Сировинна суміш для виготовлення ніздрюватого бетону

1. Сировинна суміш для виготовлення ніздрюватого бетону, що включає в себе комплекс сухих компонентів, який містить цемент, доменний гранульований шлак, золу-винос та гіпс, комплекс хімічних добавок та воду, яка відрізняється тим, що як цемент використано портландцемент, як доменний гранульований шлак - молотий доменний гранульований шлак при наступному співвідношенні сухих компонентів, мас. %: портландцемент 45,0-50,0 молотий доменний гранульований шлак 24,0-45,0 зола-винос 5,0-25,0 гіпс 2,0-5,0. 2. Суміш за попереднім пунктом, яка відрізняється тим, що комплекс хімічних добавок містить алюмінієву пудру або пасту, суперпластифікатор, прискорювач тверднення та лужний компонент при наступному співвідношенні добавок, мас. % від маси портландцементу: алюмінієва пудра або паста 0,20-0,31 суперпластифікатор 0,20-0,50 прискорювач тверднення 0,10-0,50 лужний компонент 0,50-0,70. 3. Суміш за попереднім пунктом, яка відрізняється тим, що вміст портландцементу становить 48,0 масових відсотків, а вміст гіпсу - 2,0 масових відсотки. 4. Суміш за попереднім пунктом, яка відрізняється тим, що вміст лужного компонента становить 0,5 відсотка від маси портландцементу при водотвердому відношенні суміші, яке дорівнює 0,36, або вміст лужного компонента становить 0,7 відсотка від маси портландцементу при водо-твердому відношенні суміші, яке дорівнює 0,31-0,32. 2 (19) 1 3 Корисна модель відноситься до галузі будівельних матеріалів, зокрема до виготовлення не автоклавного конструкційно-теплоізоляційного ніздрюватого бетону (газобетону), який може застосовуватись для зовнішніх огороджувальних конструкцій в монолітно-каркасному та котеджному будівництвах. Поряд із автоклавними поширені не автоклавні технології одержання газобетонів. Застосування не автоклавних технологій дозволяє спростити процес та зменшити його енергоємність. Але виключення автоклавної обробки газобетону знижує його міцність та погіршує інші показники якості газобетону, зокрема проблематичним стає забезпечення достатньої жаростійкості та морозостійкості газобетону густиною 500-600 кг/м3. Фактично компоненти багатьох відомих сировинних сумішей для виготовлення ніздрюватого бетону (газобетону) можна поділити на три групи: - комплекс порошкових сухих компонентів, які включають зазвичай в'яжуче та кремнеземистий компонент; - вода замішування, кількість якої прийнято визначати водо-твердим відношенням; - та комплекс хімічних добавок, кількість яких прийнято визначати у відсотках від маси в'яжучого, наприклад цементу, понад 100% комплексу сухих компонентів суміші. Із UA 49267 А, 16.09.2002 відома сировинна суміш для виготовлення ніздрюватого бетону, що включає в себе комплекс сухих компонентів, який в основному складається із молотого доменного гранульованого шлаку. Однак дана суміш призначена для автоклавної технологій виготовлення газобетону. Із UA 264 С1, 30.04.1993 відома сировинна суміш для виготовлення теплоізоляційного ніздрюватого бетону, що включає в себе комплекс сухих компонентів, який містить вапняно-шлаковогіпсове в'яжуче, цемент та кремнеземистий компонент, комплекс хімічних добавок та воду при наступному співвідношенні сухих компонентів, мас. %: вапняно-шлаково-гіпсове в'яжуче 23-24 цемент 2 кремнеземистий компонент 36 алюмінієва пудра 0,1-0,12 ПАР 0,01-0,012 сульфат натрия 0,3-0,4 вода інше Причому вапняно-шлаково-гіпсове в'яжуче включає мас. %, від усього складу суміші: