Сировинна суміш для виготовлення ніздрюватого бетону

Корисна модель відноситься до галузі будівельних матеріалів і може бути використана при виготовленні теплоізоляційних, конструктивно-теплоізоляційних та конструкційних ніздрюватих бетонів та виробів на його основі. Відома ніздрюватобетонна суміш [1], такого складу, мас. %: молотий шлак 30,00; молотий пісок 9,95; алюмінієва пудра 0,05; комплексна добавка 10,00. Недоліками таких сумішей, в яких як в'яжуче використовується мелений шлак та комплексна добавка, є уповільнене набирання пластичної міцності та низький показник коефіцієнту конструктивної якості. Відомо використання портландцементу при виробництві ніздрюватого бетону із використанням добавок, які прискорюють процес газовиділення. В якості таких добавок, за відомими технологіями, в більшості випадків використовують вапно [2], або вводять до складу суміші прискорювачі процесу газовиділення (гідроксиди та з'єднання лужних металів, які дають в воді лужну реакцію - NaOH, NaZnO2, NaF, Nа2СО3, К2СО3, Nа2SіO3, К2SіO3 та інші) [3]. Введення до складу сумішей вапна або вказаних добавок призводить до зменшення швидкості набирання бетоном пластичної міцності та зменшення кінцевої міцності ніздрюватого бетону. За цими технологіями процес газоутворення недостатньо оптимально поєднується у часі із процесом тужавіння суміші, що негативно впливає на міцність та структуру бетону. Як наслідок зазначених вище обставин, коефіцієнт конструктивної якості ніздрюватого бетону, одержаного за відомими технологіями, недостатньо високий. Відомий технологічний процес приготування ніздрюватобетонної суміші, за яким піщаний шлам, воду, цемент, вапняно-піщану суміш, суспензію алюмінієвої пудри, піноутворювач завантажують у змішувач у такій послідовності: спершу - піщаний шлам, воду і 15-30% піноутворювача, потім -цемент, решту піноутворювача, суспензію алюмінієвої пудри та вапняно-піщану суміш, а перемішування здійснюють спочатку після введення першої порції піноутворювача і далі - після додавання кожного наступного компонента [4]. Вміст пороутворюючих компонентів у суміші за цим процесом такий, мас. %: піноутворювач 0,16 ¸ 0,26 алюмінієва пудра 0,16 ¸ 0,28 Як бачимо, проблему оптимізації поєднання у часі процесу газоутворення із процесом тужавіння суміші за цією технологією пропонується вирішити багатостадійним змішуванням компонентів із додатковим використанням піноутворювача. Однак, це неефективно, оскільки технологічний процес занадто складний і тривалий, передбачає великі витрати дорогих пороутворюючих компонентів та не забезпечує одержання ніздрюватого бетону із високим коефіцієнт конструктивної якості. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення складу сировинної суміші для виготовлення ніздрюватого бетону, шляхом використання нового в'яжучого на основі портландцементу, для забезпечення прискорення процесу набирання бетоном пластичної міцності і оптимального поєднання у часі процесу газоутворення із процесом тужавіння суміші та поліпшення на цій основі структури бетону і показника конструктивної якості. Ця задача вирішується тим, що у сировинній суміші для виготовлення ніздрюватого бетону, що включає портландцементовмісне в'яжуче, наповнювач, газоутворювач та воду, відповідно до корисної моделі як портландцементовмісне в'яжуче використано суміш сумісно меленого портландцементу та пластифікатора. Використання відповідно до корисної моделі нового портландцементовмісного в'яжучого - суміші сумісно меленого портландцементу та пластифікатора, призводить до можливості поєднати у часі процес газоутворення із процесом тужавіння суміші так, що реалізується невідома раніше технологія одержання ніздрюватого бетону без використання відомих прискорювачів газовиділення - вапна або інших добавок, які дають в воді лужну реакцію. Запропоноване в'яжуче забезпечує активування процесу гідратації цементу, та, як наслідок цього, появи в цементному розчині, при його перемішуванні з водою достатньої кількості вапна, яке забезпечує необхідну швидкість протікання процесу газоутворення. Причому процес газоутворення поєднується у часі із процесом тужавіння бетону найбільш оптимально для забезпечення максимальної міцності на стиск і мінімальної щільності бетону. Відповідно до корисної моделі портландцементовмісне в'яжуче має питому поверхню не менше ніж 4000см2/г. Крім того, портландцемент та пластифікатор у портландцементовмісному в'яжучому беруть у співвідношенні, мас. %: портландцемент 97,8 ¸ 98,8 пластифікатор 1,2 ¸ 2,2 Даний кількісний вміст пластифікатора є