RU2785156C1 - Состав и способ изготовления сырьевой смеси ячеистых материалов - Google Patents

Состав и способ изготовления сырьевой смеси ячеистых материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2785156C1
RU2785156C1 RU2022101712A RU2022101712A RU2785156C1 RU 2785156 C1 RU2785156 C1 RU 2785156C1 RU 2022101712 A RU2022101712 A RU 2022101712A RU 2022101712 A RU2022101712 A RU 2022101712A RU 2785156 C1 RU2785156 C1 RU 2785156C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
specified
fiber
cellular materials
colloidal
diameter
Prior art date
Application number
RU2022101712A
Other languages
English (en)
Inventor
Батырбий Джакаевич Тотурбиев
Сурхай Ахмедович Мамаев
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Дагестанский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Фгбун Дфиц Ран)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Дагестанский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Фгбун Дфиц Ран) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Дагестанский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Фгбун Дфиц Ран)
Application granted granted Critical
Publication of RU2785156C1 publication Critical patent/RU2785156C1/ru

Links

Abstract

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов, а именно к сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных ячеистых материалов и способу ее приготовления. Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов включает, мас.%: портландцемент марки 500 40-45, заполнитель – керамзит дробленый крупностью 0-5 мм или кварцевый песок с Мк р. 1,8-2,0 32, пенообразователь ПБ-2000 2, полимерное волокно строительное микроармирующее - ВСМ диаметром 20-50 мкм и длиной 3-18 мм или базальтовое волокно диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм 3-10, суперпластификатор Sika ViscoCrete-3 0,2, модифицирующую добавку – коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5 2-4, воду - остальное. Технический результат – повышение прочности на сжатие и растяжение, повышение коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам и способам изготовления теплоизоляционных ячеистых материалов.
Известны сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления [1], сущность которого состоит в том, что сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов, включающая связующее вещество, заполнитель, порообразователь - пенообразователь, дисперсную арматуру - волокна и воду, содержит волокна с модулем упругости волокон больше модуля упругости ячеистого материала, поперечным сечением, не превышающим 1 мм2 и с отношением длины к площади поперечного сечения более 100 мм‐1 и дополнительно добавку, а в части способа приготовления сырьевой смеси включает перемешивание в смесителе связующего вещества, заполнителя, порообразователя - пенообразователя, дисперсной арматуры - волокон и воды, при этом волокна вводятся хаотично, а при перемешивании дополнительно вводят добавку при следующей последовательности введения компонентов в смеситель: вода, связующее, добавка, заполнитель, пенообразователь, волокна.
Недостатком известного является невысокая прочность полученного пенофибробетона на сжатие и растяжение при использовании полимерных и базальтовых дисперсных волокон и, как следствие, небольшие значения коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов, а также низкая эффективность процесса приготовления смеси.
Наиболее близкими к заявляемому техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипами, являются состав и способ изготовления ячеистых материалов [2], включающая: при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент марки 500 40-45; заполнитель - керамзит дробленый крупностью 0-5 мм или кварцевый песок с Мк р. 1,8-2,0 32; пенообразователь ПБ-2000 2; полимерное волокно диаметром 20-50 мкм и длиной 3-18 мм или базальтовое волокно диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм 3-10; суперпластификатор Sika ViscoCrete-3 0,2; многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм 0,4; вода остальное, а также способ приготовления указанной сырьевой смеси, включающий предварительную обработку указанного суперпластификатора с водой и указанными нанотрубками в течение 30-60 с в ультразвуковом диспергаторе с частотой 20 кГц, перемешивание в смесителе полученной суспензии с портландцементом марки 500, заполнителем, пенообразователем ПБ-2000 и волокном в течение 5-6 мин.
Недостатком этого состава и способа является низкие показатели прочности и коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов. Кроме того известные методы получения углеродных нанотрубок технологически сложны и дороги. Большой проблемой в процессе получения нанотрубок является управление процессом их роста, особенно при синтезе одно- и многослойных нанотрубок.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение прочности на сжатие и растяжение, коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов за счет увеличения содержания модифицирующей добавки - наночастиц в составе смеси путем использование высокоактивного коллоидного нанодисперсного полисиликата натрия, получаемого по упрощенному способу получения наночастиц, который экономически эффективнее изготовления углеродных нанотрубок.
Технический результат, полученный в процессе решения поставленной задачи, достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов, включающая: портландцемент марки 500, заполнитель - керамзит дробленый крупностью 0-5 мм или кварцевый песок с Мкр. 1,8-2,0, пенообразователь ПБ-2000, дисперсную арматуру - полимерное волокно строительное микроармирующее - ВСМ диаметром 20-50 мкм и длиной 3-18 мм или базальтовое волокно диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм, суперпластификатор Sika ViscoCrete-3, модифицирующую добавку и воду, в качестве модифицирующей добавки содержит коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент марки 500 40-45
Указанный заполнитель 32
Указанный пенообразователь 2
Указанное волокно 3-10
Указанный суперпластификатор 0,2
Указанный коллоидный
