SU1514741A1 - Газообразователь для ячеистого бетона и способ его получения - Google Patents

Description

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам взрывобезопасных газообразователей,

2

и может быть использовано для поризации бетонов, например, при получении ячеистых бетонов. Целью изобретения является повышение стабильности га— зообразователя и прочности ячеистого бетона, изготовленного на его основе. Газообразователь содержит, мас.ч.: алюминиевую пудру 1; сульфанол 0,0250,05; аэросил 0,07-0,1; гидрофобный аэросил 0,006-0,009 и вода 0,7-1,0. Газообразователь готовят смешением аэросила и гидрофобного аэросила с последующим введением в водный раствор сульфанола, затем в полученную дисперсию вводят алюминиевую пудру. Стабильность

прочность 11,3 МПа.

газообразователя 91-93,24, ячеистого бетона 7,52 с.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам непылящих взрывобезопасных газообразователей, и может быть использовано для поризации бетонов, например, при получении ячеистых бетонов.

Цель изобретения - повышение стабильности газообразователя и прочности ячеистого бетона.

Дисперсия смеси аэросила с гидрофобным аэросилом в водном растворе сульфанола представляет собой трехфазную систему, содержащую воздушные включения размером в десятки микрометров и обладающую невысокой вязкостью и хорошей подвижностью. При введении алюминиевой пудры в такую систему уда1514741 А1

ется достичь более полной диспергируемости скоплений частиц пудры и добиться большей однородности газообра— зователя. Присутствие в последнем гидрофобизованного аэросила в смеси с гидратированным аэросилом, который снижает количество свободной воды, взаимодействующей с алюминием, существенно повышает стабильность пасты. Содержание активного алюминия в предлагаемом газообразователе после выдержки при 50°С в течение 50 ч составляет 93-94Я. Кроме того, введение в состав газообразователя гидрофобизованного аэросила в ячеистобетоннуш смесь приводит к снижению водопоглощения цементным камнем.

3

4

1514741

Влияние содержания ингредиентов предлагаемого газообразователя на такие физико-механические характеристики ячеистых бетонов, подученных на $ его основе, как предел прочности при сжатии, водопоглощение после пребывания в воде в течение 3 с.ут, а также активность самого газообразователя приведены в табл. 1. Все образцы яче-10 истых бетонов имеют один и тот же состав и изготовлены из следующих сырьевых материалов, мас.ч.: цемент 1 ; известь 0,06; песок 1,5 при отношении В/Ц=0,6. Ячеистый бетон готовят по ч 15 общепринятой литьевой технологии с последующей автоклавной обработкой в лабораторном автоклаве по режиму: подъем давления до 0,8 МПа в течение 2 ч, выдержка при 180°С в течение 20 10 ч и снижение давления за 2 ч.

Заявляемые интервалы содержаний ингредиентов газообразователя выбраны так, чтобы обеспечивалась его вы„ тс;

сокая стабильность, и чтооы ячеистый бетон, изготовленный на основе предлагаемого газообразователя ^обладал высокой прочностью и пониженным водопоглощением (примеры 3-5, 8-ί1 , 1417, 20-23, 28-32). ³⁰

При запредельном уменьшении содержания аморфней двуокиси кремния наблюдается снижение активности газообразователя ДС

ности на сжатие 7,25 МПа (пр,2)

89% и. предельной про”яченстого бетона,до 35 из-за увеличения количества свободной воды, взаимодействующей с алюминием. При запредельном увеличении содержания аморфной двуокиси кремния также происходит сннже-40 ние активности газообразоп.чтеля до 89,2% и предельной прочное·, и на сжатие ячеистого бетона до 7,3 МПа (υρ.

6) из-за нарушения одноро,-щос,и газообразователя. Одновременно сохраняет-45 ся на достаточно низком уровне водопоглощение порядка 25% ооыд.д, Благодаря присутствию метилюроолла в газообразователе .

При содержании гидрофобизованной двуокиси кремния выше заявляемого предела снижается активность газообразователя до 89,3% и предельная прочность на сжатие до 7,3 МПа (пр.12). Недостаточное количество гидрофобизованног'о аэросила (пр.7), кроме перечисленных недостатков, приводит к повышению водопоглощения, достигающего 30% объема,и, хотя находится в пределах нормы, которая составляет для ячеистых бетонов с объемной массой 700 кг/м³ 30-33% объема, является нежелательным. Введение большего нежели верхний предел количества гидрофобного аэросила (пр.13) и меньшего нежели нижний предел количества аэросила (пр.1) затрудняет приготовление аэрогидросуспензии.

