RU2412136C1

RU2412136C1 - Foamed concrete mixture based on nanostructured binder (versions), method of making articles from foamed concrete (versions)

Info

Publication number: RU2412136C1
Application number: RU2009134917/03A
Authority: RU
Inventors: Валерий Станиславович Лесовик (RU); Валерий Станиславович Лесовик; Валерия Валерьевна Строкова (RU); Валерия Валерьевна Строкова; Алла Васильевна Череватова (RU); Алла Васильевна Череватова; Наталья Викторовна Павленко (RU); Наталья Викторовна Павленко
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2011-02-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to the industry of construction materials and can be used in production of heat insulation and heat insulation-structural materials when making elements of buildings and other structures in industrial and civil construction. In three versions, the foamed concrete mixture contains non-cement nanostructured binder - highly concentrated suspension of silica-containing material containing 20-50% particles smaller than 5 mcm and moisture of 12-20%, which is pre-modified by successively adding an organomineral additive in amount of 0.02-0.10% and a plasticising additive in amount of 2-5% of the weight of dry substance of the suspension, a foaming agent and water in each of the said versions of ratios of components, a foaming agent indicated in each of the versions, as well as liquid sodium glass. The method of making articles from foamed concrete in each of the versions involves preparation of technical foam through mechanical processing of an aqueous solution of a foaming agent in a foam generator - mixer, mixing said solution with said binder, moulding articles from the obtained foamed mass, drying, hardening in each of the versions and then final drying.

EFFECT: high mechanical strength.

9 cl, 6 ex, 16 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов при изготовлении элементов зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве.The invention relates to the building materials industry and can be used to obtain heat-insulating and heat-insulating structural materials in the manufacture of elements of buildings and structures in industrial and civil engineering.

Известен состав для легкого ячеистого бетона (патент РФ №2298539, заявл. 24.11.2005. кл. С04В 38/10), включающий бесцементное вяжущее, наполнитель, пенообразователь, стабилизатор пены и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве бесцементного вяжущего продукт совместного помола до удельной поверхности 600-750 м²/кг смеси, мас.%:Known composition for lightweight cellular concrete (RF patent No. 2298539, application. 24.11.2005. CL 0440 38/10), including a cementless binder, filler, foaming agent, foam stabilizer and water, characterized in that it contains as a cementless binder joint grinding to a specific surface of 600-750 m ² / kg of mixture, wt.%:

высококальциевая зола-унос 60-80, отработанный формовочный песок литейного производства, прошедший магнитную обработку по отделению пригарков, с содержанием кремнезема выше 90%, 10-30 и продукт высокоглиноземистый с содержанием оксида алюминия выше 80% - отход абразивного производства 5-10, а в качестве наполнителя - кислую золу сухого отбора от сжигания каменного угля, в качестве пенообразователя - пенообразователь "ПБ-2000", в качестве стабилизатора пены - жидкое натриевое стекло и дополнительно - суперпластификатор С-3, при этом указанные вяжущее и наполнитель предварительно подвергнуты совместной механохимической активации на стержневой мельнице при следующем соотношении компонентов, мас.%:high calcium fly ash 60-80, waste foundry foundry sand that has undergone magnetic processing to separate the cakes, with silica content above 90%, 10-30 and high-alumina product with alumina content above 80% - abrasive waste 5-10, and as a filler - dry ash acid ash from burning coal, as a foaming agent - PB-2000 foaming agent, as a foam stabilizer - liquid sodium glass and additionally - S-3 superplasticizer, while the specified astringent Joint filler preliminarily subjected to mechanochemical activation rod mill in the following ratio, wt.%:

указанное бесцементное вяжущееspecified cementless binder 28,4-32,128.4-32.1 указанная кислая золаspecified acidic ash 28,4-32,128.4-32.1 суперпластификатор С-3superplasticizer C-3 0,17-0,190.17-0.19 жидкое натриевое стеклоliquid sodium glass 0,16-0,20.16-0.2 пенообразователь «ПБ-2000»Frother “PB-2000” 0,16-0,20.16-0.2

Недостатком известного бетона является использование техногенного сырья непостоянного химического и минералогического состава, имеющего достаточно ограниченные запасы. Кроме того, плотность получаемого пенобетона имеет высокое значение при недостаточной прочности.A disadvantage of the known concrete is the use of technogenic raw materials of unstable chemical and mineralogical composition, which has rather limited reserves. In addition, the density of the resulting foam is high with insufficient strength.

Известен пенобетон (патент РФ №2228314, заяв. 06.08.2002, кл. С04В 38/10 и С04В 28/26), включающий жидкое натриевое стекло, кремнеземистый компонент, пенообразователь, отвердитель - кремнефтористый натрий и воду, содержит жидкое натриевое стекло из микрокремнезема с силикатным модулем от 2 до 4 и плотностью 1,35-1,45 г/см³, в качестве кремнеземистого компонента - микрокремнезем, в качестве пенообразователя - пенообразователь "Морпен" и дополнительно золу-унос при следующем соотношении компонентов, мас.%:Foam concrete is known (RF patent No. 2228314, application. 06.08.2002, class C04B 38/10 and C04B 28/26), including liquid sodium glass, a siliceous component, a foaming agent, a hardener - sodium silicofluoride and water, contains liquid sodium glass of silica fume with a silicate module from 2 to 4 and a density of 1.35-1.45 g / cm ³ , silica fume - microsilica, as a foaming agent - foaming agent "Morpen" and additionally fly ash in the following ratio, wt.%:

указанное жидкое стеклоspecified liquid glass 63,41-69,0463.41-69.04 микрокремнеземsilica fume 19,02-20,7119.02-20.71 пенообразователь "Морпен"foaming agent "Morpen" 0,04-0,270.04-0.27 кремнефтористый натрийsodium silicofluoride 6,34-6,906.34-6.90 зола-уносfly ash 1,90-2,071.90-2.07 водаwater 1,24-9,061.24-9.06

Недостатками данного пенобетона являются: использование жидкого стекла в больших количествах, что приводит к значительному удорожанию пенобетона, применение канцерогенного составляющего для повышения прочностных показателей (кремнефтористый натрий), пагубно воздействующего на организм человека.The disadvantages of this foam concrete are: the use of liquid glass in large quantities, which leads to a significant increase in the cost of foam concrete, the use of a carcinogenic component to increase strength indicators (sodium silicofluoride), which adversely affects the human body.

Известен способ получения пенобетона (патент РФ №2128154, заяв. 09.04.1997, кл. С04В 38/10), включающий приготовление пены, перемешивание ее со смесью вяжущего, наполнителя и раствора, причем смесь готовят путем механохимической активации вяжущего и наполнителя в течение 120-600 с с последующим их перемешиванием в течение 30-120 с с раствором добавок, а в качестве наполнителя используют аморфный кремнезем фракции 0,01-1,0 мм в количестве 25-60%, а пену с полученной смесью перемешивают в течение 20-60 с.A known method of producing foam concrete (RF patent No. 2128154, application. 04/09/1997, CL 04B 38/10), including the preparation of foam, mixing it with a mixture of binder, filler and solution, the mixture is prepared by mechanochemical activation of the binder and filler for 120 -600 s followed by mixing for 30-120 s with a solution of additives, and amorphous silica of a fraction of 0.01-1.0 mm in an amount of 25-60% is used as a filler, and the foam with the resulting mixture is mixed for 20- 60 sec

Недостатками данного способа являются сложность технологического исполнения, достаточно длительный процесс твердения полуфабриката. Положительный результат возможен лишь при четком соблюдении всех параметров способа.The disadvantages of this method are the complexity of the technological design, a rather lengthy process of hardening of the semi-finished product. A positive result is possible only with strict observance of all parameters of the method.

Известен способ изготовления теплоизоляционных изделий путем приготовления пены перемешиванием водного раствора ПАВ, введения в нее сухих компонентов вяжущего при перемешивании, формования из полученной пеномассы изделий и сушки. Пеномассу в процессе приготовления подвергают вибрации с частотой 700-1000 Гц и амплитудой колебаний 0,4-0,6 мм, а при введении вяжущего частоту вибрации меняют на 300-600 Гц с амплитудой колебаний 0,7-0,9 мм. Материал, полученный известным способом, имеет прочность на сжатие 0,64-0,88 МПа при средней плотности 170-270 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,034-0,038 Вт/(мК), водопоглощение 45-50% (Авт.св. № 1392061, опубл. БИ № 16, 1988. "Способ изготовления теплоизоляционных изделий").A known method of manufacturing heat-insulating products by preparing the foam by mixing an aqueous solution of a surfactant, introducing into it dry components of the binder with stirring, molding from the resulting foam products and drying. During the preparation, the foam mass is subjected to vibration with a frequency of 700-1000 Hz and an oscillation amplitude of 0.4-0.6 mm, and when a binder is introduced, the vibration frequency is changed to 300-600 Hz with an oscillation amplitude of 0.7-0.9 mm. The material obtained in a known manner has a compressive strength of 0.64-0.88 MPa at an average density of 170-270 kg / m ³ , the coefficient of thermal conductivity of 0.034-0.038 W / (mK), water absorption of 45-50% (Aut. St. No. 1392061, publ. BI No. 16, 1988. "A method of manufacturing heat-insulating products").

Недостатками способа являются трудоемкость изготовления изделий и низкое их качество.The disadvantages of the method are the complexity of manufacturing products and their low quality.