нанодисперсный полисиликат натрия 2-4
Вода остальное
Способ приготовления сырьевой смеси по вышеуказанному составу, заключающийся в том, что в изначально изготовленный коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5 путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3,0 ч с выдержкой при указанной температуре не более 0,5 ч, вводят указанные суперпластификатор, портландцемент марки 500 и воду, перемешивают в высокоскоростном смесителе, а затем в полученную таким способом суспензию вводят указанные: заполнитель, пенообразователь ПБ-2000, волокно и перемешивают в течение 5-6 минут до образования гомогенной пеносмеси.
Такой способ получения модифицированной сырьевой смеси позволяет упрочнить структуру ячеистых материалов на микро- и наноуровнях.
Для изготовления предлагаемой сырьевой смеси ячеистого материала с целью качественного сравнения по показателю - свойств, применялись те же составы, их компоненты и методы определения свойств, что и для прототипа, кроме наночастиц - коллоидного нанодисперсного полисиликата натрия.
Коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5 получали согласно патенту РФ 2124475, путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-го гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1,6 и перемешивания при 100оС в течение 3,0 ч с последующей выдержкой не более 0,5 ч.
Коллоидные нанодисперсные полисиликаты представляют переходную область составов от жидких стекол к кремнезолям и классифицируются как наноматериалы.
Структурным элементом полисиликата является кремнекислородный тетраэдр, который является основной полимерной составляющей полисиликатов.
Полимерная форма, представляющая кремнеземные частицы размером от 4 до 5 нм составляет 60% и более от общего содержания кремнезема, что обеспечивает высокие прочностные свойства образующихся гелевых структур.
При введении в состав смеси коллоидного нанодисперсного полисиликата натрия – высокоактивного связующего представляющего кремнеземные наночастицы размером от 4 до 5 нм, которые активно участвуют в процессе гидратации цемента и вступают в реакцию с имеющимися в цементе свободными оксидами кальция, магния и др., образуя при этом их водонерастворимые гидросиликаты, значительно упрочняет микро- и наноструктуру цементного камня, что повышает прочность на сжатие и растяжение, коэффициент конструктивного качества прочности затвердевшего ячеистого материала.
Упрочнению микроструктуры цементного камня также способствует увеличение в составе смеси нанодисперсных частиц полисиликата натрия, которые являются центрами кристаллизации новообразований цементного камня, значительно изменяет микро- и наноструктуру материалов. В результате образуется упрочненная микроструктура цементного камня, что значительно повышает прочностные характеристики затвердевших ячеистых материалов.
Предлагаемый способ получения модифицированной сырьевой смеси позволяет упрочнить структуру ячеистых материалов на микро- и наноуровнях.
Таким образом, применение в составе сырьевой смеси коллоидного нанодисперсного полисиликата натрия способствует, в сравнении с прототипом, увеличению прочности и коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов, приготовленных по предлагаемому способу, что и является новым техническим свойством заявляемой сырьевой смеси, приготовленной предлагаемым способом.
Для экспериментальной проверки заявляемой сырьевой смеси, приготовленной предлагаемым способом, изготовили по стандартной методике образцы-балочки размером 10×10×40 см, твердеющие в естественных условиях.
Составы и физико-механические свойства ячеистых материалов, приготовленных по предлагаемому способу, в сравнении с прототипом представлены в таблице.
Анализ представленных в таблице данных показывает, что введение в заявленную сырьевую смесь наночастиц в виде коллоидного нанодисперсного полисиликата натрия, приготовленную по предлагаемому способу, при указанных соотношениях входящих в нее компонентов, согласно предлагаемому составу №1, способствует, увеличению прочности на сжатие по сравнению с прототипом - состав 1 на 12%, прочности на растяжение при изгибе - на 22%, повышению коэффициента конструктивного качества при сжатии - на 32,7%, на растяжение при изгибе - на 44,6%. Прирост прочности заявленной сырьевой смеси (предлагаемый состав №2) по сравнению с прототипом - состав 6 составляет: при сжатии 13%, на растяжение при изгибе 14%, а увеличение коэффициента конструктивного качества при сжатии составляет 21,7%, на растяжение при изгибе – 14,4%.
Литература:
1. Патент РФ №2206544, от 20.06 2003 г.
2. Патент РФ №2422408 от 27.06.2011 г.
Составы Вид, мас.%: Средняя плотность, кг/м3 Прочность,
МПа
Коэффициент конструктивного качества
Связующее вещество Заполнитель Пено-
образо-
ватель
Дисперсная
арматура
Супер-
пластифика-тор
Модифици-рующая добавка Вода При
сжатии
Растя-жение
при
изгибе
При
сжатии
Растя-жение при
изгибе
Прототип состав-1 ПЦ-500;
45
Керамзит дробленный крупностью
0-5 мм;
32
ПБ-2000;
2
Полимерное волокно строительное микроармирующее (ВСМ), диаметром 20-50 мкм длиной 3-18 мм;
3
Sika ViscoCrete-3;
0,2
Многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной
2-50 мкм;
0,4
17,4 550 2,6 1,9 4,73 3,45
Предполагаемый состав-1 ПЦ-500;
45
Керамзит дробленный крупностью
0-5 мм;
32
ПБ-2000;
2
Полимерное волокно строительное микроармирующее (ВСМ), диаметром 20-50 мкм длиной 3-18 мм;
3
Sika ViscoCrete-3;
0,2
Коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5;
2
15,8 550 2,92 2,32 6,28 4,99
Прототип состав-6 ПЦ 500;
40
Кварцевый песок
Мкр. 1,8-2,0;
32
ПБ-2000;
2
Базальтовое волокно диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм;
10
Sika ViscoCrete-3;
0,2
Многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной
2-50 мкм;
0,4
15,4 730 4,12 2,1 5,62 2,88
Предполагаемый состав-6 ПЦ 500;
40
Кварцевый песок
Мкр. 1,8-2,0;
32
ПБ-2000;
2
Базальтовое волокно диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм;
10
Sika VisсоCrete-3,
0,2
Коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5;
4
11,8 730 4,66 2,39 6,84 3,29
Таблица

