полимерсиликатобетонная смесь для изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий

Формула изобретения

Полимерсиликатобетонная смесь для изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий, включающая жидкое стекло, кремнефтористый натрий, полимерную добавку, поверхностно-активное вещество - ПАВ, наполнитель и комплексный заполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимерной добавки ненасыщенную полиэфирную смолу на терефталевой основе, в качестве ПАВ - полиоксиэтиленгликолевый эфир синтетических первичных высших спиртов фракций С₁₂ -С₁₄, в качестве наполнителя - пылевидный кварц - маршалит с удельной поверхностью не ниже 500 м²/кг, в качестве комплексного заполнителя - кварцевый песок и щебень различных пород в соотношении (0,7-0,85):1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло	10,5-15,5
кремнефтористый натрий	1,6-2,5
полимерная добавка в виде ненасыщенной
полиэфирной смолы на терефталевой основе	0,6-1,3
полиоксиэтиленгликолевый эфир
синтетических первичных высших
спиртов фракций С12-С14	0,1-0,25
указанный маршалит	24,5-25,5
кварцевый песок	24,0-26,0
щебень	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий, в частности к полимерсиликатобетонной смеси для изготовления облицовочно-декоративных и строительных изделий.

Известна полимерсиликатбетонная смесь [1], включающая жидкое стекло, кремнефтористый натрий, продукт на основе эфира ортокремневой кислоты и кислотостойкий наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло	100
кремнефтористый натрий	12-15
тетрафуриловый эфир ортокремневой кислоты	1-3
кислотостойкий наполнитель	750-800

Наиболее близкой по технической сущности является полимербетонная смесь [2] на основе жидкого стекла, кремнефтористого натрия, полимерной добавки - смеси нефтеполимерной смолы с кубовым остатком ректификации стирола в соотношении 1:(1-1,5), наполнителя, порфиритового щебня при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло	11-23
кремнефтористый натрий	1,5-4,3
указанная полимерная добавка	1-2
наполнитель	7-13
порфиритовый щебень	29-46
кварцевый песок	остальное

Недостатками этой сырьевой композиции являются большой расход жидкого стекла, недостаточно высокие прочностные характеристики (особенно предел прочности на изгиб), недостаточно высокие водостойкость и коэффициент размягчения.

Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик, снижение водопоглощения, повышение водостойкости и коэффициента размягчения декоративно-облицовочных и строительных изделий.

Технический результат достигается за счет изготовления полимерсиликатобетонной смеси для облицовочно-декоративных и строительных изделий, состоящей из жидкого стекла с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,35-1,45 г/см³, кремнефтористого натрия, полимерной добавки в виде ненасыщенной полиэфирной смолы на терефталевой основе, ПАВ в виде полиоксиэтиленгликолиевого эфира синтетических первичных высших спиртов фракций С₁₂ -С₁₄, наполнителя в виде пылевидного кварца (маршалита) с удельной поверхностью не ниже 500 м²/кг и комплексного заполнителя в виде кварцевого песка и щебня различных пород (мрамора, гранита, порфирита и др.) в соотношении (0,7-0,85):1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло	10,5-15,5
кремнефтористый натрий	1,6-2,5
полимерная добавка в виде ненасыщенной
полиэфирной смолы на терефталевой основе	0,6-1,3
ПАВ на основе полиоксиэтиленгликолиевого эфира
синтетических первичных высших спиртов фракций C12-C14	0,1-0,25
пылевидный кварц (маршалит)	24,5-25,5
кварцевый песок	24,0-26,0
щебень	остальное

Отличие предложенной смеси от известной заключается во введении жидкого стекла в количестве 10,5-15,5, полимерной добавки в виде в виде ненасыщенной полиэфирной смолы на терефталевой основе в количестве 0,6-1,3 мас.%, ПАВ на основе полиоксиэтиленгликолиевого эфира синтетических первичных высших спиртов фракций С₁₂-С₁₄ в количестве 0,1-0,25 мас.%, в качестве наполнителя смесь содержит пылевидный кварц с удельной поверхностью не менее 500 м²/кг в количестве 24,5-25,5 мас.%, в качестве комплексного заполнителя содержит кварцевый песок и щебень различных пород в соотношении (0,7-0,78):1 кварцевого песка в количестве 24,0-26,0 мас.% и щебня в количестве 30,6-37,05 мас.%.