достатнім для забезпечення необхідних властивостей портландцементовмісного в'яжучого, зокрема, властивості забезпечувати процес газоутворення, який протікає у потрібний інтервал часу із необхідною інтенсивністю без використання вапна або інших відомих добавок. Крім того, у суміші як газоутворювач використано алюмінієву пудру, а як наповнювач - мелений пісок при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: портландцемент 39,12 ¸ 39,52 пластифікатор 0,48 ¸ 0,88 мелений пісок 19,92 ¸ 27,94 алюмінієва пудра 0,06 ¸ 0,08 вода інше. Дане кількісне співвідношення забезпечує високий показник конструктивної якості ніздрюватого бетону, міцність на стиск та середня щільність, якого знаходяться у зазначених у таблиці 2 діапазонах. Для виготовлення портландцементовмісного в'яжучого використовувалися такі матеріали: - портландцемент М500, ДСТУ Б В.2.7-46-96; - пластифікатор С-3, ТУ 6-36-0204229-625-90; Для виготовлення заявленої сировинної суміші використовувалися такі матеріали: - мелений пісок, ДСТУ Б В.2.7-32-95; - пудра алюмінієва ПАП -1, ГОСТ 5494-95; - вода, ГОСТ 23732-79. Портландцементовмісне в'яжуче виготовляли шляхом сумісного помелу портландцементу та пластифікатора у кульовому млині до одержання питомої поверхні не менше ніж 4000 см2/г. Вміст пластифікатора у в'яжучому для одержання наведених у таблиці 1 складів суміші 1, 2, 3 такий: склад 1 - 2,20мас. %; склад 2-1,70мас. %; склад 3-1,20мас. %. При виготовленні суміші згідно складів, наведених у таблиці 1, сухі компоненти перемішували на протязі 2-3 хвилин, потім додавали водну суспензію алюмінієвої пудри і ще додатково перемішували 2 хвилини. Отриманою масою заповнювали форми-куби розміром 10´10´10см, які після 4-х годинної витримки пропарювали за режимом 3¸6¸3 години при температурі ізотермічного витримування 70±5°С. Таблиця 1 Склад запропонованої суміші, мас. % 1 2 3 39,12 39,32 39,52 0,88 0,68 0,48 27,94 23,93 19,92 0,06 0,07 0,08 32,00 36,00 40,00 Компоненти суміші портландцемент пластифікатор мелений пісок алюмінієва пудра вода Після пропарювання згідно з діючими стандартами визначали міцність зразків бетону на стиск та середню щільність у сухому стані. Коефіцієнт конструктивної якості (ККЯ) розраховували за формулою: ККЯ=Rст/Р, де RCT - міцність на стиск, кгс/см2; р - середня щільність, т/м3. Пластичну міцність ніздрюватого бетону визначали за допомогою пружинного пластометра конструкції НДПУ Силікатобетону, при цьому заміри здійснювали з моменту закінчення перемішування суміші через кожні 20 хвилин. Результати випробувань дослідних зразків у порівнянні з прототипом наведені у таблиці 2. Таблиця 2 Показники Значення показників сумішей, які Відома суміш [1] пропонуються 1 2 3 Міцність на стиск, МПа Середня щільність у сухому стані, кг/м3 Коефіцієнт конструктивно ї якості Пластична міцність суміші, кПа, після формування через 1 годину 2 години 3 години 7,7 8,9 9,7 4,9 670 620 550 680 114 143 176 72 29 39 89 36 52 98 44 64 103 8 23 36 Співставлення даних таблиці показує, що у порівнянні з відомою сумішшю [1] дослідні зразки мають значно вищий рівень фізико-механічних характеристик. Це говорить про те, що запропонований склад суміші сприяє інтенсифікації процесу структуроутворення, дозволяє регулювати та суттєво прискорювати процес набирання ніздрюватобетонним сирцем міцності, а, головне, найкращим чином поєднати його у часі з процесом газовиділення, що є запорукою отримання якісної мікропористої структури. Таким чином, використання запропонованої суміші дозволить виробляти теплоізоляційно-конструктивний матеріал з високими експлуатаційними показниками. Наведені у цьому описі кількісні співвідношення компонентів в'яжучого і сировинної суміші забезпечують високий показник конструктивної якості ніздрюватого бетону, міцність на стиск та середня щільність, якого знаходяться у зазначених в таблиці 2 діапазонах. Однак, не виключено, що поза межами цих кількісних співвідношень реалізується створена за цією корисною моделлю нова технологія одержання ніздрюватого бетону із застосуванням портландцементу без використання відомих прискорювачів газовиділення - вапна або інших добавок, які дають у воді лужну реакцію. Джерела інформації: 1. А. с. СССР №967994, МКИ: С04В13/02, С04В13/20. 2. Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Высшая школа, 1987. - 415 с. 3. Глуховський В.Д-, Рунова P.O., Шейнич Л.А., Гелевера А.Г. Основы технологии отделочных, тепло- и гидроизоляционных материалов. - К.; Вища школа, 1986. -303с. 4. Патент України №59552, МПК: С04В38/00, опубл. 15.09.2003.