Claims (3)

1. Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов, включающая портландцемент марки 500, заполнитель – керамзит дробленый крупностью 0-5 мм или кварцевый песок с Мк р. 1,8-2,0, пенообразователь ПБ-2000, полимерное волокно строительное микроармирующее - ВСМ диаметром 20-50 мкм и длиной 3-18 мм или базальтовое волокно диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм, суперпластификатор Sika ViscoCrete-3, модифицирующую добавку и воду, отличающаяся тем, в качестве модифицирующей добавки она содержит коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент марки 500 40-45 Указанный заполнитель 32 Указанный пенообразователь 2 Указанное волокно 3-10 Указанный суперпластификатор 0,2 Указанный коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия 2-4 Вода остальное
2. Способ приготовления сырьевой смеси из состава по п. 1, заключающийся в том, что в предварительно изготовленный коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3,0 ч с выдержкой при указанной температуре не более 0,5 ч, при одновременном перемешивании в высокоскоростном смесителе вводят указанные суперпластификатор, портландцемент марки 500 и воду, до получения однородной суспензии, затем которую перемешивают с указанными: заполнителем, волокном и пенообразователем в лопастной мешалке в течение 5-6 минут до образования гомогенной пеносмеси.
RU2022101712A 2022-01-26 Состав и способ изготовления сырьевой смеси ячеистых материалов RU2785156C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2785156C1 true RU2785156C1 (ru) 2022-12-05

