ограждающая конструкция из легкого бетона и бетонная смесь

Формула изобретения

1. Ограждающая конструкция из легкого бетона, выполненная из бетонной смеси с заполнителями, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, включающей цемент, крупный пористый заполнитель фракции 5 - 10 и 10 - 20 мм, мелкий заполнитель фракции 0,15 - 5,0 мм и воду, отличающаяся тем, что бетонная смесь дополнительно содержит тонкомолотый отход минераловатного производства - "королек" с удельной поверхностью 1500 - 2000 см²/г, в качестве мелкого заполнителя - "королек" или смесь кварцевого песка и "королька" в соотношении соответственно от 1 : 0,1 до 1 : 1 при следующем соотношении компонентов бетонной смеси в объемных единицах, м³ на 1 м³ бетона:

Цемент - 0,125 - 0,168

Крупный пористый заполнитель фракции 5 - 10 мм - 0,38 - 0,43

фракции 10 - 20 мм - 0,58 - 0,62

Мелкий заполнитель - 0,2 - 0,28

Тонкомолотый "королек" с удельной поверхностью 1500 - 2000 см²/г - 0,06 - 0,081

Вода - 0,16 - 0,198

при этом бетонная смесь дополнительно содержит воздухововлекающую добавку в количестве 0,02 - 1,0 мас.% от массы цемента.

2. Бетонная смесь с заполнителями, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, включающая цемент, крупный пористый заполнитель фракции 5 - 10 мм и 10 - 20 мм, мелкий заполнитель фракции 0,15 - 5,0 мм и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тонкомолотый отход минераловатного производства - "королек" с удельной поверхностью 1500 - 2000 см²/г в качестве мелкого заполнителя - "королек" или смесь кварцевого песка и "королька" в соотношении соответственно от 1 : 0,1 до 1 : 1 при следующем соотношении компонентов бетонной смеси в объемных единицах, м³ на 1 м³ бетона:

Цемент - 0,125 - 0,168

Крупный пористый заполнитель фракции 5 - 10 мм - 0,38 - 0,43

фракции 10 - 20 мм - 0,58 - 0,60

Мелкий заполнитель - 0,2 - 0,28

Тонкомолотый "королек" с удельной поверхностью 1500 - 2000 см²/г - 0,06 - 0,081

Вода - 0,16 - 0,198

при этом бетонная смесь дополнительно содержит воздухововлекающую добавку в количестве 0,02 - 1,0 мас.% от массы цемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству ограждающих конструкций из легкого бетона и может быть использовано для изготовления стеновых изделий и конструкций, применяемых в жилищном, гражданском, промышленном и сельскохозяйственном строительстве.

Известна ограждающая конструкция из легкого бетона, выполненная из бетонной смеси с обжиговыми пористыми заполнителями из вспученной глины, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, включающей цемент, крупный пористый заполнитель фракций 5-10 и 10-20 мм, мелкий заполнитель фракции 0,15-5 мм и воду [1].

Изготовление таких конструкций требует больших затрат природных минеральных ресурсов и особенно значительных энергетических затрат.

Известна легкобетонная смесь для изготовления стеновых изделий и конструкций, содержащая следующие компоненты, мас.%: цемент 8,0-20,0; заполнитель крупный и мелкий (керамзит и песок) 64-85; воздухововлекающая добавка - смола древесная омыленная 0,002-0,06; вода остальное [2]. Изготовление таких изделий и конструкций так же, как в первом примере, требует значительных затрат природных минеральных ресурсов, больших материальных и энергетических затрат.

Аналогом изобретения является легкобетонная смесь, включающая следующие компоненты, мас.%: цемент 22,6-22,8; крупный пористый заполнитель - керамзит 31,1-44,3; мелкий заполнитель - кварцевый песок 30,6-43,7; воздухововлекающая добавка - ЦНИПС-1 0,022-0,4; вода остальное [3]. Прочность бетона в 28 сут. нормально-влажностного твердения (НВТ) составляет 3,9-8,3 МПа, плотность бетона в сухом состоянии 1105-1150 кг/м³, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии по СНиП П-3-75 [4] 0,37-0,39 Вт/м^oC, морозостойкость F50-F75.

Бетон из этой смеси характеризуется относительно высоким требуемым расходом цемента, высокими коэффициентом теплопроводности и энергоемкостью, значительной потребностью в природных сырьевых ресурсах.