В качестве прототипа выбирается высокопористый кремнеземистый пенобетон на основе ВКВС кварцевого песка, а также добавок жидкого стекла (2-4%) и шлаков феррохромового производства (Пивинский Ю.Е., Епифанова Т.Н., Перетокина Н.А. Материалы на основе высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий (ВКВС). Получение и свойства тонкозернистых пенобетонов на основе ВКВС кварцевого песка. М.: Огнеупоры и техническая керамика. 1998. №10. С.6-10). Формовочные системы в виде минерализованных пен являются самотвердеющими, характеризуются относительно низкой влажностью (23-35%), рН пеномасс (11,4-11,5%). Химический состав изученных композиций: 85-95% SiO₂, 3,5-12,88% CaO, 0,68-2,79% Al₂O₃, 2,5-3,0% Na₂O. Изученные пеномассы включали обладающие вяжущими свойствами ВКВС, жидкое стекло и феррохромовый шлак. Эта композиция являлась комплексной вяжущей системой со сложным механизмом структурообразования и твердения. Материал изготовляли по технологии пенокерамики с последующей термообработкой при температуре до 1300°С. Пенобетоны имели плотность 550-800 кг/м³, пористость 65-75%, характеризуются пределом прочности при сжатии после сушки 0,8-1,2 МПа, после термообработки 5-15 МПа. Максимальная температура их применения 1200-1300°С.As a prototype, a highly porous silica foam concrete based on HCBS quartz sand, as well as liquid glass additives (2-4%) and ferrochrome slags (Pivinsky Yu.E., Epifanova TN, Peretokina N.A. Materials based on highly concentrated Ceramic Cementing Suspensions (HCBS), Preparation and Properties of Fine-Grained Foam Concrete Based on HCBS of Quartz Sand. M.: Refractories and Technical Ceramics. 1998. No. 10. P.6-10). Molding systems in the form of mineralized foams are self-hardening, characterized by relatively low humidity (23-35%), pH of foam masses (11.4-11.5%). The chemical composition of the studied compositions: 85-95% SiO ₂ , 3.5-12.88% CaO, 0.68-2.79% Al ₂ O ₃ , 2.5-3.0% Na ₂ O. The studied foam masses included possessing astringent properties of HCBS, liquid glass and ferrochrome slag. This composition was a complex binder system with a complex mechanism of structure formation and hardening. The material was manufactured using ceramic foam technology with subsequent heat treatment at temperatures up to 1300 ° C. Foam concrete had a density of 550-800 kg / m ³ , porosity of 65-75%, characterized by a compressive strength after drying of 0.8-1.2 MPa, after heat treatment of 5-15 MPa. The maximum temperature of their application is 1200-1300 ° C.

Недостатками данного прототипа являются сложность технологического исполнения из-за специфических свойств дилатантного структурирования, которые присущи ВКВС, низкая прочность при высокой плотности в высущенном состоянии, необходимость термообработки при температуре до 1300°С для повышения прочностных характеристик, ограниченная область практического применения. Фактически исключается возможность получения готового продукта по безобжиговой технологии.The disadvantages of this prototype are the complexity of the technological design due to the specific properties of dilatant structuring, which are inherent in HCBS, low strength at high density in the dried state, the need for heat treatment at temperatures up to 1300 ° C to increase strength characteristics, limited area of practical application. In fact, the possibility of obtaining a finished product using non-firing technology is virtually eliminated.

В качестве прототипа принимается способ изготовления строительных теплоизоляционных изделий (патент РФ №2074146, заяв. 13.01.1994, кл. С04В 28/18, С04В 16:08, С04В 40/00), а именно безобжиговых, безавтоклавных строительных изделий на основе кремнеземсодержащего сырья, включающий мокрое измельчение кремнеземсодержащего компонента до фракционного состава: 5-20 мкм 20-4%, 20-50 мкм 12-30%, 50-100 мкм 1-25%, 1-5 мкм остальное, перемешивание фракций между собой с последующим смешением с заполнителем - пенополистиролом, предварительно измельченным до фракционного состава, мас.%: 3-5 мм не более 50%, 0-3 мм остальное, формование, тепловую обработку (сушку) изделий при температуре 80-120°С и выдержку в подогретом до температуры не более 60°С щелочном растворе с рН 10-14 в течение 1-3 часов (операция упрочнения). Получаемые изделия имеют объемную массу 0,8 кг/см³, теплопроводность 0,26 Вт/мК.As a prototype, a method of manufacturing heat-insulating building products is adopted (RF patent No. 2074146, application. January 13, 1994, CL 04B 28/18, 04B 16:08, 40B 40/00), namely non-fired, autoclave-free building products based on silica-containing raw materials including wet grinding of a silica-containing component to a fractional composition: 5-20 microns 20-4%, 20-50 microns 12-30%, 50-100 microns 1-25%, 1-5 microns the rest, mixing fractions with each other, followed by mixing with filler - polystyrene foam, previously crushed to a fractional composition, wt.%: 3 -5 mm not more than 50%, 0-3 mm the rest, molding, heat treatment (drying) of products at a temperature of 80-120 ° C and holding in an alkaline solution heated to a temperature of not more than 60 ° C with a pH of 10-14 for 1 -3 hours (hardening operation). The resulting products have a bulk density of 0.8 kg / cm ³ , thermal conductivity of 0.26 W / mK.

Описанный выше способ изготовления строительных изделий подразумевает получение теплоизоляционных изделий с применением заполнителя органического происхождения (пенополистирола). Получаемый по данному способу материал можно отнести к группе теплоизоляционно-конструкционных, но для данного вида материала изделия, получаемые по описанному выше способу, имеют невысокие эксплуатационные характеристики. Кроме того, в настоящее время весьма актуальна проблема получения ячеистых бетонов, сочетающих в себе функциональные качества теплоизоляционного и конструкционного материала.The above-described method of manufacturing building products involves obtaining heat-insulating products using an aggregate of organic origin (polystyrene foam). The material obtained by this method can be attributed to the group of heat-insulating and structural, but for this type of material, the products obtained by the method described above have low performance characteristics. In addition, the problem of obtaining cellular concrete, combining the functional qualities of a heat-insulating and structural material, is currently very relevant.

Одним из актуальных направлений развития промышленности строительных материалов является создание новых и совершенствование существующих технологий, которые связаны с получением наносистем и применением нанотехнологических подходов.One of the current trends in the development of the building materials industry is the creation of new and improvement of existing technologies that are associated with the production of nanosystems and the application of nanotechnological approaches.

На сегодняшний день основным вяжущим при производстве большинства видов строительных материалов является портландцемент. В связи с возрастающими потребностями в эффективных вяжущих веществах, в том числе вяжущих негидратационного типа твердения и материалов на их основе, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками и экологической безопасностью как при производстве, так и при эксплуатации, актуальна разработка и применение нового класса наноструктурированных вяжущих, способных частично или полностью заменить в формовочных системах цемент в максимально широком диапазоне классов строительных материалов.Today, Portland cement is the main binder in the production of most types of building materials. Due to the growing demand for effective binders, including non-hydration binders and hardening materials with high performance and environmental safety both in production and in operation, the development and application of a new class of nanostructured binders, partially capable of or completely replace cement in molding systems in the widest possible range of classes of building materials.

Направленное формирование структуры новых материалов на основе наносистем, оптимизация физико-химических процессов производства и проектирование оптимальных технологических решений требуют общего научно обоснованного подхода и детального изучения закономерностей и кинетики структурообразования дисперсных систем в ходе их технологической переработки и применения. Сложность этой задачи заключается в различии и нестабильности реотехнологических характеристик. Основным путем решения данной проблемы является разработка модифицирующих органоминеральных добавок, способных изменять матричную структуру системы.The directed formation of the structure of new materials based on nanosystems, the optimization of physicochemical production processes and the design of optimal technological solutions require a common scientifically based approach and a detailed study of the patterns and kinetics of structure formation of disperse systems during their technological processing and application. The complexity of this task lies in the difference and instability of rheotechnological characteristics. The main way to solve this problem is the development of modifying organomineral additives that can change the matrix structure of the system.

Не менее важной является проблема равномерного распределения активного нанодисперсного компонента в сырьевых смесях, что особенно важно в производственных масштабах.Equally important is the problem of uniform distribution of the active nanodispersed component in raw mixtures, which is especially important on a production scale.

Решение этой проблемы может заключаться не во введении нанодисперсных добавок в общую массу, а в создании наноструктурированной системы в самой композиционной массе в процессе технологического передела - «in situ».The solution to this problem may lie not in introducing nanodispersed additives into the total mass, but in creating a nanostructured system in the composite mass itself in the process of technological redistribution - “in situ”.

Применение наноструктурированных вяжущих систем позволит решить как проблему агрегативной устойчивости, так и проблему гомогенизации нанодисперсного активного вещества по всему объему с целью стабильного структурирования на всех размерных уровнях организации композита.The use of nanostructured binders will solve both the problem of aggregative stability and the problem of homogenization of nanodispersed active substances throughout the volume with the goal of stable structuring at all dimensional levels of organization of the composite.

Задачей предлагаемого изобретения является создание высокоэффективного теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного экологически чистого пенобетона на основе принципиально нового вида бесцементного наноструктурированного вяжущего с улучшенными физико-механическими и теплофизическими свойствами, изготовление из него технологичных, экономичных и экологически безопасных изделий для возведения теплоэффективных ограждающих конструкций современных зданий.The objective of the invention is the creation of a highly effective heat-insulating and heat-insulating structural environmentally friendly foam concrete based on a fundamentally new type of cementless nanostructured binder with improved physicomechanical and thermophysical properties, the manufacture of technological, economical and environmentally friendly products from it for the construction of heat-efficient building envelopes of modern buildings.

Изобретение направлено на упрощение и удешевление способа, а также существенное повышение эффективности технологического процесса за счет существенного сокращения сроков изготовления пенобетонных изделий с сохранением и улучшением основных технико-эксплуатационных и теплофизических характеристик: механической прочности, пористости, плотности, теплопроводности. Кроме того, изобретение позволяет получить по предлагаемой технологии пенобетон, обладающий свойствами теплоизоляционно-конструкционного материала.The invention is aimed at simplifying and reducing the cost of the method, as well as significantly improving the efficiency of the process due to a significant reduction in the production time of foam concrete products while maintaining and improving the basic technical and operational and thermal characteristics: mechanical strength, porosity, density, thermal conductivity. In addition, the invention allows to obtain, according to the proposed technology, foam concrete having the properties of a heat-insulating structural material.

Указанная задача достигается тремя вариантами состава пенобетона и шестью вариантами способа изготовления изделий из пенобетона.This problem is achieved by three options for the composition of foam concrete and six variants of the method of manufacturing products from foam concrete.

