ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2288904

АЭРИРОВАННЫЙ ЛЕГКИЙ БЕТОН

Имя изобретателя: Тихонов Юрий Михайлович (RU); Коломиец Иван Васильевич 
Имя патентообладателя: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Адрес для переписки: 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, 4, СПбГАСУ, ОИС
Дата начала действия патента: 2005.04.28 

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, а именно к бетонам для изготовления стеновых камней, блоков, плит межкомнатных перегородок, а и для монолитного бетонирования стен домов. Техническим результатом является снижение средней плотности и теплопроводности и улучшение соотношения между характеристиками плотности и прочности бетона. Аэрированный легкий бетон содержит в мас.ч.: портландцемент 1,0-1,11, мелкозернистый песок 1,5-2,43, воздухововлекающую добавку - оксиэтилированный алкифенол 0,02-0,03, в качестве легкого заполнителя хвойные опилки фракции менее 5 мм 0,11-0,22 и гранулы полистирола 0,0-0,035, жидкое стекло 0,01-0,06, кремнефтористый натрий 0,01-0,012 и воду 0,70-0,86.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области производства строительных материалов и предназначено для изготовления стеновых камней (блоков), плит межкомнатных перегородок, а и для монолитного бетонирования стен домов и устройства «теплых» оснований полов под покрытие линолеумом и другими рулонными или плитными синтетическими материалами.

Известен аэрированный легкий раствор на основе портландцемента, содержащий мелкозернистый природный песок, легкий пористый заполнитель, воду и воздухововлекающую добавку (а.с. СССР №802230, МКИ С 04 В 15/02, БИ №5, 07.02.81).

Недостатком указанного материала является повышенная средняя плотность (1100-1300 кг/м³), невысокие теплозащитные свойства, а и использование дефицитного и дорогостоящего вспученного вермикулита и, как следствие повышенная стоимость материала.

Известно использование в строительстве арболита и опилкобетона материалов с применением отходов лесопиления. Известен арболит, включающий портландцемент, отход лесопиления, жидкое натриевое стекло и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

портландцемент М-400	1,0-1,18
дробленка - отход лесопиления	0,66-0,75
жидкое натриевое стекло	0,024-0,03
вода	1,09-1,21

Известный строительный материал обладает следующими свойствами:

средняя плотность - 800 кг/м³, предел прочности при сжатии 3,5 МПа, теплопроводность - 0,3 Вт/м·К, расход портландцемента на 1 м³ бетона - 390 кг.

Известен опилкобетон, включающий, мас.ч.: портландцемент - 1, песок - 1,5, опилки - 1, кремнефтористый натрий - 0,04, технический аммиак - 0,065 и воду - 1. Он близок по свойствам к арболиту: средняя плотность -1100 кг/м³, предел прочности при сжатии 2,5 МПа, теплопроводность - 0,31 Вт/м·К, расход портландцемента на 1 м³ бетона - 400 кг (Ибрагамов Ж.А. Производство мелкоштучных стеновых блоков для индивидуального строительства. - М.: Стройиздат, 1994, с.25-36).

Недостатками известных арболита и опилкобетона являются низкая биостойкость, морозостойкость и прочность в связи с большим количеством опилок, значительный расход вяжущего (портландцемента).

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является аэрированный легкий бетон, включающий портландцемент, мелкозернистый песок, поверхностно-активную воздухововлекающую добавку, пористый заполнитель, например вспученный вермикулит, золу-унос ТЭЦ, воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

вода	0,8-0,95
портландцемент	0,85-1,0
воздухововлекающая добавка	0,05-0,06
зола-унос ТЭЦ	0,4-0,5
мелкозернистый песок	2-2,5
легкий заполнитель	0,2-0,4

(Патент РФ №2070874, С 04 В 38/08, БИ №36, 27.12.96).

Недостатком вышеуказанного состава является относительно высокая плотность, невысокая эффективность производства изделий, т.к легкобетонная смесь длительное время (45 мин - 2 часа) набирает необходимую пластическую прочность, что не позволяет быстро распалубливать свежеотформованные изделия. Кроме того, в составе используется дорогостоящий вермикулит.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение средней плотности и теплопроводности, улучшение соотношения между характеристиками плотности и прочности бетона, повышение эффективности производства изделий путем сокращения времени распалубки и сокращения расхода дорогостоящих вяжущего и вспученного вермикулита.