Известна бетонная смесь, содержащая, мас. %: портландцемент 12-22; "корольки" - отход производства шлаковой ваты из стабилизированных основных и нераспадающихся кислых доменных шлаков 48-55; золуунос 15-20; маточный щелок уксусного производства 3-5; сульфатно-дрожжевую бражку 0,035-0,445; воду остальное [5]. По показателю теплопригодности бетоны, изготовленные из такой смеси, не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к легким бетонам для стеновых изделий и конструкций.

Наиболее близким аналогом изобретению является ограждающая конструкция из легкого бетона, выполненная из бетонной смеси с заполнителями, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, включающая цемент, воду, крупный пористый заполнитель - керамзит фракции 4-25 мм и мелкий заполнитель из вспененного неорганического материала в виде частиц с гладкой поверхностью шарообразной или эллипсоидной формы фракции 0,1-4,0 мм и насыпной плотностью 0,15 0,10 кг/дм³ [6]. Бетоны из этой смеси обладают достаточно высокими показателями качества, в т.ч. низкой плотностью и теплопроводностью. Однако применяемые здесь и крупный, и мелкий заполнитель требуют значительных энергозатрат на приготовление и имеют высокую себестоимость.

Изобретение направлено на создание ограждающих конструкций с высоким термическим сопротивлением, обеспечивающим повышение уровня тепловой защиты зданий за счет использования легких бетонов, низкой теплопроводности и при этом на экономию природных сырьевых и энергетических ресурсов, на расширение сырьевой базы для изготовления бетонной смеси и снижение себестоимости ее изготовления за счет рационального использования отходов промышленности.

Технический результат достигается за счет того, что ограждающие конструкции из легкого бетона выполнены из бетонной смеси с заполнителями, обладающими абсорбционно-адсорбционными свойствами, и содержащей цемент, крупный пористый заполнитель фракций 5-10 и 10-20 мм, мелкий заполнитель фракций 0,15-5 мм, в качестве которого использован отход минераловатного производства - "королек" или его смесь с кварцевым песком в соотношении соответственно от 1: 0,1 до 1:1, а также активную минеральную добавку, в качестве которой используется молотый до удельной поверхности 1500-2000 см²/г "королек" и воду. Бетонная смесь может дополнительно содержать воздухововлекающую добавку в количестве 0,02-1,0 мас.% от массы цемента. Такая бетонная смесь может содержать в объемных единицах (1 м³ на 1 м³ бетона):

Цемент - 0,125-0,168

Крупный пористый заполнитель фр. 5-10 мм - 0,38-0,43

фр. 10-20 мм - 0,58-0,62

Мелкий заполнитель фракции 0,15-5 мм в виде "королька" или его смеси с кварцевым песком - 0,2-0,28

Тонкомолотый "королек" с удельной поверхностью 1500-2000 см²/г - 0,06-0,081

Вода - 0,16-0,198

Отличается бетонная смесь от прототипа тем, что с целью использования в ней менее энергоемкого и более дешевого мелкого заполнителя и при этом с относительно низкой теплопроводностью, она содержит в качестве него "королек", имеющий специфический фазовый состав, или его смесь с кварцевым песком, а с целью снижения объемной концентрации цементного камня, а следовательно, и теплопроводности бетона - активную минеральную добавку с аморфизированной структурой, в качестве которой содержится тот же "королек", имеющий высокое содержание CaO (38-46%) и молотый до удельной поверхности 1500-2000 см²/г.

Осуществление изобретения.

Для приготовления бетонной смеси используют: портландцемент (ПЦ 400 Д20) или шлакопортландцемент (ШПЦ 400), крупный пористый заполнитель (ГОСТ 9757), мелкий заполнитель - отход минераловатного производства - "королек", кварцевый песок (ГОСТ 8735); активную минеральную добавку в виде тонкомолотого "королька" с удельной поверхностью 1500-2000 см²/г. Содержание основных окислов в "корольке", мас. %: SiO₂ 37-44; FeO 0,19-1,32; Al₂O₃ 6,5-10,4; CaO 38-46; MgO 5,2-10,4.

Бетонную смесь готовят обычным способом на стандартном оборудовании. В воду затворения могут быть введены любые воздухововлекающие добавки, например смола древесная омыленная по ТУ 13-05-02-83 в количестве 0,24-0,3 мас.% от массы цемента.

Конкретные примеры приведены в табл. 1 и 2. В табл. 1 приведены составы бетонной смеси, а в табл. 2 - свойства полученного бетона. Испытания образцов на прочность проводились по ГОСТ 10180, на морозостойкость по ГОСТ 10060, на теплопроводность по ГОСТ 7076.

Представленные примеры составной бетонной смеси проверены на практике.