Интервалы содержаний аморфной двуокиси кремния в газообразователе выбраны и таким образом, чтобы трехфазная система аэросил-воздух-вода содержала наибольшее количество газовых включений. Соотношение аморфной двуокиси кремния к гидрофобизованной аморфной двуокиси кремния согласно экспериментальным данным должно находиться в интервале 8:1-14:1.

Граничные значения'содержания суль фанола в газообразователе выбраны исходя из соображений наилучшей смачиваемости алюминиевой пудры (пр.20-23) При снижении содержания сульфанола менее 0,025 мас.ч. (пр. 18,19) происходит падение активности газообразователя и прочности ячеистого бетона, поскольку введение алмюниевой пудры в аэрозольную гидросуспензию затруднено и нарушается однородность газообразователя, Добавление сульфанола ег.ьпае 0,05 мас.ч. не оказывает влияние на эффект смачивания, активность газообразователя и прочность ячеистого бетона (пр.24,25) и, следовательно, экономически нецелесообразно.

Выбор соотношения воды и алюминиевой пудры обусловлен соображениями стабильности и однородности газообра— зователя (пр. 28-32). Понижение содер жания воды менее нижнего граничного значения (пр.26,27) приводит к комкованию газообразователя, ухудшению дис пергируемости скоплений частиц алюминиевой пудры, что оказывает негативное воздействие на прочность и водопоглощение ячеистого бетона. Избыточное количество воды в газообразователе сверх заявляемого предела (пр.33) приводит к снижению его стабильности до 88,8%, а также прочности и водопоглощения ячеистого бетона.

Для проверки возможности использования в газообразователе аэросилов, гидрофобизованных частично и разными группами, привитыми на поверхности, были получены аэросилыгидрофобизован ные диметилдихлорсиланом, бутанолом,

5

1514741

6

пентанолом со степенью гидрофобиза— ции 25,50,75 и 100%. На основе этих аэросилов изготовлены газообразователи следующего состава, мас.ч.: алюми- ₅ циевая пудра 1; аэросил 0,085; гидрофобизованный аэросил 0,075; сульфанол 0,035; вода 0,85. Ячеистые бетоны, полученные на основе этих газообразователей, имеют тот же сырьевой состав^ что и-образцы, свойства которых приведены в табл.2. .

Результаты испытаний (табл.З) свидетельствуют, что при степени гидрофобизации аэросила менее 50Х характе- 15 ристики газообразователя и ячеистого бетона находятся на уровне известного (пр. 1,5,9). Таким образом, нижнее граничное значение степени гидрофобизации аэросила определяется, условием 20 получения трехфазной дисперсии аэросил-воздух-раствор сульфанола, условием достижения высоких значений активности газообразователя 90,1—93,6%, предела прочности при сжатии 10,9- 25

11,6 МПа и снижения водоиоглощения до 24-29% объема. Природа модификатора на указанные выше характеристики существенного влияния не оказывает. Следовательно, в предлагаемом газооб- βθ разователе возможно использование аморфной двуокиси кремния, гидрофобизованной на 50—100% хлорсиланами и спиртами алифатического ряда. Присутствие аэросилов непосредственно в зоне реакции газовыделения обеспечивает ^5 наиболее благоприятные условия формирования и упрочнения стенок пор ячеистого бетона, и вследствие также более равномерного распределения пор

— 40

получение более прочного цементного камня.

Таким образом, предлагаемый способ получения газообразователя позволяет изготовить на его основе ячеистый бетон, обладающий повышенной прочностью и пониженным водопоглощением.

Способ реализуется следующим образом. Готовят сухую смесь аморфной двуокиси кремния и гидрофобизованной βθ аморфной двуокиси кремния в гомогенизаторе типа МР-302 (ПНР) при скорости вращения вала 1000 об/мин в течение 1-1,5 мин. В сухую смесь аэросилов вводят водный раствор сульфанола и перемешивают в течение 1-1,5 мин. Затем в полученную дисперсию вводят алюминиевую пудру и тщательно перемешивают .

Перед введением в цементно-песчано-известковую смесь газообразователь предварительно разводят водой до жидкой консистенции (на 1 мас.ч. газообразователя 20-25 мас.ч. воды).

