сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения и способ изготовления изделий из ячеистого бетона

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения, содержащая цемент, газообразователь и воду, отличающаяся тем, что в качестве цемента сырьевая смесь содержит портландцемент, или безусадочный портландцемент, или напрягающий цемент и дополнительно микрокремнезем, суперпластификатор C-3 и хлористый натрий или кальций при соотношении указанных компонентов мас. ч. по отношению к цементу:

Цемент - 1

Хлористый натрий или кальций - 0,005 - 0,01

Микрокремнезем - 0,04 - 0,1

Суперпластификатор С-3 - 0,002 - 0,01

Газообразователь - 0,0016 - 0,002

Вода - 0,3 - 0,4

2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит известь негашеную 0,05 - 0,1 ч. и/или гипс - 0,05-0,1 ч. от массы цемента.

3. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит микрокремнезем и суперпластификатор С-3 в виде готового продукта - модификатора бетона МБ-01.

4. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве газообразователя металлические пудры алюминия или ферросилиция.

5. Способ изготовления строительных изделий из неавтоклавного ячеистого бетона путем формования их из высоковязких вибрируемых смесей с последующим естественным твердением, отличающийся тем, что для получения ячеистого бетона используют сырьевые смеси по любому из пп. 1-4.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что после естественного твердения осуществляется разрезка изделий на строительные элементы требуемых размеров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам и технологии и касается сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона и способа изготовления из него изделий.

Известна сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, содержащая портландцемент, известь, алюминиевую пудру, хлористый кальций и воду (авт. св. СССР N 1491857, кл. C 04 B 38/02. Опубликовано в Б.И. в 1989).

Известен способ изготовления строительных изделий из неавтоклавного ячеистого бетона путем формирования их из высоковязких вибрируемых смесей (авт. св. СССР N 365339, М. кл. C 04 B 15/02 B 28 B 1/08. Опубликовано в Б. И. в 1973 ).

Известная сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона имеет литую консистенцию и содержит большое количество воды - 56...84% от массы цемента, что не позволяет достичь высокой прочности неавтоклавного ячеистого бетона при снижении плотности, удлиняет сроки приобретения им отпускной прочности и транспортабельности отформованных изделий при естественном твердении, несмотря на присутствие повышенного количества ускорителя твердения - хлористого натрия в количестве 2...3,6% от массы цемента. Коррозия арматуры и возможность появления высолов на изделиях при этом становятся неизбежными, что ограничивает применение известной смеси. Кроме того, литые смеси дают большую усадку (больше 3 мм/м) при твердении неавтоклавного ячеистого бетона, особенно в естественных условиях.

Известный способ изготовления изделий из неавтоклавного ячеистого бетона предусматривает для ускорения твердения применение высоковязких вибрируемых смесей и тепловую обработку отформованных изделий при температуре 80...100^oC в течение 5...8 ч. Однако при известных составах сырьевых смесей этот способ не позволяет ускорить твердение неавтоклавного ячеистого бетона в ранние сроки без тепловой обработки и существенно повысить его прочность, снизить усадку и технологическую влажность.

Задачей изобретения является повышение прочности и ускорение твердения неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения при одновременном снижении плотности, усадки, энергопотребления и стоимости.

Решение задачи достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения содержит следующие компоненты в мас. частях по отношению к цементу: цемент - 1; хлористый натрий или кальций - 0,005...0,01; микрокремнезем - 0,04...0,1; суперпластификатор C-3 - 0,002...0,01; газообразователь - 0,0016...0,002; воду - 0,3... 0,4. При этом в качестве цемента используется портландцемент или безусадочный портландцемент или напрягающий цемент. Кроме того, смесь может содержать известь негашеную - 0,05...0,1 частей и/или гипс - 0,05...0,1 частей от массы цемента. Микрокремнезем и суперпластификатор C-3 могут использоваться в виде готового продукта - модификатора бетона МБ-01. В качестве газообразователя используют металлические пудры алюминия и ферросилиция.

В способе изготовления строительных изделий из неавтоклавного ячеистого бетона путем формирования их из высоковязких вибрируемых смесей с последующим естественным твердением используют вышеописанные сырьевые смеси. В способе изготовления строительных изделий после естественного твердения осуществляется их разрезка на строительные элементы требуемых размеров.

Микрокремнезем, вводимый в сырьевую смесь, вступает в физико-химическое взаимодействие с известью, выделяющейся при гидролизе алита и белита в цементе, а также известью, дополнительно вводимой в сырьевую смесь, образуя с ней дополнительное количество высокопрочных низкоосновных гидросиликатов кальция, упрочняющих структуру цементного камня и ячеистого бетона в целом.