Согласно первому варианту в составе пенобетона, включающем бесцементное наноструктурированное вяжущее - высококонцентрированную суспензию кремнеземсодержащего сырья, пенообразователь и воду, согласно предлагаемому решению в качестве бесцементного наноструктурированного вяжущего используют указанную суспензию с содержанием частиц менее 5 мкм, составляющих 20-50% и влажностью 12-20%, предварительно подвергнутую модификации путем последовательного введения органо-минеральной добавки в количестве 0,02-0,10% и пластифицирующей добавки в количестве 2-5% от массы сухого вещества суспензии, а в качестве пенообразователя - белковый пенообразователь при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to the first embodiment, in the composition of foam concrete, including a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, a foaming agent and water, according to the proposed solution, the suspension is used as a cementless nanostructured binder with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50% and a moisture content of 12-20%, 20-20% , previously subjected to modification by sequential administration of an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in coli ETS 2-5% by weight dry matter suspension, and as a blowing agent - proteinaceous foaming agent with the following ratio of components, wt.%:

указанное вяжущее (на сухое вещество)specified binder (dry matter) 68,87-77,768.87-77.7 указанный белковый пенообразовательspecified protein foaming agent 0,60-1,530.60-1.53 водаwater 21,63-29,6021.63-29.60

Согласно второму варианту в составе пенобетона, включающем бесцементное наноструктурированное вяжущее - высококонцентрированную суспензию кремнеземсодержащего сырья, синтетический пенообразователь, жидкое натриевое стекло и воду, согласно предлагаемому решению в качестве бесцементного наноструктурированного вяжущего используют указанную суспензию с содержанием частиц менее 5 мкм, составляющих 20-50% и влажностью 12-20%, предварительно подвергнутую модификации путем последовательного введения органо-минеральной добавки в количестве 0,02-0,10% и пластифицирующей добавки в количестве 2-5% от массы сухого вещества суспензии при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to the second option, in the composition of foam concrete, including a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, a synthetic foaming agent, liquid sodium glass and water, according to the proposed solution, the suspension is used as a cementless nanostructured binder with a particle content of less than 5 microns and 20% of particles, constituting 20-50%, constituting 20% humidity 12-20%, previously subjected to modification by sequential administration of an organo-mineral additive in an amount of 0 , 02-0.10% and plasticizing additives in an amount of 2-5% by weight of the dry matter of the suspension in the following ratio of components, wt.%:

указанное вяжущее (на сухое вещество)specified binder (dry matter) 68,54-75,7968.54-75.79 синтетический пенообразовательsynthetic foaming agent 0,21-0,530.21-0.53 жидкое натриевое стеклоliquid sodium glass 2,9-3,92.9-3.9 водаwater 21,09-27,0621.09-27.06

Согласно третьему варианту в составе пенобетона, включающем бесцементное наноструктурированное вяжущее - высококонцентрированную суспензию кремнеземсодержащего сырья, синтетический пенообразователь, жидкое натриевое стекло и воду, согласно предлагаемому решению в качестве бесцементного наноструктурированного вяжущего используют указанную суспензию с содержанием частиц менее 5 мкм, составляющих 20-50% и влажностью 12-20%, предварительно подвергнутую модификации путем последовательного введения органо-минеральной добавки в количестве 0,02-0,10% и пластифицирующей добавки в количестве 2-5% от массы сухого вещества суспензии, в качестве синтетического пенообразователя -«esapon 1214» и дополнительно белковый пенообразователь «addiment» при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to the third option, in the composition of foam concrete, including a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, synthetic foaming agent, liquid sodium glass and water, according to the proposed solution, the suspension is used as a cementless nanostructured binder with a particle content of less than 5-50 microns and constituents of 20-50% and constituting 20% particles of 20% humidity of 12-20%, previously subjected to modification by sequential administration of an organo-mineral additive in an amount 0.02-0.10% and plasticizing additives in an amount of 2-5% by weight of the dry matter of the suspension, as a synthetic foaming agent - "esapon 1214" and additional protein foaming agent "addiment" in the following ratio of components, wt.%:

указанное вяжущее (на сухое вещество)specified binder (dry matter) 73,87-77,9273.87-77.92 пенообразователь «esapon 1214»foaming agent "esapon 1214" 0,19-0,220.19-0.22 пенообразователь «addiment»frother "addiment" 0,04-0,200.04-0.20 жидкое натриевое стеклоliquid sodium glass 1,9-2,31.9-2.3 водаwater 19,15-23,4119.15-23.41

Указанная задача достигается так же шестью способами изготовления изделий из пенобетона.This task is also achieved by six methods of manufacturing products from foam concrete.

Согласно первому варианту в способе изготовления изделий из пенобетона, включающем подготовку технической пены путем механической обработки в пеногенераторе-смесителе водного раствора пенообразователя, перемешиванием ее с бесцементным наноструктурированным вяжущим - высококонцентрированной суспензией кремнеземсодержащего сырья, формование из полученной пеномассы изделий, упрочнение и сушку, согласно предлагаемому решению в качестве бесцементного наноструктурированного вяжущего используют указанную суспензию с содержанием частиц менее 5 мкм, составляющих 20-50% и влажностью 12-20%, предварительно подвергнутую модификации путем последовательного введения органо-минеральной добавки в количестве 0,02-0,10% и пластифицирующей добавки в количестве 2-5% от массы сухого вещества суспензии, а в качестве пенообразователя - белковый пенообразователь при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to the first embodiment, in a method for manufacturing foam concrete products, which involves preparing technical foam by machining an aqueous solution of a foaming agent in a foam generator-mixer, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, molding from the foam obtained products, according to the solution, we offer drying and hardening as a cementless nanostructured binder use the specified suspension with an hour content particles less than 5 microns, constituting 20-50% and humidity 12-20%, previously subjected to modification by sequential administration of an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5% by weight of dry matter suspension, and as a foaming agent, a protein foaming agent in the following ratio of components, wt.%:

указанное вяжущее (на сухое вещество)specified binder (dry matter) 68,87-77,768.87-77.7 белковый пенообразовательprotein foaming agent 0,60-1,530.60-1.53 водаwater 21,63-29,6021.63-29.60

Технологическую операцию по упрочнению изделий осуществляют путем погружения с кратковременной выдержкой изделия после сушки в раствор щелочного силиката с плотностью 1,06-1,08 г/см³ продолжительностью до 3 мин, с последующей окончательной сушкой.The technological operation to harden products is carried out by immersion with short-term exposure of the product after drying in an alkaline silicate solution with a density of 1.06-1.08 g / cm ³ for up to 3 minutes, followed by final drying.

Согласно второму варианту в способе изготовления изделий из пенобетона, включающем подготовку технической пены путем механической обработки в пеногенераторе-смесителе водного раствора пенообразователя перемешиванием ее с бесцементным наноструктурированным вяжущим - высококонцентрированной суспензией кремнеземсодержащего сырья, формование из полученной пеномассы изделий, упрочнение и сушку, согласно предлагаемому решению в качестве бесцементного наноструктурированного вяжущего используют указанную суспензию с содержанием частиц менее 5 мкм, составляющих 20-50% и влажностью 12-20%, предварительно подвергнутую модификации путем последовательного введения органо-минеральной добавки в количестве 0,02-0,10% и пластифицирующей добавки в количестве 2-5% от массы сухого вещества суспензии, а в качестве пенообразователя - белковый пенообразователь при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to the second option, in a method for manufacturing foam concrete products, including the preparation of technical foam by mechanical treatment in a foam generator-mixer of an aqueous solution of a foaming agent by mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, molding from the foam obtained products, according to the solution, hardening and drying as a cementless nanostructured binder use the specified suspension with an hour content its less than 5 microns, comprising 20-50% and a moisture content of 12-20%, previously subjected to modification by sequential administration of an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5% by weight of dry matter suspension, and as a foaming agent, a protein foaming agent in the following ratio of components, wt.%:

Технологическую операцию по упрочнению изделий осуществляют путем обработки поверхности изделия после сушки раствором щелочного силиката с плотностью 1,06-1,08 г/см³ методом орошения и последующей окончательной сушкой.The technological operation to harden products is carried out by treating the surface of the product after drying with an alkaline silicate solution with a density of 1.06-1.08 g / cm ³ by irrigation and subsequent final drying.

Согласно третьему варианту в способе изготовления изделий из пенобетона, включающем подготовку технической пены путем механической обработки в пеногенераторе-смесителе водного раствора синтетического пенообразователя, перемешивание ее с бесцементным наноструктурированным вяжущим - высококонцентрированной суспензией кремнеземсодержащего сырья и затем с жидким натриевым стеклом, формование из полученной пеномассы изделий, упрочнение и сушку, согласно предлагаемому решению в качестве бесцементного наноструктурированного вяжущего используют указанную суспензию с содержанием частиц менее 5 мкм, составляющих 20-50% и влажностью 12-20%, предварительно подвергнутую модификации путем последовательного введения органо-минеральной добавки в количестве 0,02-0,10% и пластифицирующей добавки в количестве 2-5% от массы сухого вещества суспензии при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to a third embodiment, in a method for manufacturing foam concrete products, comprising preparing technical foam by machining in an foam mixer an aqueous solution of a synthetic blowing agent, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials and then with liquid sodium glass, molding from the foam obtained hardening and drying according to the proposed solution as a cementless nanostructured binder using the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, constituting 20-50% and a moisture content of 12-20%, previously subjected to modification by sequentially introducing an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5 % by weight of dry matter suspension in the following ratio of components, wt.%:

Согласно четвертому варианту в способе изготовления изделий из пенобетона, включающем подготовку технической пены путем механической обработки в пеногенераторе-смесителе водного раствора синтетического пенообразователя, перемешивание ее с бесцементным наноструктурированным вяжущим - высококонцентрированной суспензией кремнеземсодержащего сырья и затем с жидким натриевым стеклом, формование из полученной пеномассы изделий, упрочнение и сушку, согласно предлагаемому решению в качестве бесцементного наноструктурированного вяжущего используют указанную суспензию с содержанием частиц менее 5 мкм, составляющих 20-50% и влажностью 12-20%, предварительно подвергнутую модификации путем последовательного введения органо-минеральной добавки в количестве 0,02-0,10% и пластифицирующей добавки в количестве 2-5% от массы сухого вещества суспензии при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to a fourth embodiment, in a method for manufacturing foam concrete products, comprising preparing technical foam by machining an aqueous solution of a synthetic blowing agent in a foam generator-mixer, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials and then with liquid sodium glass, molding from the foam obtained hardening and drying according to the proposed solution as a cementless nanostructured binder use the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, constituting 20-50% and a moisture content of 12-20%, previously subjected to modification by sequentially introducing an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2- 5% by weight of dry matter suspension in the following ratio of components, wt.%:

Согласно пятому варианту в способе изготовления изделий из пенобетона, включающем подготовку технической пены путем механической обработки в пеногенераторе-смесителе водного раствора синтетического пенообразователя, перемешивание ее с бесцементным наноструктурированным вяжущим - высококонцентрированной суспензией кремнеземсодержащего сырья и затем с жидким натриевым стеклом, формование из полученной пеномассы изделий, упрочнение и сушку, согласно предлагаемому решению в качестве бесцементного наноструктурированного вяжущего используют указанную суспензию с содержанием частиц менее 5 мкм, составляющих 20-50% и влажностью 12-20%, предварительно подвергнутую модификации путем последовательного введения органо-минеральной добавки в количестве 0,02-0,10% и пластифицирующей добавки в количестве 2-5% от массы сухого вещества суспензии, в качестве синтетического пенообразователя - «esapon 1214» и дополнительно белковый пенообразователь «addiment» при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to a fifth embodiment, in a method for manufacturing foam concrete products, comprising preparing technical foam by machining in an foam generator-mixer an aqueous solution of a synthetic foaming agent, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials and then with liquid sodium glass, molding from the foam obtained hardening and drying according to the proposed solution as a cementless nanostructured binder and the specified suspension is used with a particle content of less than 5 μm, constituting 20-50% and a moisture content of 12-20%, previously subjected to modification by sequentially introducing an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5 % by weight of the dry matter of the suspension, as a synthetic foaming agent - "esapon 1214" and additional protein foaming agent "addiment" in the following ratio of components, wt.%:

Согласно шестому варианту в способе изготовления изделий из пенобетона, включающем подготовку технической пены путем механической обработки в пеногенераторе-смесителе водного раствора синтетического пенообразователя, перемешивание ее с бесцементным наноструктурированным вяжущим - высококонцентрированной суспензией кремнеземсодержащего сырья и затем с жидким натриевым стеклом, формование из полученной пеномассы изделий, упрочнение и сушку, согласно предлагаемому решению в качестве бесцементного наноструктурированного вяжущего используют указанную суспензию с содержанием частиц менее 5 мкм, составляющих 20-50% и влажностью 12-20%, предварительно подвергнутую модификации путем последовательного введения органо-минеральной добавки в количестве 0,02-0,10% и пластифицирующей добавки в количестве 2-5% от массы сухого вещества суспензии, в качестве синтетического пенообразователя - «esapon 1214» и дополнительно белковый пенообразователь «addiment» при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to a sixth embodiment, in a method for manufacturing foam concrete products, comprising preparing technical foam by machining an aqueous solution of a synthetic blowing agent in a foam generator-mixer, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials and then with liquid sodium glass, molding from the foam obtained hardening and drying, according to the proposed solution as a cementless nanostructured binder using the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, constituting 20-50% and a moisture content of 12-20%, previously subjected to modification by sequentially introducing an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5 % by weight of the dry matter of the suspension, as a synthetic foaming agent - "esapon 1214" and additional protein foaming agent "addiment" in the following ratio of components, wt.%:

В качестве кремнеземистого сырья для получения вяжущего могут быть использованы природные и искусственные кварцевые пески, кварцитопесчанники и другие материалы, преимущественно содержащие не менее 60% SiO₂.As siliceous raw materials for binder can be used natural and artificial quartz sands, quartzite sandstones and other materials, mainly containing at least 60% SiO ₂ .

В качестве пенообразователя могут быть использованы различные белковые («addiment», «Green Froth») или синтетические («esapon 1214», «Пеностром») пенообразователи или же комплексный пенообразователь, включающий белковый пенообразователь «addiment» и синтетический пенообразователь «esapon 1214».As a foaming agent, various protein-based (“addiment”, “Green Froth”) or synthetic (“esapon 1214”, “Penostrom”) foaming agents or a complex foaming agent including an “addiment” protein foaming agent and “esapon 1214” synthetic foaming agent can be used.

В качестве стабилизатора пены используется жидкое натриевое стекло. В качестве модифицирующих добавок в исходные высококонцентрированные суспензии кремнеземсодержащего сырья могут вводиться различные материалы, аналогичные по типу воздействия (таблица 1), например композиция: органическая добавка на основе резорцин-фурфурольных олигомеров (суперпластификатор Белгородский №3 (СБ-3)) и триполифосфат натрия; композиция: суперпластификатор Белгородский №5 (СБ-5) и гидрооксид натрия; композиция: комплексный итальянский органический разжижитель с торговой маркой «реотан» и гидрооксид натрия и др. (1. Шаповалов Н.А., Слюсарь А.А., Череватова А.В., Ермак Ю.Н., Ермак С.Н. Пивинский Ю.Е. Комплексная модифицирующая органоминеральная добавка для алюмосиликатных огнеупорных систем на основе высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий. // «Химия и химическая технология», 2003, том 46, вып.5. С.137-140).As a foam stabilizer, liquid sodium glass is used. As modifying additives, different materials similar to the type of action can be introduced into the initial highly concentrated suspensions of silica-containing raw materials (table 1), for example, composition: an organic additive based on resorcinol-furfural oligomers (Belgorodsky superplasticizer No. 3 (SB-3)) and sodium tripolyphosphate; composition: Belgorodsky superplasticizer No. 5 (SB-5) and sodium hydroxide; composition: complex Italian organic diluent with the brand name "reotan" and sodium hydroxide, etc. (1. Shapovalov N.A., Slyusar A.A., Cherevatova A.V., Ermak Yu.N., Ermak S.N. Pivinsky Yu.E. Integrated modifying organomineral additive for aluminosilicate refractory systems based on highly concentrated ceramic binders. // "Chemistry and Chemical Technology", 2003, Volume 46, Issue 5. P.137-140).

Эффективность комплексной добавки обусловлена суммированием различных механизмов воздействия компонентов на частицы дисперсной фазы ВКВС и смесей (2. Шаповалов Н.А., Строкова В.В., Череватова А.В. Оптимизация структуры наносистемы на примере ВКВС. // «Строительные материалы», №9. 2006. С.16-17).The effectiveness of the complex additive is due to the summation of various mechanisms of the action of components on the particles of the dispersed phase of HCBS and mixtures (2. Shapovalov N.A., Strokova V.V., Cherevatova A.V. Optimization of the structure of the nanosystem by the example of HCBS. // “Building materials”, No. 9. 2006. S.16-17).

Для разжижения, увеличения подвижности формовочных систем может быть использована, например, комплексная разжижающая органоминеральная добавка, включающая 50-90 мас.% триполифосфата натрия и 10-50% резорцинсодержащего пластификатора СБ-5 (Шаповалов Н.А., Слюсарь А.А., Череватова А.В. и др. Комплексная разжижающая органоминеральная добавка для огнеупорных формовочных систем и способ изготовления материалов с ее применением. // Патент РФ №2238921, опубл. 27.10.04, бюл. №30). Так же может быть использована комплексная добавка, состоящая из 30% триполифосфата натрия + 70% суперпластификатора СБ-3, или комплексная добавка, состоящая из 30% гидрооксида натрия + 70% суперпластификатора СБ-5. Добавки могут вводиться в виде порошка или растворов плотностью 1,10-1,30 г/см³ из расчета 0,02-0,1% от массы сухого вещества в высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья. То, что действие вышеперечисленных добавок аналогично, подтверждено экспериментальными данными.For thinning, increasing the mobility of molding systems, for example, a complex thinning organomineral additive, including 50-90 wt.% Sodium tripolyphosphate and 10-50% resorcinolum-containing plasticizer SB-5 (Shapovalov N.A., Slyusar A.A., Cherevatova A.V. et al. Integrated thinning organomineral additive for refractory molding systems and a method of manufacturing materials using it // RF Patent No. 2238921, publ. 27.10.04, bull. No. 30). A complex additive consisting of 30% sodium tripolyphosphate + 70% SB-3 superplasticizer or a complex additive consisting of 30% sodium hydroxide + 70% SB-5 superplasticizer can also be used. Additives can be introduced in the form of a powder or solutions with a density of 1.10-1.30 g / cm ³ at the rate of 0.02-0.1% by weight of dry matter in a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials. The fact that the effect of the above additives is similar is confirmed by experimental data.

С целью повышения пластичных свойств формовочных систем в исходную высококонцентрированную суспензию кремнеземсодержащего сырья могут быть введены пластифицирующие нанодисперсные добавки, например, глины или высокодисперсного кварцевого слива (техногенный продукт - отход производства кварцевых огнеупоров) в количестве 2-10%. Такие добавки существенно понижают дилатантные свойства данных суспензий. (Пивинский Ю.Е., Череватова А.В. Смешанное керамическое вяжущее. Патент РФ №2127235).In order to increase the plastic properties of molding systems, plasticizing nanodispersed additives, for example, clay or highly dispersed quartz plum (an industrial product - a waste product of the production of quartz refractories) can be introduced into the initial highly concentrated suspension of silica-containing raw materials in an amount of 2-10%. Such additives significantly reduce the dilatant properties of these suspensions. (Pivinsky Yu.E., Cherevatova A.V. Mixed ceramic binder. RF patent №2127235).