Физико-механические и технологические характеристики определяли следующим образом: предел прочности при сжатии образцов бетона размером 150х х150x150 мм на прессе гидравлическом по ГОСТ 10180-78; плотность бетона взвешиванием образца размером 100х ,х100х100 мм в состоянии естественной влажности по ГОСТ 12730-1—78.

Стабильность газообразователя по известной методике, исходя из количества водорода, выделившегося в процессе выдержки 25 г алюмосодержащей пасты при 50°С в течение 50 ч; водопоглощение испытанием образцов размером 70x70x70 мм в состоянии естественной влажности по ГОСТ 12730-3-78. Характеристика используемых материалов : алюминиевая пудра марки ПАП-1 ГОСТ 5494-71; сульфанол ТУ 84-343-72 Микхимпрома; аморфная двуокись кремния А-200 ГОСТ 149-22-77; гидрофобизованная диметилдихлорсиланом на 1002 аморфная двуокись кремния, МАС ТУ-6-18-185-79; аморфная двуокись кремния, гидрофобизовапная на 1002 бутанолом ТУ-6-18-159-78; портландцемент М400 ГОСТ 10178-76; песок, цолотый мокрым способом до 5^ 2500-3000 см²/г ГОСТ 8736-77; кальциевая негашеная известь—кипелка ГОСТ 9179-77.

Пример. Берут 5,95 г аморфной двуокиси кремния, гидрофобизованной на 100% диметилдихлорсиланом с Б^ = =175 см²/г,и готовят сухую смесь. Полученную смесь смешивают с водным раствором сульфанола, состоящим из 56 г воды и 2,45 г сульфанола^ затем вводят алюминиевую пудру в количестве 70 г. Состав газообразователя, мас.ч.: алюминиевая пудра 1; аэросил 0,085; гидрофобизованный аэросил 0,008; сульфанол 0,035; вода 0,8.

Полученный газообразователь используют для изготовления ячеистого бетона с расчетной объемной массой 700 кг/м³ при В/Ц=0,6 по литьевой технологии из следующих сырьевых материалов: цемент 1000 г, известь 60 г, песок 1500 г. Автоклавная обработка проводится по режиму: подъем давления до 0,8 МПа в течение 2 ч, выдержка при давлении 0,8 МПа и температуре

Ί

1514741

8

180°С - 10 ч, снижение давления за 2 ч.

Образцы имеют следующие физикомеханические характеристики: стабильность газообразователя - 93,6%; объемная масса ячеистого бетона 683 кг/м³; предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут - 11,4 МПа; водопоглощение 24% объема. ю

Таким образом, получен высокостабильный газообразователь, позволяющий изготовить ячеистый бетон с повышенной предельной прочностью при сжатии, и пониженным водопоглощением. 15

Существенные отличительные признаки предлагаемого состава газообразователя для ячеистых бетонов и способа его получения позволяют повысить предельную прочность на сжатие ячеис- 20 того бетона с 7,2 до (7,4-11,5) МПа, рг.е. на 2,7-3,7%/улучшить качество газообразователя за счет повышения его стабильности с 88,6% до 90,0—

93,8%, т.е. на 1,4-5,2% и улучшения -25 однородности; снизить водопоглощение ячеистого бетона с 31 до 27-24%.

Использование газообразователя, обладающего высокой стабильностью и однородностью, обеспечивает получе- 30 ние на его основе ячеистого бетона с повышенными прочностными показателями и пониженным водопоглощением, что позволяет, в случае необходимости, снизить расход цемента.

Claims (2)

Формула изобретения

1 Предлагаемый (аэросил и гидрофобизованный аэросил вводится

в газообразователь) 688 93,8 11,5 25

1 25

2 50

3 75

4 100

5 25

6 50

7 75

8 100

Диметилдихлорсилан

Бутанол

89,0 701 90,1 708 92,7 688 93,6 685 88,7 705 91 ,9 701 92,0 698 93,5 687

7,4 33 11 ,6 29 11,5 26 11,5 25 7,3 33 11,1 30 11,3 25 11,2 24

1514741

12

Продолжение табл.2

, < 2 3 4 5 6 7 9 25 88,9 709 7/1 34 10 50 Пентанол 92,0 702 10,9 29 11 75 92,3 691 11,3 25 12 100 93,5 688 11,3 26