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808259C1 (ru) * 2023-06-08 2023-11-28 Николай Михайлович Калинин Сырьевая смесь для изготовления пенобетона

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124475C1 (ru) * 1997-06-05 1999-01-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "НОМАК" Способ получения полисиликатов натрия (варианты)
RU2206544C2 (ru) * 2001-05-17 2003-06-20 Моргун Любовь Васильевна Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления
RU2422408C1 (ru) * 2010-04-30 2011-06-27 Владимир Александрович Перфилов Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления
US8852337B2 (en) * 2011-02-18 2014-10-07 Taisei Corporation Fiber reinforced cement based mixed material
RU2552730C2 (ru) * 2013-04-26 2015-06-10 Евгений Николаевич Ястремский Сухая смесь для производства композиционного ячеистого бетона
RU2568207C1 (ru) * 2014-10-27 2015-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) Ячеистая фибробетонная смесь
RU2759255C2 (ru) * 2018-05-30 2021-11-11 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Дагестанский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Фгбун Дфиц Ран) Состав и способ изготовления теплоизоляционного бетона

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124475C1 (ru) * 1997-06-05 1999-01-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "НОМАК" Способ получения полисиликатов натрия (варианты)
RU2206544C2 (ru) * 2001-05-17 2003-06-20 Моргун Любовь Васильевна Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления
RU2422408C1 (ru) * 2010-04-30 2011-06-27 Владимир Александрович Перфилов Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления
US8852337B2 (en) * 2011-02-18 2014-10-07 Taisei Corporation Fiber reinforced cement based mixed material
RU2552730C2 (ru) * 2013-04-26 2015-06-10 Евгений Николаевич Ястремский Сухая смесь для производства композиционного ячеистого бетона
RU2568207C1 (ru) * 2014-10-27 2015-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) Ячеистая фибробетонная смесь
RU2759255C2 (ru) * 2018-05-30 2021-11-11 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Дагестанский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Фгбун Дфиц Ран) Состав и способ изготовления теплоизоляционного бетона

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808259C1 (ru) * 2023-06-08 2023-11-28 Николай Михайлович Калинин Сырьевая смесь для изготовления пенобетона

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2422408C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления
CN108609952B (zh) 一种复合改性混凝土及其界面过渡区的测试方法
RU2256630C1 (ru) Высокопрочный бетон
RU2233254C2 (ru) Композиция для получения строительных материалов
RU2297993C1 (ru) Поробетон
US7285167B2 (en) Fiber reinforced concrete/cement products and method of preparation
RU2433038C1 (ru) Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь
RU2396233C1 (ru) Композиция для изготовления дисперсно-армированного пенобетона
RU2785156C1 (ru) Состав и способ изготовления сырьевой смеси ячеистых материалов
RU2705114C1 (ru) Высокопрочный бетон
RU2291846C1 (ru) Фиброцементный состав для получения композиционного материала
RU2489381C2 (ru) Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты)
RU2767643C1 (ru) Наномодифицированный цементный композит для строительной 3D-печати
RU2486150C1 (ru) Фиброцементная смесь
CN113620669B (zh) 一种混凝土及其制备方法、以及轨枕
KR20110109286A (ko) 고강도 콘크리트용 원료를 이용한 경량 기포 콘크리트 및 그 제조방법
RU2569140C1 (ru) Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона
CN114315249A (zh) 一种透水混凝土及其制备工艺
RU2700741C2 (ru) Сырьевая смесь для приготовления пенобетона
CN115991589A (zh) 高强高延性水泥基复合材料及其制备方法、纳米纤维素在其中的应用
RU2536693C2 (ru) Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного газобетона и способ приготовления неавтоклавного газобетона
RU2718443C1 (ru) Наномодифицированный высокопрочный легкий бетон
RU2796782C1 (ru) Высокопрочный самоуплотняющийся мелкозернистый бетон
RU2660675C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления пеногипсобетонных композитов
RU2786931C1 (ru) Сухая строительная смесь