Отмеченная при этом высокая эффективность одновременного присутствия в системе и пластифицирующей, и комплексной добавки обусловлена ее направленной пространственной модификацией на наноуровне, основанной на комплексном проявлении трех механизмов воздействия на систему: структурно-механического, электростатического, адсорбционно-сольватного (А.В.Череватова, Н.А.Шаповалов, В.В.Строкова. Управление структурой и свойствами высококонцентрированных дисперсных систем с использованием нанопроцессов и технологий // Промышленное и гражданское строительство. - М., 2007. - №8. - С.17-19. Череватова А.В. и др. Способ получения многослойного строительного изделия на основе высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья (варианты), способ получения формовочной смеси для несущих функциональных слоев изделия (варианты), способ получения теплоизоляционного материала для многослойного строительного изделия, многослойное строительное изделие (варианты) Патент РФ №2361738, заяв. 22.06.2006, кл. В32В 13/02, С04В 35/14). Пример структурно-механического воздействия на систему в данном случае реализован при дополнительном введении в ВКВС глинистой составляющей. Специфическое строение глинистых частиц способствует созданию структурно-механического барьера, что позволяет обеспечить весьма высокую устойчивость прослоек дисперсионной среды между частицами дисперсной фазы. Принцип оптимизации структуры системы за счет реализации двух механизмов воздействия на систему ВКВС: электростатического и адсорбционно-сольватного апробирован при разработке комплексных дефлоккулянтов, состоящих из триполифосфата натрия и суперпластификатора СБ-5.The high efficiency noted at the same time of the simultaneous presence in the system of both plasticizing and complex additives is due to its directed spatial modification at the nanoscale, based on the complex manifestation of three mechanisms of action on the system: structural-mechanical, electrostatic, adsorption-solvate (A.V. Cherevatova, N .A.Shapovalov, VVStrokova. Management of the structure and properties of highly concentrated disperse systems using nanoprocesses and technologies // Industrial and Citizens construction. - M., 2007. - No. 8. - P.17-19. Cherevatova A.V. et al. A method for producing a multilayer construction product based on a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials (options), a method for producing a molding mixture for functional bearing product layers (options), a method of producing a heat-insulating material for a multilayer construction product, multilayer construction product (options) RF patent №2361738, application. 06.22.2006, cl. B32B 13/02, C04B 35/14). An example of structural and mechanical effects on the system in this case is realized with the additional introduction of a clay component into the HCBS. The specific structure of clay particles contributes to the creation of a structural-mechanical barrier, which allows a very high stability of the layers of the dispersion medium between the particles of the dispersed phase. The principle of optimizing the structure of the system through the implementation of two mechanisms of influence on the HCBS system: electrostatic and adsorption-solvate was tested in the development of complex deflocculants consisting of sodium tripolyphosphate and SB-5 superplasticizer.

Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.

Пример конкретного выполнения 1. Для получения пенобетонной смеси и испытания ее пригодности для производства теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов был выполнен ряд операций в соответствии с заявляемым составом пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего по первому варианту и способом изготовления изделий из пенобетона по первому варианту.An example of a specific implementation 1. To obtain a foam concrete mixture and test its suitability for the production of heat-insulating and heat-insulating structural materials, a number of operations were performed in accordance with the inventive foam concrete composition based on a nanostructured binder according to the first embodiment and the method for manufacturing foam concrete products according to the first embodiment.

В качестве кремнеземистого сырья для получения высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья могут быть использованы природные и искусственные кварцевые пески, в данном случае использовали песок Разуменского месторождения, с содержанием 93,02% SiO₂, химический состав которого приведен в таблице 2.As silica raw materials for obtaining a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, natural and artificial quartz sands can be used, in this case, sand of the Razumensky deposit with a content of 93.02% SiO ₂ , the chemical composition of which is shown in table 2, was used.

Для получения высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья осуществляли мокрый помол в шаровой мельнице с постадийной загрузкой материала, соблюдая основные принципы получения высококонцентрированных суспензий (Пивинский Ю.Е. Керамические вяжущие и керамобетоны / Ю.Е.Пивинский - М.: Металлургия, 1990. 270 с.).To obtain a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, wet grinding was carried out in a ball mill with a stepwise loading of the material, observing the basic principles for obtaining highly concentrated suspensions (Pivinsky Yu.E. Ceramic binders and ceramic concrete / Yu.E. Pivinsky - M .: Metallurgy, 1990.270 s. )

Выбор концентрации системы на первом этапе измельчения осуществлялся с учетом коэффициента упаковки исходного материала и других его характеристик, а также габаритных размеров мельницы. На первой стадии помола обычно вводят всю жидкость, рассчитанную по конечной концентрации суспензии. Продолжительность этой стадии процесса в зависимости от многих факторов колеблется в пределах от 1 до 5 часов. В данном случае продолжительность этой стадии процесса составила 2 часа. Степень дисперсности при этом должна быть такой, чтобы средний размер частиц был, по крайней мере, в 10-20 раз меньше размера вводимого при очередной загрузке материала. Оптимальные результаты, как правило, могут быть получены в том случае, когда на первой стадии помола достигается дисперсность, характеризуемая значительным (до 20-50%) содержанием частиц фракции менее 5 мкм. В этом случае суспензия является как бы сжатой, ускоряющей процесс последующего измельчения после введения очередной порции материала.The choice of the concentration of the system at the first grinding stage was carried out taking into account the packing coefficient of the source material and its other characteristics, as well as the overall dimensions of the mill. In the first grinding stage, usually all of the liquid calculated from the final suspension concentration is introduced. The duration of this stage of the process, depending on many factors, ranges from 1 to 5 hours. In this case, the duration of this stage of the process was 2 hours. The degree of dispersion should be such that the average particle size is at least 10-20 times less than the size of the material introduced during the next loading. Optimal results, as a rule, can be obtained when dispersion is achieved at the first grinding stage, characterized by a significant (up to 20-50%) content of particles of the fraction less than 5 microns. In this case, the suspension is as if compressed, accelerating the process of subsequent grinding after the introduction of the next portion of the material.

При постадийной загрузке материала по мере повышения объемной концентрации уменьшается эффективная плотность мелющих тел и существенно возрастает влажность. Благодаря постепенному понижению объемного содержания жидкости, увеличению сил трения возрастает температура процесса, которая в значительной степени определяет реологические свойства системы непосредственно в процессе измельчения, а также свойства высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья после измельчения. Так, с ростом температуры значительно уменьшается как общая вязкость системы, возрастает ее текучесть, так и дилатантные свойства, что позволяет вести процесс помола при повышенных концентрациях.With stepwise loading of the material, as the volume concentration increases, the effective density of the grinding media decreases and the humidity increases significantly. Due to a gradual decrease in the volumetric liquid content and an increase in the friction forces, the process temperature increases, which largely determines the rheological properties of the system directly in the grinding process, as well as the properties of a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials after grinding. So, with increasing temperature, the overall viscosity of the system decreases significantly, its fluidity increases, as well as dilatant properties, which allows the grinding process to be carried out at elevated concentrations.

После окончания мокрого помола, полученное вяжущее подвергали комплексной модификации, а именно: с целью понижения вязкости системы, в процессе перемешивания дополнительно вводили комплексную органоминеральную добавку (30% триполифосфата натрия + 70% суперпластификатора СБ-3) в количестве 0,02% от массы сухого вещества в суспензии. После чего, с целью улучшения реотехнологических характеристик, высококонцентрированная суспензия кремнеземсодержащего сырья подвергалась гравитационному смешиванию с предварительно полученной суспензией глины ЛТ-1, содержание которой в высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья составляло 5% в пересчете на сухое вещество суспензии, влажность суспензии глины находилась в пределах 40%.After wet grinding, the obtained binder was subjected to complex modification, namely: in order to lower the viscosity of the system, a complex organomineral additive (30% sodium tripolyphosphate + 70% SB-3 superplasticizer) was added in the amount of 0.02% of the dry weight during mixing substances in suspension. Then, in order to improve rheotechnological characteristics, a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials was subjected to gravitational mixing with a pre-prepared suspension of clay LT-1, the content of which in a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials was 5% in terms of the dry matter of the suspension, the humidity of the clay suspension was within 40% .

Химический состав глины ЛТ-1 приведен в таблице 3. Полученная высококонцентрированная суспензия кремнеземсодержащего сырья имела влажность 14,2%, с содержанием частиц менее 5 мкм 42%.The chemical composition of LT-1 clay is shown in Table 3. The resulting highly concentrated suspension of silica-containing raw materials had a moisture content of 14.2%, with a particle content of less than 5 microns 42%.

Для получения формовочной смеси пенобетон требуемого качества необходимо правильно и в заданной последовательности дозировать исходные составляющие компоненты.To obtain a molding mixture, foam concrete of the required quality must be properly and in a given sequence to dose the initial components.

Предварительно готовили техническую пену путем механической обработки в пеногенераторе-смесителе турбулентно-кавитационного типа водного раствора пенообразователя. В качестве пенообразователя использовался белковый пенообразователь «addiment».Technical foam was preliminarily prepared by mechanical treatment in a foam generator-mixer of a turbulent-cavitation type of an aqueous solution of a foaming agent. As the foaming agent, the “addiment” protein foaming agent was used.

Затем в пеногенератор-смеситель подавали бесцементное наноструктурированное вяжущее, смешивали его с полученной пеной до степени однородной устойчивой пеномассы. Полученную таким образом пеномассу подавали на узел формования, где осуществлялась заливка пенобетона в формы. Сушка изделий осуществлялась в сушильной камере в температурном интервале 40-100°С. Продолжительность сушки зависит от габаритных размеров получаемого изделия.Then, a cementless nanostructured binder was fed into the foam generator-mixer, mixed with the resulting foam to the extent of a uniform stable foam mass. Thus obtained foam mass was fed to the molding unit, where foam concrete was poured into molds. The products were dried in a drying chamber in the temperature range 40-100 ° C. The drying time depends on the overall dimensions of the resulting product.

Далее осуществляли операцию по упрочнению путем кратковременной выдержки высушенного изделия (полуфабриката) в щелочной среде. В данном случае в качестве щелочной среды применялся, например, раствор жидкого стекла (Na₂SiO₃) с плотностью: 1,07 г/см³. Продолжительность операции упрочнения составила 2 мин.Next, a hardening operation was carried out by short-term exposure of the dried product (semi-finished product) in an alkaline medium. In this case, for example, a liquid glass solution (Na ₂ SiO ₃ ) with a density of 1.07 g / cm ³ was used as an alkaline medium. The duration of the hardening operation was 2 minutes.