вапно 15-15,5 шлак доменный гранульований 7-7,5 гіпсовий камінь 1 Ця сировинна суміш не призначена для одержання не автоклавного конструкційнотеплоізоляційного газобетону. Із RU 2077520 С1, 20.04.1997 відома сировинна суміш для виготовлення ніздрюватого бетону не автоклавного тверднення, що включає в себе комплекс сухих компонентів, який містить цемент, золу кам'яновугільну, золу високо кальцієву, вапно та гіпс, хімічну добавку (алюмінієву пудру) та воду 57908 4 при наступному співвідношенні сухих компонентів, мас. %: цемент 4-5 зола кам'яновугільну 50-55 вапно 7-9 гіпс 1,5-2 зола висококальцієва інше Зазначена суміш не придатна для одержання газобетону густиною 500-600кг/м3 із достатніми показниками якості, зокрема міцністю, морозостійкістю та жаростійкістю. Із SU 1502533 А1, 23.08.1989 відома сировинна суміш для виготовлення ніздрюватого бетону (газобетону) такого складу (мас. %): Шлакопортландцемент (М300) 10-18 Гашене вапно (гідроксид кальцію Са(ОН)2) Шлам вапняної нейтралізації відпрацьованого сірчанокислотного розчину травлення прокату сталі (із вмістом CaSO4H2O 2328%; Са(ОН)211,5-14%; СаСО3 22,4-27%; FeSO4 2,7-5,2; Cr2(SO4)3 0,3-0,6%; Ni SO4 інше) 2,5-5 6-10 Кам'яновугільна зола з питомою поверхнею 4500 см2/г 16-20 Гранульований доменний шлак із розміром зерен до 10 мм та насипною густиною 940 кг/м3 35-56 Алкілсульфат натрію 0,01-0,2 Алюмінієва пудра 0,007-0,04 Вода Інше Із того-ж джерела відома сировинна суміш для виготовлення ніздрюватого бетону (газобетону) [SU 1502533 А1, 23.08.1989] такого складу (мас. %): Шлакопортландцемент (М300) 18 Гашене вапно (гідроксид кальцію 5 Са(ОН)2) Сульфат кальцію (CaSO4 - гіпс) 2,3-2,8 Кам'яновугільна зола з питомою повер20 хнею 4500 см2/г Гранульований доменний шлак із роз35 міром зерен до 10 мм та 3 насипною густиною 940 кг/м Алкілсульфат натрію 0,2 Алюмінієва пудра 0,04 Вода Інше Недоліки зазначених сумішей визначаються наступним. Гранульований доменний шлак із розміром зерен до 10 мм є крупним заповнювачем і не працює як в'яжуче. Внаслідок відносно низького вмісту в'яжучого (шлакопортландцемент та гашене вапно) та застосування крупного заповнювача відносно високої густини ця суміш непридатна для виготовлення газобетонів густиною менше 10001600 кг/м3. Крім того, застосування зазначеного шламу, по-перше, погіршує екологічну чистоту газобетону, по-друге, ускладнює одержання стабільних показників якості газобетону з огляду на нестабільний склад шламу, а, по-третє, ускладнює виготовлення газобетону з огляду на те, що зазначений шлам не відноситься до широко поширених будівельних матеріалів. 5 В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити склад сировинної суміш для виготовлення ніздрюватого бетону, який забезпечить одержання за безавтоклавною технологією конструкційно-теплоізоляційного ніздрюватого бетону (газобетону), який може застосовуватись для зовнішніх огороджувальних конструкцій в монолітнокаркасному та котеджному будівництвах (густиною 500-600 кг/м3) із використанням поширених будівельних матеріалів при забезпеченні екологічності бетону в одному ряду з деревом. Причому сировинна суміш забезпечить достатні показники бетону за міцністю на стиск, морозостійкістю та жаростійкістю. Задача корисної моделі вирішена тим, що у сировинній суміші для виготовлення ніздрюватого бетону, що включає в себе комплекс сухих компонентів, який містить цемент, доменний гранульований шлак, золу-винос та гіпс, комплекс хімічних добавок та