Предлагаемая полимерсиликатобетонная смесь за счет использования добавки ненасыщенной полиэфирной смолы на терефталевой основе, а также пылевидного кварца (маршалита) с удельной поверхностью не ниже 500 м ²/кг позволяет повысить прочность изделий (особенно на изгиб), повысить плотность, водостойкость и коэффициент размягчения и снизить водопоглощение, а использование полиоксиэтиленгликолиевого эфира синтетических первичных высших спиртов фракций C₁₂ -C₁₄ позволяет снизить расход жидкого стекла. Смесь обеспечивает объемную массу 2080-2110 кг/м³, предел прочности на сжатие - 62,2-69,3 МПа, предел прочности на изгиб - 23,5-25,2 МПа, водопоглощение при 4-х часовом кипячении в воде - 3,02-4,06%, коэффициент водостойкости при выдерживании образцов под водой в течение 180 суток - 0,92-0,95%, коэффициент размягчения, определяемый по отношении предела прочности на изгиб образцов, выдержанных под слоем воды в течение 6 месяцев, к пределу прочности на изгиб исходных сухих образцов - 0,94-0,96, при этом расход жидкого стекла составляет 10,5-15,5%.

Полимерсиликатобетонная смесь в расчете на 100 кг готовится следующим образом. Пылевидный кварц в количестве 24,5-25,5 кг, кварцевый песок в количестве 2-26 кг и кремнефтористый натрий в количестве 1,6-2,5 кг смешиваются в течение 8-10 минут в бетоносмесителе, после этого в него дозируется щебень в количестве 30,6-37,05 мас.% кг и перемешивание осуществляется в течение 5 минут. Затем в бетоносмеситель дозируется отдельно перемешанная в лопастном смесителе в течение 3-5 минут смесь из жидкого стекла (0,5-15,5 кг) с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,35-1,45 г/см³, полимерной добавки (0,6-1,3 кг) и ПАВ (0,1-0,25 кг). Количество полимерной добавки и ПАВ и кремнефтористого натрия пропорциональны массе жидкого стекла. Окончательное смешение осуществляется в течение 8-10 минут. Формование полимерсиликатобетонной смеси осуществляется методом литья в пластиковые формы, уплотнение смеси происходит за счет вибрирования под вакуумом в течение 2 минут. Твердение в течение первых суток происходит при комнатной температуре, а затем после расформования изделия подвергаются тепловой обработке при температуре 50-60°С в течение 4-6 часов. Изделия могут быть введены в эксплуатацию через 7 дней с момента формования. Для улучшения эксплуатационных свойств и декоративности изделия могут подвергаться шлифовке и полировке.

Пример

Полимерсиликатобетонная смесь в расчете на 100 кг готовится следующим образом. Пылевидный кварц в количестве 25 кг, кварцевый песок в количестве 25 кг и кремнефтористый натрий в количестве 2,1 кг смешиваются в течение 8-10 минут в бетоносмесителе, после этого в него дозируется щебень в количестве 32,7 кг и перемешивание осуществляется в течение 5 минут. Затем в бетоносмеситель дозируется отдельно перемешанная в течение 3-5 минут смесь из жидкого стекла 14 кг с модулем 2,8 и плотностью 1,41 г/см³, полимерной добавки (1 кг) и ПАВ (0,2 кг). Количество полимерной добавки и ПАВ пропорциональны массе жидкого стекла. Окончательное смешение осуществляется в течение 8-10 минут. Пластиковые формы заполняются бетонной смесью и осуществляется их вибрирование под вакуумом в течение 2 минут. Твердение в течение первых суток происходит при комнатной температуре, а затем после расформования изделия подвергаются тепловой обработке при температуре 50-60°С в течение 4-6 часов. Испытания на прочность, водостойкость, водопоглощение и определение коэффициента размягчения проводятся на образцах-балочках размером 40×40×160 мм через 7-10 дней с момента изготовления смеси. Готовят смеси, составы которых указаны в табл.1. Для составов 1-5 в табл.1 в качестве полимерной добавки используется ненасыщенная полиэфирная смола на терефталевой основе, а в качестве ПАВ-полиоксиэтиленгликолиевый эфир синтетических первичных высших спиртов фракций C₁₂-C₁₄ .