Сущность технологического принципа получения безобжиговых материалов, основанного на «эффекте холодного спекания», состоит в том, что сформованный и высушенный полуфабрикат выдерживают в жидких средах, химически активных по отношению к кремнеземистому компоненту вяжущего, с последующей сушкой. Таким образом, достижение эксплуатационной прочности в таком материале является результатом упрочнения химическим активированием контактных связей (УХАКС), (Пивинский Ю.Е. Теоретические аспекты технологии керамики и огнеупоров. Том 1. / Ю.Е.Пивинский - С-Петербург: Строийздат. 2003. 544 с.).The essence of the technological principle of obtaining non-fired materials based on the "cold sintering effect" is that the molded and dried semi-finished product is kept in liquid media that are chemically active with respect to the siliceous binder component, followed by drying. Thus, the achievement of operational strength in such a material is the result of hardening by chemical activation of contact bonds (UHAKS), (Pivinsky Yu.E. Theoretical aspects of ceramics and refractory technology. Volume 1. / Yu.E. Pivinsky - St. Petersburg: Stroiizdat. 2003 544 p.).

При получении материалов на основе высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья впервые предоставилась возможность изготовить высококачественный материал уже на стадии формования, что в сочетании с упрочнением по УХАКС-механизму позволило приблизить технологию производства строительных материалов на основе высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья к таковой на основе традиционных вяжущих веществ (т.е. минуя процесс обжига), (Щелочные и щелочно-щелочеземельные гидравлические вяжущие и бетоны. / Под ред. В.Д.Глуховского. - Киев. 1979. 232 с.). После операции упрочнения изделия подвергали повторной сушке в температурном интервале 100-110°С. В данном случае сушка осуществлялась при температуре 100°С. Данные по механической прочности, плотности, теплопроводности, полученные в результате известным образом проведенных испытаний, приведены в таблице 4.Upon receipt of materials based on a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, it was for the first time possible to produce high-quality material already at the molding stage, which, combined with hardening by the UXAX mechanism, made it possible to bring the production technology of building materials based on a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials to that based on traditional binders (t .e. bypassing the firing process), (Alkaline and alkaline-alkaline earth hydraulic binders and concrete. / Under the editorship of V.D. Glukhovsky. - Kiev. 1979. 232 p.). After the hardening operation, the products were re-dried in the temperature range 100-110 ° C. In this case, drying was carried out at a temperature of 100 ° C. Data on mechanical strength, density, thermal conductivity obtained as a result of the known tests, are shown in table 4.

Таким же образом были получены пенобетонные изделия с применением другого белкового пенообразователя: «Green Froth». Данные приведены в таблице 5.In the same way, foam concrete products were obtained using another protein frother: Green Froth. The data are shown in table 5.

Пример конкретного выполнения 1.2. В соответствии с заявляемым составом пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего по первому варианту и способом изготовления изделий из пенобетона по первому варианту для производства теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов был выполнен ряд операций, а именно: в качестве кремнеземистого сырья для получения высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья могут быть использованы природные и искусственные кварцевые пески, в данном случае использовали кварцитопесчанник с содержанием 94,56% SiO₂, химический состав которого приведен в таблице 2. Мокрый помол осуществляли так же, как и в примере 1. После окончания мокрого помола полученное вяжущее подвергали комплексной модификации, а именно: с целью понижения вязкости системы в процессе перемешивания дополнительно вводили комплексную органоминеральную добавку (30% гидрооксида натрия + 70% суперпластификатора СБ-5) в количестве 0,08% от массы сухого вещества в суспензии.An example of a specific implementation 1.2. In accordance with the claimed composition of the foam concrete based on a nanostructured binder according to the first embodiment and the method of manufacturing foam concrete products according to the first embodiment, a number of operations were performed for the production of heat-insulating and heat-insulating structural materials, namely: as a siliceous feedstock to obtain a highly concentrated suspension of siliceous feedstock natural and artificial quartz sands were used, in this case a quartzite sandstone with a content of 94 was used, 56% SiO ₂ , the chemical composition of which is shown in Table 2. Wet grinding was carried out as in Example 1. After wet grinding, the binder obtained was subjected to complex modification, namely, in order to lower the viscosity of the system, complex organic-mineral was additionally introduced during mixing additive (30% sodium hydroxide + 70% SB-5 superplasticizer) in an amount of 0.08% by weight of dry matter in suspension.

С целью улучшения реотехнологических характеристик в высококонцентрированную суспензию кремнеземсодержащего сырья дополнительно вводили пластифицирующую добавку путем гравитационного смешивания с суспензией высокодисперсного кварцевого слива - отхода производства кварцевой керамики, содержание которого в высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья составляло 2% в пересчете на сухое вещество суспензии, при этом суспензия кварцевого слива имела влажность 34%. Химический состав техногенного продукта - кварцевого слива и значение величины его дисперсности приведены в таблице 2.In order to improve the rheotechnological characteristics, a plasticizing additive was additionally introduced into a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials by gravitational mixing with a suspension of highly dispersed quartz discharge, a waste product of the production of quartz ceramics, the content of which in a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials was 2% in terms of dry suspension of this suspension had a moisture content of 34%. The chemical composition of the technogenic product - quartz plum and the value of its dispersion are shown in table 2.

Полученная высококонцентрированная суспензия кремнеземсодержащего сырья имела влажность 14,0%, с содержанием частиц менее 5 мкм 45%.The obtained highly concentrated suspension of silica-containing raw materials had a moisture content of 14.0%, with a particle content of less than 5 microns 45%.

В качестве пенообразователя использовался белковый пенообразователь «addiment». Последовательность формования изделия из пенобетона осуществляли так же, как описано в примере 1. Далее проводили сушку отформованного изделия, как описано в примере 1. После сушки изделие подвергали упрочнению и последующей окончательной сушке при тех же технологических режимах, что описаны в примере 1.As the foaming agent, the “addiment” protein foaming agent was used. The sequence of molding the product from foam concrete was carried out as described in example 1. Next, the molded product was dried, as described in example 1. After drying, the product was hardened and then finally dried under the same process conditions as described in example 1.

Данные по механической прочности, плотности, теплопроводности, полученные в результате известным образом проведенных испытаний, приведены в таблице 6.Data on mechanical strength, density, thermal conductivity, obtained as a result of the known tests, are shown in table 6.

Пример конкретного выполнения 2. Для получения пенобетонной смеси и испытания ее пригодности для производства теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов был выполнен ряд операций в соответствии с заявляемым составом пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего по второму варианту и способом изготовления изделий из пенобетона по третьему варианту.An example of a specific implementation 2. To obtain a foam concrete mixture and test its suitability for the production of heat-insulating and heat-insulating structural materials, a number of operations were performed in accordance with the inventive foam concrete composition based on a nanostructured binder according to the second embodiment and the method for manufacturing foam concrete products according to the third embodiment.

В качестве наноструктурированного вяжущего использовали модифицированную высококонцентрированную суспензию кремнеземсодержащего сырья, полученную по примеру 1.As a nanostructured binder used modified highly concentrated suspension of silica-containing raw materials obtained in example 1.

Далее готовили техническую пену так, как описано в примере 1. В качестве пенообразователя в соответствии с заявляемым составом пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего по второму варианту использовался синтетический пенообразователь «esapon 1214». Затем в пеногенератор-смеситель подавали бесцементное наноструктурированное вяжущее, смешивали его с полученной пеной до степени однородной устойчивой пеномассы. После чего в пеномассу дополнительно вводился в заданном количестве стабилизатор пены - жидкое натриевое стекло с силикатным модулем 2,7. Полученную таким образом пеномассу подавали на узел формования, где осуществлялась заливка пенобетона в формы. Последовательность формования изделия из пенобетона осуществляли так же, как описано в примере 1. Далее проводили сушку отформованного изделия, как описано в примере 1. После сушки изделие подвергали упрочнению и последующей окончательной сушке при тех же технологических режимах, что описаны в примере 1.Next, technical foam was prepared as described in Example 1. As the foaming agent in accordance with the claimed composition of the foam concrete based on the nanostructured binder according to the second embodiment, the synthetic foaming agent “esapon 1214” was used. Then, a cementless nanostructured binder was fed into the foam generator-mixer, mixed with the resulting foam to the extent of a uniform stable foam mass. After that, a foam stabilizer — liquid sodium glass with a silicate module of 2.7 — was additionally introduced into the foam mass. Thus obtained foam mass was fed to the molding unit, where foam concrete was poured into molds. The sequence of molding the product from foam concrete was carried out as described in example 1. Next, the molded product was dried, as described in example 1. After drying, the product was hardened and then finally dried under the same process conditions as described in example 1.

Данные по механической прочности, плотности, теплопроводности, полученные в результате известным образом проведенных испытаний, приведены в таблице 7.Data on mechanical strength, density, thermal conductivity, obtained as a result of the known tests, are shown in table 7.

Таким же образом были получены пенобетонные изделия с применением другого синтетического пенообразователя: «Пеностром». Данные приведены в табл.8.In the same way, foam concrete products were obtained using another synthetic foaming agent: “Penostrom”. The data are given in table.8.

Пример конкретного выполнения 3. Для получения пенобетонной смеси и испытания ее пригодности для производства теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов был выполнен ряд операций в соответствии с заявляемым составом пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего по третьему варианту и способом изготовления изделий из пенобетона по пятому варианту.An example of a specific implementation 3. To obtain a foam concrete mixture and test its suitability for the production of heat-insulating and heat-insulating structural materials, a number of operations were performed in accordance with the inventive foam concrete composition based on a nanostructured binder according to the third embodiment and the foam concrete manufacturing method according to the fifth embodiment.

Далее готовили техническую пену так, как описано в примере 1. В качестве пенообразователя в соответствии с заявляемым составом пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего по третьему варианту использовался комплексный пенообразователь, включающий белковый пенообразователь «addiment» и синтетический пенообразователь «esapon 1214» в определенном соотношении.Then, technical foam was prepared as described in Example 1. As a foaming agent in accordance with the inventive composition of the foam concrete based on a nanostructured binder according to the third embodiment, a complex foaming agent was used, including “addiment” protein foaming agent and “esapon 1214” synthetic foaming agent in a certain ratio.

