Способ получения сухой смеси для приготовления неавтоклавного газобетона

(51) 04 38/02 (2006.01) 28 1/50 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ стен, систем несъемной опалубки, а также для изготовления теплоизоляционных перекрытий полов и крыш. Способ получения сухой смеси для производства неавтоклавного газобетона включает одновременный помол в центробежно планетарной мельнице (38,88-50,05) мас.портландцемента,(39,90-60,05) мас.наполнителя - отходов производства газобетона, (1,00-10,00) мас.армирующей добавки - либо волластонита, либо фиброволокна полипропиленового, (0,01-0,03) мас.порошка алюминия, (0,01-0,03) мас.хлорида кальция и (0,01-0,03) мас.каустической соды. В результате реализации способа получают газобетон из сухой смеси, затворенной водой,обладающий следующими характеристиками сроки схватывания 40-60 мин, средняя плотность 300-500 кг/м 3, предел прочности при сжатии 0,9-3,5 МПа, марка газобетона по морозостойкости 35 75, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии 0,08-0,12 Вт/(мК).(72) Черноглазова Татьяна Викторовна Мофа Нина Николаевна Мансуров Зулхаир Аймухаметович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт проблем горения Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОЙ СМЕСИ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НЕАВТОКЛАВНОГО ГАЗОБЕТОНА(57) Изобретение относится к способу получения сухих смесей для производства неавтоклавного газобетона,применяемого в производстве конструкционно-изоляционных изделий для возведения жилых,общественных и производственных зданий,может быть использовано в монолитном строительстве для заполнения каналов и полостей в кладке каменных Изобретение относится к способу получения сухих смесей для производства неавтоклавного газобетона,применяемого в производстве конструкционно-изоляционных изделий для возведения жилых,общественных и производственных зданий,может быть использовано в монолитном строительстве для заполнения каналов и полостей в кладке каменных стен, систем несъемной опалубки, а также для изготовления теплоизоляционных перекрытий полов и крыш. Известен способ получения газобетона заключающемся в том, что растворяют в воде щелочной компонент, перемешивают полученный раствор, портландцемент, песок и алюминиевую пудру, заливают полученную смесь в форму и выдерживают для вспучивания и затвердевания, в качестве щелочного компонента используют каустическую соду, которую растворяют в воде с температурой 65-90 С, затем добавляют в раствор цемент, немытый и немолотый песок, алюминиевую пудру с одновременным перемешиванием всех компонентов. (РФ Патент 2255073, МПК С 04 В 38/02, опубл. 27.06. 2005) Наиболее близким техническим решением к заявляемому является сухая смесь для получения неавтоклавного газобетона, включающая мас.портландцемент 40,1-45,8, негашеную известь 8,19,2, молотый песок 41,3-48,0 и алюминиевую пудру 0,210-0,214, текстильный корд 3,5-8,5. В способе получения неавтоклавного газобетона, включающем приготовление сырьевой смеси, формование массива и его выдержку, приготовление сырьевой смеси осуществляют путем совместного помола молотого песка и алюминиевой пудры в шаровой мельнице, после чего в мельницу вводят цемент,известь и текстильный корд и дополнительно осуществляют помол, затем полученную сухую газобетонную смесь загружают в смеситель и перемешивают с водой и оставляют в неподвижности до ее полного вспучивания, после чего, поризованную смесь заливают в требуемую полость. (Патент РФ 2304127, МПК С 04 В 38/02 В 28 В 1/50, опубл. 10.08.2007). Недостатком известных способов является сложность их реализации,невозможность использования смеси для приготовления газобетона непосредственно на строительной площадке и пониженные физико-механические свойства газобетона. Задачей изобретения является разработка упрощенного способа получения сухой смеси для приготовления неавтоклавного газобетона,техническим результатом которой является утилизация отходов производства газобетона,возможность приготовления газобетона непосредственно на строительной площадке, а также повышенные эксплуатационные свойства получаемого газобетона из сухой смеси. Задача решается тем, что способ получения сухой смеси для производства неавтоклавного газобетона включает помол одновременно всех компонентов в центробежно планетарной мельнице 2(0,01-0,03) мас.каустической соды. Существенным отличием заявляемого способа от известного является то, что в сухую смесь дополнительно вводят (0,01-0,03) мас.хлорида кальция, (0,01-0,03) мас.каустической соды и осуществляют помол одновременно всех компонентов в центробежно планетарной мельнице,а в качестве наполнителя используют (39,90-60,05) мас.отходов производства газобетона и в качестве армирующей добавки - (1,00-10,00) мас.