Для состава 6 в табл.1 в качестве полимерной добавки используется тетрафуриловый эфир ортокремневой кислоты в соответствие с [1], а для состава 7 в табл.1 в качестве полимерной добавки используется смесь нефтеполимерной смолы с кубовым остатком ректификации стирола в соотношении 1:(1-1,5) в соответствие с [2]. Для составов 1-5 наполнителем являлся пылевидный кварц с удельной поверхностью 500 м²/кг, а для составов 6-7 - обычно используемая диабазовая мука с удельной поверхностью 350 м²/кг. В качестве щебня для всех составов используется гранитная крошка - отход камнеобрабатывающих предприятий. В табл.2 приведены свойства составов предлагаемых полимерсиликатобетонных смесей по сравнению с известными составами. Следует отметить, что полимерсиликатобетонная смесь состава 6, приготовленная в соответствие с [1], обладала неудовлетворительной удобоукладываемостью вследствие недостаточного содержания жидкой фазы.

Из приведенных в табл.2 данных следует, что предлагаемая полимерсиликатобетонная смесь обладает более высокими прочностными характеристиками (особенно по пределу прочности на изгиб) и плотностью по сравнению с известными смесями. Кроме того, водопоглощение образцов примерно вдвое ниже, чем у аналога и прототипа, что обеспечивает хорошую морозостойкость изделий. Судя по коэффициенту водостойкости, предлагаемая смесь более устойчива к коррозии в воде, чем известные составы и, как видно из сопоставления коэффициентов размягчения, в гораздо меньшем объеме теряет прочностные характеристики в водонасыщенном состоянии после длительного пребывания в воде. Все это позволяет существенно расширить область ее применения. Причем эти результаты достигаются при более низком расходе жидкого стекла, чем у прототипа (состав 7). Известная смесь (состав 6) имеет сопоставимый расход жидкого стекла, но она показывает существенно более низкие прочностные характеристики.

Таблица 1
№ состава	Содержание компонентов, мас.%
Жидкое стекло	Кремнефтористый натрий	Полимер-ная добавка	ПАВ	Наполнитель	Кварцевый песок	Щебень	Соотношение песок: щебень
1	10,5	1,6	0,6	0,25	24,5	26	36,55	0,71
2	14,0	2,1	1,0	0,2	25	25	32,7	0,76
3	15,5	2,5	1,3	0,1	25	25	30,6	0,82
4	14,0	2,1	1,0	0,2	24,5	26	33,2	0,78
5	14,5	2,2	1,0	0,2	25,5	24	32,6	0,74
6	11,5	1,7	0,1	-	25	25	36,7	0,68
7	20,0	3,0	2	-	10	30	35	0,85

Таблица 2
№	Свойства образцов полимерсиликатобетона
состава	Плотность, кг/м3	Предел прочности на сжатие, МПа	Предел прочности на изгиб, МПа	Водопогло-щение, %	Коэффициент водостойкости (срок испытания 180 сут)	Коэффициент размягчения (срок испытания 6 месяцев)
1	2100	62,2	23,5	4,06	0,92	0,94
2	2100	69,3	25,2	3,56	0,94	0,96
3	2080	64,1	23,8	3,02	0,95	0,96
4	2085	69,0	24,9	3,50	0,94	0,96
5	2089	68,7	24,8	3,54	0,95	0,95
6	1778	39,2	11,6	8,5	0,88	0,82
7	1750	54,1	15,9	7,3	0,84	0,88

Источники информации

1. Ю.И.Нянюшкин, Ю.А.Землянушнов, Н.Ф.Шестеркина, Н.Б.Бланк, В.В.Козлов, Н.А.Сальникова, В.И.Стаценко, Л.Е.Очаковский. Полимерсиликатбетонная смесь. АС № 1114648, С04В 24/40 от 23.09.84.

2. Я.И.Швидко, B.C.Уколов, В.П.Архипова, B.C.Эпштейн, Е.А.Чайка. Бетонная смесь. АС № 1620434, С04В 28/26 от 15.01.91.