Затем в пеногенератор-смеситель подавали бесцементное наноструктурированное вяжущее, смешивали его с полученной пеной до степени однородной устойчивой пеномассы. После чего в пеномассу дополнительно вводился в заданном количестве стабилизатор пены - жидкое натриевое стекло с силикатным модулем 2,7. Полученную таким образом пеномассу подавали на узел формования, где осуществлялась заливка пенобетона в формы. Последовательность формования изделия из пенобетона осуществляли так же, как описано в примере 1. Далее проводили сушку отформованного изделия, как описано в примере 1. После сушки изделие подвергали упрочнению и последующей окончательной сушке при тех же технологических режимах, что описаны в примере 1.Then, a cementless nanostructured binder was fed into the foam generator-mixer, mixed with the resulting foam to the extent of a uniform stable foam mass. After that, a foam stabilizer — liquid sodium glass with a silicate module of 2.7 — was additionally introduced into the foam mass. Thus obtained foam mass was fed to the molding unit, where foam concrete was poured into molds. The sequence of molding the product from foam concrete was carried out as described in example 1. Next, the molded product was dried, as described in example 1. After drying, the product was hardened and then finally dried under the same process conditions as described in example 1.

Данные по механической прочности, плотности, теплопроводности, полученные в результате известным образом проведенных испытаний, приведены в таблице 9.Data on mechanical strength, density, thermal conductivity, obtained as a result of the known tests, are shown in table 9.

Пример конкретного выполнения 4. В соответствии с заявляемым составом пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего по первому варианту и способом изготовления изделий из пенобетона по второму варианту для производства теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов, был выполнен ряд операций. А именно: наноструктурированное вяжущее для пенобетона получали по примеру 1. Далее готовили техническую пену как описано в примере 1. В качестве пенообразователя использовался белковый пенообразователь «addiment». Последовательность формования изделия из пенобетона осуществляли так же, как описано в примере 1. Далее проводили сушку отформованного изделия, как описано в примере 1. После сушки изделие подвергали упрочнению. Упрочнение осуществляли путем обработки поверхности изделия щелочным раствором силикатов с плотностью 1,08 г/см³ методом орошения. После операции упрочнения изделия подвергали повторной сушке при температуре 110°С. Данные по механической прочности, плотности, теплопроводности, полученные в результате известным образом проведенных испытаний, приведены в таблице 10.An example of a specific implementation 4. In accordance with the claimed composition of the foam concrete based on a nanostructured binder according to the first embodiment and the method of manufacturing foam concrete products according to the second embodiment for the production of heat-insulating and heat-insulating structural materials, a number of operations were performed. Namely: a nanostructured binder for foam concrete was prepared according to Example 1. Next, technical foam was prepared as described in Example 1. The “addiment” protein foaming agent was used as the foaming agent. The sequence of molding the product from foam concrete was carried out as described in example 1. Next, the molded product was dried, as described in example 1. After drying, the product was hardened. Hardening was carried out by treating the surface of the product with an alkaline solution of silicates with a density of 1.08 g / cm ³ by irrigation. After the hardening operation, the products were re-dried at a temperature of 110 ° C. Data on mechanical strength, density, thermal conductivity, obtained as a result of the known tests, are shown in table 10.

Таким же образом были получены пенобетонные изделия с применением другого белкового пенообразователя: «Green Froth». Данные приведены в таблице 11.In the same way, foam concrete products were obtained using another protein frother: Green Froth. The data are shown in table 11.

Пример конкретного выполнения 5. Для получения пенобетонной смеси и испытания ее пригодности для производства теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов был выполнен ряд операций в соответствии с заявляемым составом пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего по второму варианту и способом изготовления изделий из пенобетона по четвертому варианту.An example of a specific implementation 5. To obtain a foam concrete mixture and test its suitability for the production of heat-insulating and heat-insulating structural materials, a number of operations were performed in accordance with the inventive foam concrete composition based on a nanostructured binder according to the second embodiment and the method for manufacturing foam concrete products according to the fourth embodiment.

Далее готовили техническую пену так, как описано в примере 1. В качестве пенообразователя использовался синтетический пенообразователь «esapon 1214». Последовательность формования изделия из пенобетона осуществляли так же, как описано в примере 1. Далее проводили сушку отформованного изделия, как описано в примере 1. После сушки изделие подвергали упрочнению и последующей окончательной сушке при тех же технологических режимах, что описаны в примере 4.Then, technical foam was prepared as described in Example 1. Synthetic foaming agent “esapon 1214” was used as a foaming agent. The sequence of molding the product from foam concrete was carried out as described in example 1. Next, the molded product was dried, as described in example 1. After drying, the product was hardened and then finally dried under the same process conditions as described in example 4.

Данные по механической прочности, плотности, теплопроводности, полученные в результате известным образом проведенных испытаний, приведены в таблице 12.Data on mechanical strength, density, thermal conductivity, obtained as a result of the known tests, are shown in table 12.

Таким же образом были получены пенобетонные изделия с применением другого синтетического пенообразователя: «Пеностром». Данные приведены в таблице 13.In the same way, foam concrete products were obtained using another synthetic foaming agent: “Penostrom”. The data are shown in table 13.

Пример конкретного выполнения 6. В соответствии с заявляемым составом пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего по третьему варианту и способом изготовления изделий из пенобетона по шестому варианту для производства теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов был выполнен ряд операций, а именно: в качестве наноструктурированного вяжущего использовали модифицированную высококонцентрированную суспензию кремнеземсодержащего сырья, полученную по примеру 1.An example of a specific implementation 6. In accordance with the claimed composition of the foam concrete based on a nanostructured binder according to the third embodiment and the manufacturing method of products from foam concrete according to the sixth embodiment, a number of operations were performed for the production of heat-insulating and heat-insulating structural materials, namely: a modified highly concentrated modified nano-binder was used a suspension of silica-containing raw materials obtained in example 1.

Далее готовили техническую пену так, как описано в примере 1. В качестве пенообразователя использовался комплексный пенообразователь, включающий белковый пенообразователь «addiment» и синтетический пенообразователь «esapon 1214» в определенном соотношении. Последовательность формования изделия из пенобетона осуществляли так же, как описано в примере 1. Далее проводили сушку отформованного изделия, как описано в примере 1. После сушки изделие подвергали упрочнению и последующей окончательной сушке при тех же технологических режимах, что описаны в примере 4.Next, technical foam was prepared as described in Example 1. A complex foaming agent was used as the foaming agent, including the “addiment” protein foaming agent and the “esapon 1214” synthetic foaming agent in a certain ratio. The sequence of molding the product from foam concrete was carried out as described in example 1. Next, the molded product was dried, as described in example 1. After drying, the product was hardened and then finally dried under the same process conditions as described in example 4.

Данные по механической прочности, плотности, теплопроводности, полученные в результате известным образом проведенных испытаний, приведены в таблице 14.Data on mechanical strength, density, thermal conductivity, obtained as a result of the known tests, are shown in table 14.

Сравнительный анализ эффективности различных способов упрочнения по УХАКС-методу показал следующее. Прочность после сушки пенобетонов на основе наноструктурированного вяжущего составляет 0,8-1,2 МПа в зависимости от плотности. После операции по упрочнению методом выдержки плотность изделий увеличивается на 15-20%, механическая прочность - на 300-400%. При упрочнении изделий методом орошения плотность изделий увеличивается на 2-5%, прочность - на 200-300%. Полученные результаты (табл.4-14) свидетельствуют о безусловной эффективности предлагаемой технологической операции. Следует отметить, что для данного класса строительных материалов операция упрочнения по УХАКС-методу никогда ранее не применялась. Специфика поровой структуры пенобетона, а именно: наличие большого количества замкнутых пор препятствует упрочнению по всему объему материала. Упрочнение в данном случае происходит каркасное, а так же по внутренним структурным дефектам пенобетона. Происходит «залечивание» внутренних дефектов, на стенке поры образуется глянцевая непроницаемая поверхность, что подтверждает анализ микроструктуры данного пенобетона (фиг.1, 2, 3).A comparative analysis of the effectiveness of various hardening methods according to the UXAX method showed the following. The strength after drying of foam concrete based on a nanostructured binder is 0.8-1.2 MPa, depending on the density. After the hardening operation by the aging method, the density of products increases by 15-20%, mechanical strength - by 300-400%. When hardening products by irrigation, the density of products increases by 2-5%, strength - by 200-300%. The results obtained (table 4-14) indicate the unconditional effectiveness of the proposed technological operation. It should be noted that for this class of building materials, the hardening operation by the UKHAKS method has never been used before. The specificity of the pore structure of foam concrete, namely: the presence of a large number of closed pores prevents hardening throughout the volume of the material. Hardening in this case occurs frame, as well as internal structural defects of foam. "Healing" of internal defects occurs, a glossy impenetrable surface forms on the pore wall, which confirms the analysis of the microstructure of this foam concrete (Figs. 1, 2, 3).

Анализ эффективности применения мокрого помола кремнеземистого сырья по методу ВКВС показал, что даже на начальной стадии помола тонкомолотый компонент, полученный по методу ВКВС, имеет более высокую степень дисперсности частиц твердой фазы с более развитой морфологией поверхности, а следовательно, и существенно более высокую реакционную способность, что подтверждается в конечном итоге существенным улучшением технико-эксплуатационных характеристик получаемого материала.An analysis of the effectiveness of the application of wet grinding of siliceous feedstock by the HCBS method showed that even at the initial stage of grinding, the finely ground component obtained by the HCBS method has a higher degree of dispersion of solid particles with a more developed surface morphology, and, therefore, a significantly higher reactivity, which is confirmed ultimately by a significant improvement in the technical and operational characteristics of the resulting material.

В системе наноструктурированного вяжущего в результате механохимической активации основной твердой фазы уже на стадии помола формируется порядка 1-3% частиц наноразмерного уровня. Наличие в вяжущей системе наночастиц оказывает комплексное положительное влияние. Последнее касается как микроструктуры и технологических аспектов производства наноструктурированного вяжущего, так и технико-эксплуатационных характеристик получаемых на их основе материалов.In the system of nanostructured binder as a result of mechanochemical activation of the main solid phase, about 1-3% of nanoscale particles are formed already at the grinding stage. The presence of nanoparticles in the astringent system has a complex positive effect. The latter concerns both the microstructure and technological aspects of the production of nanostructured binder, as well as the technical and operational characteristics of the materials obtained on their basis.