воду, згідно до корисної моделі, як цемент використано портландцемент, як доменний гранульований шлак - молотий доменний гранульований шлак при наступному співвідношенні сухих компонентів, мас. %: портландцемент 45,0-50,0 молотий доменний гранульований шлак 24,0-45,0 зола-винос 5,0-24,0 гіпс 2,0-5,0 Сировинна суміш складається із поширених будівельних матеріалів, які мають достатню екологічність. Склад суміші забезпечує одержання за безавтоклавною технологією конструкційнотеплоізоляційного ніздрюватого бетону (газобетону), який може застосовуватись для зовнішніх огороджувальних конструкцій в монолітно-каркасному та котеджному будівництвах (густиною 500-600 кг/м3) і має достатні показники за міцністю на стиск, морозостійкістю та жаростійкістю. Введення до складу газобетону золи-виносу та меленого доменного шлаку у запропонованих пропорціях сприяє підвищенню жаростійкості газобетону. У окремих випадках здійснення корисної моделі її технічний результат посилюється та доповнюється тим, що комплекс хімічних добавок містить алюмінієву пудру або пасту, суперпластифікатор, прискорювач тверднення та лужний компонент при наступному співвідношенні добавок, мас. % від маси портландцементу: алюмінієва пудра або паста 0,20-0,31 суперпластифікатор 0,20-0,50 прискорювач тверднення 0,10-0,50 лужний компонент 0,50-0,70 Також тим, що вміст портландцементу становить 48,0 масових відсотків, а вміст гіпсу -2,0 масових відсотки. Також тим, що вміст лужного компоненту становить 0,5 відсотків від маси портландцементу при водо-твердому відношенні суміші, яке дорівнює 0,36, або вміст лужного компоненту становить 0,7 відсотків від маси портландцементу при водотвердому відношенні суміші, яке дорівнює 0,310,32. Також тим, що вміст суперпластифікатору становить 0,2-0,4 відсотків від маси портландцементу 57908 6 при водо-твердому відношенні суміші, яке дорівнює 0,36, або вміст суперпластифікатору становить 0,3-0,5 відсотків від маси портландцементу при водо-твердому відношенні суміші, яке дорівнює 0,31-0,32. Також тим, що як суперпластифікатор використано суперпластифікатор, який є сумішшю натрієвих солей поліметиленнафталінсульфокислот різної молекулярної маси. Також тим, що як прискорювач тверднення використано хлорид кальцію. Також тим, що як лужний компонент використано гідроксид натрію. Також тим, що як портландцемент використано портландцемент, який без врахування сульфату кальцію складається на 95-100 % із клінкеру. Також тим, що водо-тверде відношення суміші становить від 0,31 до 0,36. Також тим, що комплекс хімічних добавок додатково містить однозаміщений фосфорнокислий калій у кількості від 0,001 до 0,08 масових відсотків від маси портландцементу. Також тим, що молотий доменний гранульований шлак та гіпс введені у сировинну суміш у вигляді продукту сумісного помелу. Також тим, що молотий доменний гранульований шлак, гіпс, суперпластифікатор та портландцемент у кількості 0,95-1,0 від маси шлаку введені у сировинну суміш у вигляді продукту сумісного помелу. Для виготовлення заявленої сировинної суміші за прикладами 1-8, 1а-4а (табл. 1-5) використовувалися такі матеріали: - портландцемент ПЦ І-500 Н ДСТУ Б.