариванием образцов по режиму:
подъем температуры 3 ч
изотермическая выдержка
при 95oC 10 ч
охлаждение 3 ч
б) автоклавированием образцов по режиму:
подъем давления 3 ч
изобарическая выдержка при 0,8 МПа 8 ч
спуск давления
2 ч.
Данные по примеру приведены в табл. 2.
В графе 11 табл.2 приведены физико-механические показатели прототипа, ячеистый бетон плотностью 600 кг/м3.
Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона относится к пористым строительным материалам и может быть использовано для изготовления конструктивно -теплоизоляционных и теплоизоляционных изделий автоклавного и безавтоклавного твердения. Решаемая техническая задача состоит в снижении осадки массива. Сырьевая смесь содержит портландцемент 4,7 - 55%, известь 7,8 - 30%, молотый цеолит 37 - 64%, алюминиевую пудру 0,07 - 0,29%, суперпластификатор С-3 0,13 - 1,2%. За счет снижения осадки массива повышается коэффициент конструктивного качества ячеистого бетона. 2 табл.