Сущность изобретения заключается в том, что, аэрированный легкий бетон, включающий портландцемент, мелкозернистый песок, воздухововлекающую добавку, легкий заполнитель и воду, в качестве легкого заполнителя содержит хвойные опилки фракции<5 мм и гранулы пенополистирола, в качестве воздухововлекающей добавки - оксиэтилированный алкилфенол, и дополнительно - жидкое стекло и кремнефтористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

портландцемент	1,0-1,11
мелкозернистый песок (М кр<2,5)	1,5-2,43
оксиэтилированный алкилфенол	0,02-0,03
хвойные опилки фракции <5 мм	0,11-0,22
гранулы пенополистирола	0-0,035
жидкое стекло	0,01-0,06
кремнефтористый натрий	0,01-0,012
вода	0,70-0,86

Для проверки заявленного состава были приготовлены следующие аэрированные легкие бетонные смеси с различным содержанием ингредиентов. Составы приведены в таблице 1.

Таблица 1
№ п/п	Наименование компонентов	Содержание компонентов в мас.частях
		состав №1	состав№2	состав№3	состав №4
1	2	3	4	5	6
1	Портландцемент М-400	1	1,11	1,1	1,1
2	Мелкозернистый песок (Мкр <2,5)	2,22	2,43	1,67	1,5
3	Хвойные опилки фракции <5 мм	0,22	0,17	0,11	0,19
4	Гранулы ППС	-	-	0,015	0,035
5	Воздухововлекающая добавка ОП-7	0,028	0,03	0,017	0,02
6	Жидкое натриевое стекло 1,4 г/см3	0,05	0,06	0,04	0,01
7	Кремнефтористый натрий	0,01	0,012	0,01	0,01
8	Вода	0,8	0,86	0,74	0,70

Приготовление аэрированной легкобетонной смеси с использованием высокопористых заполнителей осуществляется в скоростных аэросмесителях турбулентного действия (скорость перемешивания 700-1000 об/мин). При этом поровая структура АЛБ (аэрированного легкого бетона) формируется за счет объемного воздухововлечения, присутствия высокопористых заполнителей и воды затворения. При турбулентном перемешивании происходит активация вяжущего за счет абразивного действия кварцевого песка. Последовательность приготовления АЛБ смесей нижеследующая: через загрузочное отверстие вертикально стоящего барабана аэросмесителя, внутри которого находится вертикальный вал с двумя системами лопастей, заливается вода и поверхностно-активная Воздухововлекающая добавка, например ОП-7 - ОП-10 - оксиэтилированный алкилфенол, жидкое стекло и кремнефтористый натрий, и смесь перемешивается. Затем последовательно засыпается портландцемент и песок, смесь снова перемешивается. Последними вводятся опилки, общее время перемешивания 4-5 мин.

Для получения АЛБ с пониженной плотностью следует применять совместно хвойные опилки и отходы пенополистирола, которые вводятся в аэросмеситель сразу после загрузки портландцемента и «пригружают» их песком, который не позволяет легким частицам пенополистирола (25-40 кг/м³) всплывать. Быстрое вращение и абразивное действие песка, в основном состоящего из кварца, разбивает куски отходов пенополистирола до размеров, гранул, которые равномерно распределяются в аэрированной бетонной смеси. Жидкое стекло наряду с тем, что является антисептиком опилок, способствует быстрому набору распалубочной прочности изделий, что позволяет при изготовлении стеновых камней металлоемкость формооснастки снизить вдвое по сравнению с использованием традиционных форм.

Физико-технические характеристики заявленного изобретения и прототипа приведены в таблице 2.

Таблица 2
Наименование показателя	Величина показателя для состава
	1	2	3	4	прототип
Средняя плотность, кг/м 3	1200	1000	800	600	900
Предел прочности при сжатии, МПа	10,8	6,5	4,5	2,0	3,5
Теплопроводность, Вт/м·К	0,24	0,22	0,2	0,18	0,28
Морозостойкость, F циклы	35	35	-	-	25
Расход портландцемента М-400 на 1 м3 бетона, кг	300	270	240	210	350

Как видно из таблицы 2, заявленное изобретение имеет лучшие показатели по средней плотности, прочности, теплопроводности и расходу портландцемента по сравнению с прототипом.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аэрированный легкий бетон, включающий портландцемент, мелкозернистый песок, воздухововлекающую добавку - оксиэтилированный алкилфенол, легкий заполнитель и воду, отличающийся тем, что в качестве легкого заполнителя он содержит хвойные опилки фракции менее 5 мм и гранулы пенополистирола и дополнительно жидкое стекло и кремнефтористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Портландцемент	1,0-1,11
Мелкозернистый песок	1,5-2,43
Оксиэтилированный алкилфенол	0,02-0,03
Хвойные опилки фракции менее 5 мм	0,11-0,22
Гранулы пенополистирола	0,0-0,035
Жидкое стекло	0,01-0,06
Кремнефтористый натрий	0,01-0,012
Вода	0,70-0,86

Версия для печати
Дата публикации 17.01.2007гг

---

---