В.2.7.46-96 виробництва ОАО «БАЛЦЕМ» м. Балаклея (Україна), який складається із: клінкеру на 95-100 % (без врахування сульфату кальцію), доменного гранульованого шлаку від 0 до 5 % та гіпсового щебеню в переліку на SO3 від 1,5 до 3,5 %; - доменний молотий гранульований шлак (тонина помелу (залишок) на ситі 008 6-8 %) виробництва ЗАО «Дніпропетровський цементний завод», ГОСТ 3476-74; - зола-винос Ладижинської ТЕС (питома поверхня по ПСХ-2 складає 290-300 м2/кг); - гіпс (двоводний гіпс CaSO4-2H2O, гіпсовий або гіпсоангідритовий камінь ГОСТ 4013-82 із вмістом гіпсу чи гіпсу та ангідриту в перерахунку на CaSO4-2H2O не менше 80 %), який мелений до залишку 6-8 % на ситі 008; - суперпластифікатор, який є сумішшю натрієвих солей поліметиленнафталінсульфокислот різної молекулярної маси, наприклад, СП-1 (С-3), ТУ 6-36-0204229-625-90 або будь-який аналог, наприклад, типу Поліпласт СП-1, ТУ 5870-005-5804286505 (Росія), «Майті 100» (Японія), Сікамент, Мельмент (Германія); - пудра алюмінієва ПАП-1, ГОСТ 5494-95 або суміш пудри із ПАР (паста алюмінієва ПД, CR 0006 тощо); - технічний хлорид кальцію (СаСl2), ГОСТ 45077; - технічний гідроксид натрію (NaOH), ГОСТ 2263-79; 7 57908 - однозаміщений фосфорнокислий калій, ТУ 2186-001-57904307-02 (технічний) або ГОСТ ГОСТ4198-75; - вода, ГОСТ 23732-79. Спосіб приготування сировинної суміші за прикладами 1-8 може бути традиційним, згідно до якого дозували та перемішували комплекс порошкоподібних сухих компонентів: портландцементу, доменного молотого гранульованого шлаку, золивинос та молотого гіпсу. Потім додавали суспензію алюмінієвої пудри або алюмінієвої пасти, та розчини: суперпластифікатору, хлориду кальцію та гідроксиду натрію разом з водою затворювання до одержання необхідного водо-твердого відношення і перемішували компоненти до одержання гомогенної маси. Отриманою масою заповнювали форми-куби розміром 10x10x10см, які витримували у природних умовах і згідно з діючими стандартами визначали технічні властивості газобетону, які наведені у табл. 6, 7. Як варіант доменний гранульований шлак та гіпсовий або гіпсоангідритовий камінь, які дозовані у необхідній пропорції, піддавали сумісному сухому помелу і вводили у сировинну суміш у вигляді порошкоподібного продукту сумісного помелу. У іншому варіанті доменний гранульований шлак, гіпсовий або гіпсоангідритовий камінь, портландцемент у кількості від 0,95 до 1,0 від маси шлаку та суперпластифікатор (СП-1, С-3) піддавали сумісному сухому помелу і вводили у сировинну суміш у вигляді порошкоподібного продукту сумісного помелу. 8 Більш стабільні показники якості газобетону одержували при введенні до комплексу хімічних добавок однозаміщеного фосфорнокислого калію (дигідрофосфат калію - КН2РО4) у кількості від 0,001 до 0,08 масових відсотків маси портландцементу (див. табл. 5). Введення до складу газобетону золи-виносу та меленого доменного шлаку у запропонованих пропорціях сприяє підвищенню жаростійкості газобетону. Газобетон, одержаний із сировинної суміші за цією корисною моделлю, може витримувати довготривалу дію температур до 800 °С. Використання комплексу хімічних добавок дозволяє покращити структурно-механічні властивості дисперсної системи сировинної суміші та оптимізувати динаміку підвищення пластичної міцності суміші у процесі її спучування. Введення фосфорнокислого калію у комплекс хімічних добавок сприяє підвищенню стабільності структурно-механічних властивостей дисперсної системи сировинної суміші при допустимих змінах складу сухих компонентів суміші та умов спучування суміші. Це додатково покращує жаростійкість та морозостійкість газобетону, який одержують без автоклавної обробки. Склад сировинної суміші забезпечує екологічність одержуваного ніздрюватого бетону яка співставна із екологічністю