либо волластонита,либо фиброволокна полипропиленового, при этом порошка алюминия вводят в объеме (0,01-0,03) мас. . Поставленную задачу упрощения способа получения сухой смеси для производства неавтоклавного газобетона решают тем, что приготовление смеси включает совместный помол всех компонентов смеси в центробежно планетарной мельнице, позволяющий осуществить измельчение с одновременной механоактивацией частиц компонентов смеси. Механоактивация является эффективным способом модификации поверхности частиц, повышающая их реакционную способность, что отражается на всех последующих процессах, протекающих в газобетоне - сроках схватывания, равномерности порообразования, и повышении физико-механических свойств затвердевшего газобетона(Молчанов В.И.,Селезнева О.Г., Жирнов Е.Н. /Активизация минералов при измельчении // Недра, 1988, с.179186) Портландцемент в заявляемом способе используют в качестве вяжущего,при взаимодействии его с водой происходит гидратация и образование субмикроскопических кристаллитных частичек гидросиликатов кальция. В результате совместного помола всех компонентов сухой смеси в планетарноцентробежной мельнице (ПЦМ), относящейся к классу мельниц - активаторов динамического действия, обеспечивают не только измельчение и тщательное перемешивание компонентов, но и активацию их частиц за счет образования реакционных центров на их поверхности. Следствием повышенной химической активности компонентов получаемой сухой смеси является повышенные физико-механические свойства газобетона, производимого непосредственно на строительной площадке в естественных условиях без использования автоклавной обработки. При затворении такой смеси водой для получения газобетона резко ускоряются процессы гидратации и твердения. В реакцию гидратации вовлекается большой объем исходных компонентов,происходит формирование гидросиликатной матрицы с высокой степенью кристаллизации межпоровых перегородок. Вследствие этих процессов повышается прочность высокопористых материалов, а именно газобетона. В заявляемом способе изготовления сухой смеси для производства газобетона в качестве наполнителя используют утилизированные отходы производства газобетона, составляющих до 10- 20 от его основного производства, тем самым решая экологические проблемы на заводах по производству газобетона. Использование в заявляемом техническом решении в качестве наполнителя отходов производства газобетона определено его физикомеханическими свойствами. Он относится к высокопористым материалам и является хорошим теплоизолятором, благодаря наличию в его структуре большого обьема микропор размером от 0,3-3 мм, его теплопроводность составляет 0,2-0,3 Вт/мк. Кроме того, молотый газобетон обладает невысокой насыпной плотностью не более 500 кг на куб.м, в отличие от кварцсодержащих наполнителей в известном способе. Это предотвращает расслаивание смеси,создает равномерно пористую структуру по всему объему,что повышает физикомеханические свойства газобетона. Основу фазового состава газобетона составляет тоберморит, который обеспечивает высокую прочность газобетона благодаря характерной морфологии его кристаллов от иголок до пластин. Развитая пористость и армирующая структура тоберморита обеспечивают не только низкую теплопроводность, но и его высокую трещиностойкость при низких температурах,повышая морозостойкость. Содержание теплоизоляционного наполнителя в количестве 4060 позволяет обеспечить высокие теплоизоляционные свойства получаемой смеси.(Ружинский С., Портик А. Все о газобетоне, ООО СТРОЙ-БЕТОН Санкт Петербург, 2006, -632 с. Лотов В.А.,Митина Н.А. Формирование оптимальной пористой структуры газобетона неавтоклавного твердения. // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2000. - Т.43. Вып.3. - с.118-119.). В качестве армирующего наполнителя используются либо волластонит,либо фиброволокно полипропиленовое. Волластонит имеет игольчатую форму частиц и позволяет осуществлять эффективное армирование формирующейся газопористой матрицы на структурном уровне. Игольчатые частицы волластонита обладают жесткостью, не изгибаются под воздействием прилагаемых нагрузок, не перпутываются при перемешивании смеси в отличии от мягкого кордового волокна,используемого в известном способе. Кроме того,фазовый состав близок к составу портландцемента и вступает с ним в прочные соединения. Таким образом, использование волластонита, повышает прочностные свойства бетона при использовании сухой смеси, получаемой заявляемым способом. Фиброволокно полипропиленовое, вводимое в сухую смесь для приготовления неавтоклавного газобетона, выполняет ту же роль армирующего наполнителя, что и волластонит. Кроме того, оба наполнителя обладают химической стойкостью к щелочной среде, повышая прочностные свойства газобетона. В качестве газообразователя используется порошок алюминия, который при