Известно, что пластично-вязкие характеристики пены при производстве пенолегковесных изделий могут быть повышены путем ее минерализации.It is known that the plastic-viscous characteristics of the foam in the production of foam products can be increased by its mineralization.

Минеральные частицы, покрывающие заключенные в пленках пены пузырьки воздуха, стабилизируют их механически, не допуская соприкосновения пузырьков друг с другом и их сливания (коалесценции). Прочность пены связана со слипанием твердых частиц на поверхности пузырька в тонкую корку, поддерживаемую давлением σ/l, где σ - поверхностное натяжение водного раствора пенообразователя, l - расстояние между отдельными твердыми частицами.The mineral particles covering the air bubbles enclosed in the foam films stabilize them mechanically, preventing the bubbles from touching each other and merging (coalescence). The foam strength is associated with the adhesion of solid particles on the surface of the bubble into a thin crust supported by pressure σ / l, where σ is the surface tension of the foaming agent aqueous solution, l is the distance between individual solid particles.

Следовательно, количество и качество минерализатора должно быть таково, чтобы в избытке покрывать пену при 1→0.Therefore, the quantity and quality of the mineralizer should be such as to cover the foam in excess at 1 → 0.

Зная специфику зернового состава наноструктурированного вяжущего, есть все основания предположить, что именно пеноматериалы, полученные на основе наноструктурированного вяжущего, будут иметь оптимальную поровую структуру и высокие физико-механические характеристики. Это подтверждает анализ сравнительных характеристик существующих классов ячеистых бетонов (табл.15).Knowing the specifics of the grain composition of a nanostructured binder, there is every reason to assume that it is the foams obtained on the basis of a nanostructured binder that will have an optimal pore structure and high physical and mechanical characteristics. This confirms the analysis of the comparative characteristics of existing classes of cellular concrete (table 15).

Таким образом, авторами разработан способ получения пенобетонных изделий на основе наноструктурированного вяжущего кремнеземсодержащего сырья. Применение в качестве минерального вяжущего модифицированной на наноуровне высококонцентрированной суспензии кремнеземсодержащего сырья позволяет путем исключения процесса гидратации цемента существенно сократить время твердения готового изделия, а следовательно, и продолжительность всего технологического процесса.Thus, the authors developed a method for producing foam concrete products based on nanostructured binder silica-containing raw materials. The use of a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials modified at the nanoscale as a mineral binder allows, by eliminating the process of cement hydration, to significantly reduce the hardening time of the finished product, and therefore the duration of the entire technological process.

Для создания технологии высокоэффективных наноструктурированных материалов необходимо решить проблемы по разработке композиционных систем, обладающих такими свойствами, как простота технической реализации, материалы и изделия не должны быть дефицитными и дорогими, безопасны в эксплуатации и совместимы с системами для обеспечения жизнедеятельности человека с точки зрения экологии.To create a technology of highly efficient nanostructured materials, it is necessary to solve the problems of developing composite systems with properties such as ease of technical implementation, materials and products should not be scarce and expensive, safe to operate and compatible with systems to ensure human life from an environmental point of view.

Как один из вариантов практической реализации предлагается технология производства пенобетонов на основе наноструктурированного вяжущего.As one of the options for practical implementation, a technology for the production of foam concrete based on a nanostructured binder is proposed.

Материалы этого класса не только снижают теплопроводность ограждающих конструкций, но и обладают конструкционными свойствами, обеспечивающими длительную службу сооружения (табл.16). В этом случае может быть достигнут оптимальный эффект от применения теплоизоляционных наноструктурированных пенобетонов.Materials of this class not only reduce the thermal conductivity of building envelopes, but also have structural properties that ensure the long service life of the structure (Table 16). In this case, the optimal effect of the use of heat-insulating nanostructured foam concrete can be achieved.

Claims

1. A mixture for foam concrete, including a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, a foaming agent and water, characterized in that it contains the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50%, and a moisture content of 12-20%, previously subjected to modification by sequentially introducing an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5% by weight of the dry matter of the suspension, and a protein foaming agent as a foaming agent . Vatel, with the following ratio of components, wt%:
specified binder (dry matter) 68.87-77.7 protein foaming agent 0.60-1.53 water 21.63-29.60

2. A mixture for foam concrete, including a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, synthetic foaming agent, liquid sodium glass and water, characterized in that it contains the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50%, and a moisture content of 12-20-20 % previously subjected to modification by successive administration of an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5% by weight of the dry matter of the suspension in the following m ratio, wt.%:
specified binder (dry matter) 68.54-75.79 synthetic foaming agent 0.21-0.53 liquid sodium glass 2.9-3.9 water 21.09-27.06

3. A mixture for foam concrete, including a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, synthetic foaming agent, liquid sodium glass and water, characterized in that it contains the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50%, and a moisture content of 12-20-20 % previously subjected to modification by successive administration of an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5% by weight of the dry matter of the suspension, as . Inteticheskogo foamer - «esapon 1214" and further - proteinaceous foaming agent «addiment», with the following ratio of components, wt%:
specified binder (dry matter) 73.87-77.92 foaming agent "esapon 1214" 0.19-0.22 frother "addiment" 0.04-0.20 liquid sodium glass 1.9-2.3 water 19.15-23.41

4. A method of manufacturing foam concrete products, including the preparation of technical foam by mechanical treatment in a foam generator - mixer of an aqueous solution of a foaming agent, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, molding from the obtained foam mass of products, hardening and drying, characterized in that they are used the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50%, and a moisture content of 12-20%, previously subjected to path modification sequentially adding an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10%, and plasticizer in an amount of 2-5% by weight dry matter suspension, and as a blowing agent - proteinaceous foaming agent, with the following component ratio, wt.%:
specified binder (dry matter) 68.87-77.7 protein foaming agent 0.60-1.53 water 21.63-29.60,

hardening is carried out by immersion with short-term exposure of the product after drying in an alkaline silicate solution with a density of 1.06-1.08 g / cm ³ for up to 3 minutes, followed by final drying.

5. A method of manufacturing foam concrete products, including the preparation of technical foam by mechanical treatment in a foam generator - mixer of an aqueous solution of a foaming agent, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials, molding from the foam obtained products, hardening and drying, characterized in that they are used the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50%, and a moisture content of 12-20%, previously subjected to path modification sequentially adding an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10%, and plasticizer in an amount of 2-5% by weight dry matter suspension, and as a blowing agent - proteinaceous foaming agent, with the following component ratio, wt.%:
specified binder (dry matter) 68.87-77.7 protein foaming agent 0.60-1.53 water 21.63-29.60,

hardening is carried out by treating the surface of the product after drying with an alkaline silicate solution with a density of 1.06-1.08 g / cm ³ by irrigation followed by final drying.

6. A method of manufacturing foam concrete products, including the preparation of technical foam by mechanical treatment in a foam generator - mixer of an aqueous solution of a synthetic foaming agent, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials and then with liquid sodium glass, molding from the obtained foam mass of products, hardening drying, characterized in that use the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50%, and humidity 1 2-20%, previously subjected to modification by successive administration of an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5% by weight of the dry matter of the suspension, in the following ratio of components, wt.%:
specified binder (dry matter) 68.54-75.79 synthetic foaming agent 0.21-0.53 liquid sodium glass 2.9-3.9 water 21.09-27.06,

7. A method of manufacturing products from foam concrete, including the preparation of technical foam by mechanical treatment in a foam generator - mixer of an aqueous solution of a synthetic blowing agent, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials and then with liquid sodium glass, molding from the obtained foam mass of products, hardening drying, characterized in that use the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50%, and humidity 1 2-20%, previously subjected to modification by successive administration of an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5% by weight of the dry matter of the suspension, in the following ratio of components, wt.%:
specified binder (dry matter) 68.54-75.79 synthetic foaming agent 0.21-0.53 liquid sodium glass 2.9-3.9 water 21.09-27.06,

and hardening is carried out by treating the surface of the product after drying with an alkaline silicate solution with a density of 1.06-1.08 g / cm ³ by irrigation followed by final drying.

8. A method of manufacturing foam concrete products, including the preparation of technical foam by mechanical treatment in a foam generator - mixer of an aqueous solution of a synthetic blowing agent, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials and then with liquid sodium glass, molding from the obtained foam mass of products, hardening drying, characterized in that use the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50%, and humidity 1 2-20%, previously subjected to modification by the sequential introduction of an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5% by weight of the dry matter of the suspension, as a synthetic foaming agent - "esapon 1214" and in addition - protein frother "addiment", in the following ratio of components, wt.%:
specified binder (dry matter) 73.87-77.92 foaming agent "esapon 1214" 0.19-0.22 frother "addiment" 0.04-0.20 liquid sodium glass 1.9-2.3 water 19.15-23.41,

and hardening is carried out by immersion with short-term exposure of the product after drying in an alkaline silicate solution with a density of 1.06-1.08 g / cm ³ for up to 3 minutes, followed by final drying.

9. A method of manufacturing products from foam concrete, including the preparation of technical foam by mechanical treatment in a foam generator - mixer of an aqueous solution of a synthetic blowing agent, mixing it with a cementless nanostructured binder - a highly concentrated suspension of silica-containing raw materials and then with liquid sodium glass, molding from the obtained foam mass of products, hardening drying, characterized in that use the specified suspension with a particle content of less than 5 microns, comprising 20-50%, and humidity 1 2-20%, previously subjected to modification by the sequential introduction of an organo-mineral additive in an amount of 0.02-0.10% and a plasticizing additive in an amount of 2-5% by weight of the dry matter of the suspension, as a synthetic foaming agent - "esapon 1214" and in addition - protein frother "addiment", in the following ratio of components, wt.%:
specified binder (dry matter) 73.87-77.92 foaming agent "esapon 1214" 0.19-0.22 frother "addiment" 0.04-0.20 liquid sodium glass 1.9-2.3 water 19.15-23.41,