ЛЕГКИЙ БЕТОН 2
Имя изобретателя: Котляр Владимир Дмитриевич (RU); Мальцев Евгений Владимирович (RU); Бондарюк Анна Григорьевна (RU); Белодедов Александр Александрович (RU); Колдомасова Инна Владиславовна (RU); Козлов Григорий Александрович (RU); Иванюта Григорий Николаевич (RU); Козлов Александр Владимирович (RU); Лапунова Кира Алексеевна
Имя патентообладателя: Котляр Владимир Дмитриевич (RU); Мальцев Евгений Владимирович (RU); Бондарюк Анна Григорьевна (RU); Ростовский государственный строительный университет
Адрес для переписки: 344022, г.Ростов-на-Дону, Социалистическая, 162, РГСУ, патентный отдел
Дата начала действия патента: 2005.01.11
Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих конструкций. Техническим результатом является снижение плотности и теплопроводности. Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы - компонент, выделенный безреагентной флотацией из золошлаковых смесей, воду, дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - трепел фракционного состава, %: 0,315-0,14 мм 27-31,1, 0,14-0,071 мм 30,1-33,2, менее 0,071 мм 32,9-39,7 при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 24,9-29,3, указанный трепел 6,8-14,2, указанные микросферы 34,8-41,1, вода - остальное.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности конструкционно-теплоизоляционным легким бетонам для ограждающих конструкций.
Известны легкие бетоны на основе цементного вяжущего, крупного и мелкого заполнителя. В качестве заполнителя используются керамзит, термолит, аглопорит, шлаковая пемза, гранулированный шлак, вспученный перлит, вермикулит и др. (Бурлаков Г.С. Технология изделий из легкого бетона: Учеб. пособие для вузов по спец. «Пр-во строит. изделий и конструкций». - М.: Высш. шк., 1986. - 296 с.: ил., Орентрихер Л.П. Бетоны на пористых заполнителях в сборных железобетонных конструкциях. - М.: Высш. шк., 1983. - 144 с.: ил.).
Наиболее близким техническим решением является легкий бетон (патент РФ 2154619), включающий, мас.%:
Цемент
|
25,4-30,9
|
Зола - уноса
|
6,2-13,1
|
Микросфера
|
35,3-41,1
|
Вода
|
Остальное
|
Однако данный легкий бетон обладает относительно высокой плотностью, теплопроводностью.
Сущность изобретения заключается в том, что легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы - компонент, выделенный безреагентной флотацией из золошлаковых смесей, воду, дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - трепел фракционного состава, %: 0,315-0,14 мм 27-31,1, 0,14-0,071 мм 30,1-33,2, менее 0,071 мм 32,9-39,7, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Цемент
|
24,9-29,3
|
Указанный трепел
|
6,8-14,2
|
Указанные микросферы
|
34,8-41,1
|
Вода
|
Остальное
|
Введение трепела, осадочной породы биохимического генезиса, вместо золы - уноса позволяет снизить плотность и теплопроводность.
Характеристики исходных материалов
1. Цемент.
Цемент М 500 по ГОСТ 10178 Новороссийского цементного завода.
2. Трепел.
Трепел - легкая плотная тонкопористая порода, состоящая в основном из мельчайших (менее 0,005 мм) глобулярных зерен опалового кремнезема. По внешнему виду напоминает диатомит. Окраска - от светло-серой, почти белой, до желтой, буровато-серой. Средняя плотность изменяется в пределах от 700 до 1200 кг/м3, пористость от 50 до 70%. Трепел вводился в состав бетона в виде следующего фракционного состава:
Таблица 1.
|
Размер фракции, мм
|
0,315-0,14
|
0,14-0,071
|
Менее 0,071
|
Содержание, %
|
27,0-31,1
|
30,1-33,2
|
32,9-39,7
|
Химический состав трепела, %
Таблица 2.
|
Влага гигроскоп.
|
П.п.п.
|
SiO2
|
Al 2O3
|
Fe 2O3+FeO
|
CaO
|
MgO
|
SO3 общ.
|
К2O
|
Na2O
|
TiO 2
|
P2O
5
|
1,79
|
3,86
|
85,67
|
4,04
|
1,29
|
1,55
|
0,35
|
0,15
|
0,69
|
0,37
|
0,18
|
0,062
|
3. Заполнитель.