затворении сухой смеси водой с щелочной реакцией, начинает интенсивно выделять газ водород, вспучивающий смесь. В качестверегулятора в заявляемом техническом решении используют каустическую соду , которая способствует разрушению оксидной пленки на поверхности алюминиевых частиц и началу интенсивного газовыделения, в отличии от использования извести в известном способе. Водные растворыимеют сильную щелочную реакцию ( 1-раствора 13). Введение в сухую смесь каустической соды позволяет снизить количество газообразователя порошка алюминия. Хлорид кальция (СаС 2) вводят в состав сухой смеси для сокращения срока схватывания бетона при использовании сухой смеси, получаемой заявляемым способом, т. к. СаС 2 является химическим ускорителем гидратации и твердения цемента, а также способствует предотвращению расслоения бетона в процессе газообразования. Хлориды щелочных и щелочноземельных металлов увеличивают щелочность жидкой фазы и тем самым улучшают газообразование и вспучивание сырьевой смеси, а также способствуют ускорению твердения газобетона, что позволяет получать изделия без тепловой автоклавной обработки. Количественный состав компонентов смеси в заявляемом способе подобран экспериментально для достижения технического эффекта поставленной задачи. Заявляемый способ изготовления сухой смеси для неавтоклавного газобетона выполняют следующим образом. В планетарно центробежную мельницу загружают (38,88-50,05) мас.портландцемента,(39,90-60,05) мас.отходов производства газобетона, (1,00-10,00) мас.либо волластонита,либо фиброволокна полипропиленового, (0,01-0,03) мас.порошка алюминия, (0,01-0,03) мас.хлорида кальция, (0,01-0,03) мас.каустической соды. Проводят совместный помол всех компонентов смеси, в процессе которого осуществляется ее гомогенизация и механоактивация частиц компонентов. Смесь выгружают в бункер и растаривают по мешкам. Использование смеси для приготовления газобетона возможно непосредственно на строительной площадке. На строительной площадке необходимое количество смеси затворяют водой,перемешивают в бетономешалке или миксере, получая газобетон,обладающий следующими характеристиками сроки схватывания 40-60 мин, средняя плотность 300-500 кг/м 3, предел прочности при сжатии 0,9-3,5 МПа, марка газобетона по морозостойкости 35 - 75, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии 0,08-0,12 Вт/мК. Пример 1 В планетарно центробежную мельницу загружают 38,88 кг портландцемента марки М 500 ДО Джамбульского завода, 60,05 кг отходов производства газобетона ТОО КонкритПродактс,1,00 кг фиброволокно полипропиленового по ГОСТ Р 51626-2000 длиной 3-5 мм, 0,03 кг алюминиевый порошок марки ПАП 2 Камено-уральского завода, 0,01 кг хлорид кальция по ГОСТ 450-77, 0,03 кг каустическую соду по ГОСТ 2263-79. Проводят совместный помол всех компонентов смеси в течение 5 минут. Полученную сухую газобетонную смесь затворяют водой(В/Т 0,6), перемешивают в течение 5 минут, после чего смесь оставляют в неподвижности в течение 10 минут до ее полного вспучивания и заливают по формам. После выдержки смеси в течении 28 дней полученный газобетон из сухой смеси, получаемый заявляемым способом набирает физикомеханические характеристики средняя плотность 300 кг/м 3, предел прочности при сжатии 0,9 МПа,время схватывания 60 мин,коэффициент теплопроводности в сухом состоянии 0,08 Вт/мК,марка газобетона по морозостойкости 35. В таблице 1 приведены физико-механические характеристики бетона, изготавливаемого из сухой смеси для производства неавтоклавного газобетона,получаемой заявляемым способом. Таблица 1 Портландцемент отходы производства газобетона текстильный корд волластонит фиброволокно алюминиевый порошок хлорид кальция каустическая сода вода при затворении, сверх 100 физико-механические характеристики газобетона сроки схватывания, мин средняя плотность, кг/м 3 предел прочности при сжатии, МПа марка газобетона по морозостойкость коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, Вт/мК ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения сухой смеси для производства неавтоклавного газобетона, включающий помол портландцемента,наполнитель,армирующие добавки и порошок алюминия, отличающийся тем,что в сухую смесь дополнительно вводят хлорид кальция, каустическую соду и осуществляют помол одновременно всех компонентов в центробежно планетарной мельнице, а в качестве наполнителя используют отходы производства газобетона, а в качестве армирующей добавки - либо волластонит, 40,1-45,8 41,3-48,0 молотый песок 3,5-8,5 либо фиброволокно полипропиленовое,при следующем соотношении компонентов, масс. портландцемент 38,88-50,05 отходы производства газобетона 39,9060,05 либо волластонит,либо фиброволокно полипропиленовое 1,00-10,00 порошок алюминия 0,01-0,03 хлорид кальция 0,01-0,03 каустическая сода 0,01-0,03.