дерева. Інші технічні властивості газобетону, який одержували із сировинної суміші за корисною моделлю згідно прикладів 1-8, 1а-4а (табл. 1-5) наведені у табл. 6, 7. Таблиця 1 Кількість сухих компонентів суміші на м3 газобетону густиною D600 (600 кг/м3) № прикладу 1 2 3 4 Цемент мас. % кг 50 300 48 288 47 282 45 270 Шлак мас. % кг 24 144 35 210 39 234 45 270 Зола мас. % 24 14 10 5 кг 144 84 60 30 Гіпс мас. % 2 3 4 5 кг 12 18 24 30 Водотверде відношення (в/т) 0,32 0,32 0,32 0,31 Таблиця 2 Кількість сухих компонентів суміші на м3 газобетону густиною D500 (500 кг/м3) № прикладу 5 6 7 8 Цемент мас. % кг 48 240 47 235 46 230 45 225 Шлак мас. % кг 25 125 35 175 40 200 45 225 Зола мас. % 25 15 10 5 кг 125 75 50 25 Гіпс мас. % 2 3 4 5 кг 10 15 20 25 Водотверде відношення (в/т) 0,36 0,36 0,36 0,36 9 57908 10 Таблиця 3 Кількість хімічних добавок у суміші для газобетону густиною D600 (600 кг/м3) Алюмінієва пудра Суперпластифікатор Прискорювач ТвердненЛужний компонент (ПАГМ) або паста, № прикладу (СП-1 або С-3), мас. % ня (СаС12), мас. % від (NaOH), мас. % від маси мас. % від маси від маси цементу маси цементу цементу цементу 1 0,20 0,3 0,1 0,6 2 0,23 0,3 0,2 0,6 3 0,23 0,4 0,4 0,7 4 0,26 0,5 0,5 0,7 Таблиця 4 Кількість хімічних добавок у суміші для газобетону густиною D500 (500 кг/м3) Алюмінієва пудра (ПАГМ)або паста, № прикладу мас. % від маси цементу 5 0,25 6 0,28 7 0,28 8 0,31 Суперпласти-фікатор Прискорювач твердненЛужний компонент (СП-1 або С-3), мас. % ня (СаСl2), мас. % від (NaOH), мас. % від маси від маси цементу маси цементу цементу 0,2 0,3 0,4 0,4 0,1 0,2 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 Таблиця 5 Кількість хімічних добавок у суміші для газобетону густиною D600 (600 кг/м3) Алюмінієва пудСуперпластиОднозаміщений фосра (ПАГМ)або № прикфікатор (СП- 1 або форнокислий калій паста, мас. % ладу С-3), мас. % від (КН2РО4), мас. % від від маси цеменМаси цементу маси цементу ту 1а 0,20 0,3 0,08 2а 0,23 0,3 0,05 3а 0,23 0,4 0,01 4а 0,26 0,5 0,001 Прискорювач тве- Лужний Компорднення (СаСl2), нент (NaOH), мас. мас. % від маси % від маси цемецементу нту 0,1 0,2 0,4 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 Таблиця 6 Властивості ніздрюватого бетону густиною 600 кг/м , що твердіє в природних умовах Назва показника Середня густина у вологому стані Марка (клас) за міцністю при стиску (у вологому стані) Відносна вологість за масою Марка газобетону за морозостійкістю (циклів) Усадка при висиханні Пористість Теплопровідність в умовах експлуатації Теплопровідність у сухому стані (ДСТУ Б В 2.7-45) Коефіцієнт паропроникності в умовах експлуатації Коефіцієнт паропроникності (ДСТУ Б В 2.7-45) Сорбційна вологість: - при відносній вологості повітря 75 % - при відносній вологості повітря 97 % Звукоізоляційна здатність газобетону при товщині стіни 100мм Значення показника 610 кг/м3 21,7кгс/см2(В1,5)М25 до 36,2 кгс/см2 (В2,5)М25 не більше 35 % не менше F50 не більше 3 мм/м 73 % 0,17 Вт/(м-К) не більше 0,13 Вт/(м-К) 0,17 мг/(мтод-Па) 0,16 мг/(мтод-Па) не більше 12 % не більше 18 % 43 дБ 11 57908 12 Таблиця 7 Властивості ніздрюватого бетону густиною 500кг/м , що твердіє в природних умовах Назва показника Клас бетону Марка бетону Теплопровідність в сухому стані Теплопровідність в експлуатаційних умовах Морозостійкість Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Значення показника В1.5 М25 0,12 Вт/м °С 0,16 Вт/м °С >F50 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601