Микросферы - компонент золошлаковых смесей - отхода Новочеркасской ГРЭС, выделяемая безреагентной флотацией из золошлаковых смесей ГРЭС. Представляет собой мелкодисперсный неслеживающийся материал серого цвета. Форма гранул сферическая, поверхность гладкая, блестящая. Химический и фазово-минеральный состав приведены в табл.3 и 4.
Плотность оболочки
|
2490 кг/м 3
|
Средняя плотность гранул
|
580 кг/м3
|
Плотность насыпная
|
380 кг/м 3
|
Диаметр
|
20-200 мкм
|
Толщина оболочки
|
5-15 мкм
|
Теплопроводность ( )
|
0,11-0,125 Вт/(м·К)
|
Прочность на сжатие в цилиндре
|
1,8 МПа
|
Таблица 3
|
Химический состав микросферы.
|
SiO 2
|
Al2О
3
|
Fe2 O3
|
FeO
|
К2О
|
Na 2O
|
CaO
|
MgO
|
TiO2
|
P2O5
|
SO3
|
п.п.п
|
54,44
|
28,84
|
2,67
|
2,29
|
7,18
|
1,0
|
0,66
|
1,96
|
0,78
|
0,07
|
0,07
|
0,22
|
Таблица 4
|
Фазово-минеральный состав микросферы.
|
стекло
|
муллит
|
кварц
|
Показатель преломления стеклофазы
|
64
|
24
|
12
|
1,512
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были изготовлены стандартные образцы с различным соотношением вышеперечисленных компонентов.
Образцы изготовлялись следующим образом.
Предварительно смешивались компоненты в сухом состоянии (цемент, трепел, микросфера) в соответствующей пропорции из расчета на стандартный образец размерами 10×10×10 см. Перемешивание сухой смеси осуществлялось в течение 1 мин. Далее в смесь добавлялась вода затворения и осуществлялось их совместное перемешивание в течение 2 мин. Затем производились формовка и виброуплотнение смеси в форме с пригрузом (22 г/см
2) в течение 1,5 мин. Выдержка смеси перед тепловой обработкой 4 ч. Тепловая обработка паром производилась по режиму 3+6 (95°С)+3. Составы легкого бетона представлены в табл.5. Из данных таблицы следует, что легкий конструкционно-теплоизоляционный бетон предлагаемого состава обладает более высокой прочностью и пониженными плотностью и теплопроводностью.
Таблица 5.
|
Составы и свойства легкого конструкционно-теплоизоляционного бетона
|
№
|
Состав предлагаемый
|
Физико-механические характеристики
|
Цемент, %
|
Трепел, %
|
Микросфера, %
|
Вода, %
|
Зола-уноса, %
|
Rсж, МПа
|
Плотность, кг/м3
|
Коэффициент теплопроводности ( ), Вт/(м·К)
|
1
|
22,4
|
14,8
|
42,1
|
20,7
|
-
|
17,4
|
785
|
0,148
|
2
|
24,9
|
14,2
|
41,1
|
19,8
|
-
|
18,9
|
809
|
0,152
|
3
|
26,8
|
10,8
|
38,4
|
24,0
|
-
|
20,7
|
815
|
0,160
|
4
|
29,3
|
6,8
|
34,8
|
29,1
|
-
|
19,2
|
824
|
0,171
|
5
|
31,4
|
6,0
|
34,8
|
28,6
|
-
|
18,8
|
830
|
0,173
|
Состав известный
|
1
|
25,4-30,9
|
-
|
35,3-41,1
|
20,4-27,6
|
6,2-13,1
|
16-17,1
|
842-876
|
0,180-0,210
|
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Легкий бетон, включающий цемент, полые микросферы - компонент, выделенный безреагентной флотацией из золошлаковых смесей, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кремнистую опал-кристобалитовую породу - трепел фракционного состава, %: 0,315 -0,14 мм 27 - 31,1, 0,14 - 0,071 мм 30,1 - 33,2, менее 0,071 мм 32,9 - 39,7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Цемент
|
24,9-29,3
|
Указанный трепел
|
6,8-14,2
|
Указанные микросферы
|
34,8-41,1
|
Вода
|
Остальное
|
Версия для печати
Дата публикации 17.01.2007гг
http://www.ntpo.com/patents_building_materials/building_materials_2/building_materials_6.shtml
|