Способ приготовления газообразователя

ТаблицаЗ

Объемная Стабиль- Предел Водопогло- масса ность проч- щение, X бетона, газооб- ности объема кг/м³ разова- при теля, % сжатии, ^еж МПа

1,0

0,035 0,85 88,6

Водопоглощение после пребывания в воде в течение 3 сут , X объема

90,3 688 7,6 28 91 ,8 687 11,2 25 '88,3 706 7,1 25 88,9 685 7,3 25 91,0 689 7,5 24 92,1 688 10,1 25 92,4 684 10,8 25 93,2 685 11,3 25 93,0 685 11,2 24 93,1 684 11,3 25 88,5 698 6,9 33 90,1 691 7,1 33 93,8 671 11,2 25 93,2 681 10,5 25 91,1 694 9,6 26 90,0 698 7,5 25 700 3,2 36 6 702 7,2 31

^Степень модифицирования диметилдихлорсиланом — 100%.

Таблица 2

пп Степень гидрофобизации поверхности, % Гидрофобизатор Стабильность газообраэователя, 7 Объемная масса бетона. кг/м³ Предел прочности при сжатии Ксж ,МПа Водопоглощение, 7 объема 1 2 3 4) 5 ⁶ 7

1 2 1 0,050 0,065 0,0075 и 0,035 11 0,85 II 88,9 89,0 701 698 7,15 7,25 28 26 3 ‘ — 0,070 11 11 11 91 ,0 689 7,60 25 4 0,085 11 11 11 93,8 688 11,5 25 5 0,100 11 11 11 92,5 682 7,8 25 6 0,105 11 11 11 89,2 687 7,3 26 7 — ^п 0,085 0,005 — ^п — 89,1 692 7,3 30 8 ^11 0,007 93,7 671 10,1 26 9 0,008 — 92,8 689 ' 11,3 24 11 1 0,085 0,009 0,035 0,85 90,0 690 7,5 24 12 0,010 ^11 89,3 685 7,3 22 13 — ^п — 0,015 — Нельзя приготовить 14 0,070 0,006 — ^и — — 91,1 689 1 1,0 25

9

1514741

10

Продолжение табл.1

16

17

18

19

20 21 22

23

24

25

26 27

29

30

31

32

33

(контрольный)

34

(прототип)

п/п

Состав газообразователя, мае • Ч . Стабиль- Объемная Предел бил ь масса проч Алюми- Аэросил Гидро- Суль- Вода ность бетона, и ости ние- фоби- фанол газооб- кг/м’ при вая эован- разова- сжатии пудра ный теля, в бето- аэро- 7, не в сил* воз- расте 28 сут, МПа

0,100 0,006 — 0,009 — 0,085 0,0075 0,015 ^11^ 0,020 0,025 —^п — —. 0,035 — ^п — 0,045 0,050 —^п — 0,055 11 0,065 — ^и — 0,035 II 11 II 11 II 11 11 II II 11 II II II 11 II 11 II II II о

0,85

0,60

0,65

0,75

0,80

0,95

1,0

0,025-0,05

0,07-0,1

0,006-0,009

0,7-1,0

2. Способ получения газообразователя для ячеистого бетона путем смешения компонентов, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности, прочности ячеистого бетона, предварительно готовят сухую смесь аэросила и гидрофобного аэросила, смешивают ее с водным раствором сульфанола, а затем полученную дисперсию вводят в алюминиевую пудру.

Таблица 1

№№ Состав газообразователя, мае . ч. Стабиль- Объемная Предел Водопо- п/п ——————— — — биль- масса проч- глощение Алюми- Аэросил Гидро- Суль- Вода НОСТЬ бетона, ности после пре- ние- фоби- фанол газооб- кг/м³ при бывания в вая зован- разова- сжатии воде в те- пудра ный теля, в бето— чение аэро- % не в 3 сут.,% сил* воз- объема расте 28 сут, МПа

1. Газообразователь для ячеистого бетона, включающий алюминиевую пудру, сульфанол и воду, отличающийс я тем, что, с целью повышения стабильности газообразователя, прочности ячеистого бетона, он содержит дополнительно аэросил и гидрофобный аэросил при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Алюминиевая пудра

Сульфанол

Аэросил

Гидрофобный

аэросил

Вода

2 Согласно прототипу (аэросил вводится в ячеистый бетон с водой затворения, гидрофибизоваиный аэросил в цементнопесчано-известковую смесь) 702 88,6 7,3 30