Введение в сырьевую смесь дополнительного количества извести и гипса производится из расчета максимального связывания алюминатов и алюмоферритов кальция цемента в эттрингит и его стабилизации во времени. Для предотвращения распада эттрингита на ранней стадии твердения неавтоклавного ячеистого бетона температура окружающей среды должна быть не выше 60^oC. Образующийся эттрингит вызывает расширение формирующегося цементного камня, компенсирующее усадку.

Микрокремнезем конденсированный получают отбором с рукавных или электрических фильтров систем газоочистки печей, выплавляющих кремнийсодержащие сплавы, в частности ферросилиций. Основным компонентом микрокремнезема является диоксид кремния аморфной модификации, содержание которого достигает 85 и более процентов. В небольших количествах в микрокремнеземе конденсированном содержатся оксиды щелочей, Na₂O и K₂O (не более 2%), оксид кальция, CaO (не более 3%) и сернистый ангидрид, SO₂ (не более 0,6%). На микрокремнезем конденсированный для применения в растворах и бетонах разработаны и согласованы с Московским городским центром Государственного санитарно-эпидемиологического надзора ТУ 5743-048-02495332-96. Имеется также Гигиенический сертификат N 19. МЦ. 03.225.Т.05691.36 от 07.03.96 г. Суперпластификатор C-3 соответствует требованиям ТУ 6-36-0204229-625.

Модификатор бетона МБ-01 отвечает требованиям технических условий по производству и применению его в строительстве, ТУ 5743-049-02495332-96, также согласованным с Московским городским центром Государственного санитарно-эпидемиологического надзора. Гигиенический сертификат N 19. МЦ. 03.225.Т. 16925.16 от 13.06.96 г. Модификатор МБ-01 выпускают четырех марок: МБ-8-01, МБ-10-01, МБ-12-01 и МБ-14-01. Цифры в скобках указывают содержание суперпластификатора C-3 в модификаторе в процентах в расчете на сухое вещество. Комплексный характер модификатора бетона МБ-01 значительно упрощает технологию. Отпадает необходимость в дополнительных линиях по раздельной приемке, хранению, транспортированию, приготовлению и дозированию микрокремнезема и суперпластификатора. Приемка, хранение, транспортирование и дозирование модификатора МБ-01 осуществляется по аналогичной с цементом схеме. Модификатор бетона МБ-01 обладает повышенной насыпной плотностью (700...800 кг/м³) по сравнению с обычным микрокремнеземом (150...500 кг/м³ в зависимости от уплотнения); не зависает в отличие от последнего в силосах и бункерах и обладает повышенной текучестью, облегчающей его транспортирование и дозирование.

Суперпластификатор C-3 наряду с пониженной температурой смеси и вибрацией позволяет дополнительно снизить количество воды затворения без снижения подвижности смеси, что в совокупности обеспечивает значительный прирост прочности неавтоклавного ячеистого бетона и улучшение всех других его свойств.

В качестве вяжущего используется безусадочный портландцемент марок ПЦ 400, 500 БУ, удовлетворяющий требованию ТУ 212613-90, напрягающий цемент марок НЦ-2(4) и портландцемент марок ПЦ 400, 500 ДО. В последнем случае, как указано выше, в сырьевую смесь необходимо вводить дополнительное количество извести и гипса. Введение их наряду с хлористым натрием или кальцием позволяет: повысить температуру и pH сырьевой смеси, затворяемой неподогретой водой; ускорить ее вспучивание и твердение; стимулировать образование повышенного количества игольчатого эттрингита, обеспечивающего ускоренное твердение ячеистого бетона и снижение усадки.

Применение высоковязких вибрируемых смесей, отличающихся ускоренным твердением, позволяет в 2...3,5 раза снизить количество вводимого ускорителя твердения - хлористого натрия по сравнению с его количеством в известной сырьевой смеси, что исключает возможность коррозии арматуры и появление высолов.

Сырьевую смесь для изготовления ячеистого бетона готовят путем смешивания компонентов в следующей последовательности при их введении в газобетономешалку: вода, хлористый натрий или кальций, цемент, известь, гипс, микрокремнезем, суперпластификатор, или модификатор бетона МБ-01, газообразователь. Водотвердое отношение в сырьевой смеси составляет 0,3...0,4 при средней плотности ячеистого бетона 500...400 кг/м³; температура воды затворения 205^oC. Время перемешивания компонентов смеси в быстроходных смесителях 3. . .5 мин до введения газообразователя и 1,5...2 мин - с газообразователем после его введения. Вспучивание смеси осуществляется при вибрации в течение 8...12 мин. После окончания вспучивания отформованные изделия и массивы твердеют в естественных условиях во влажной среде в утепленных камерах при температуре не выше 60^oC, которая поддерживается в камере и изделиях в течение 10...12 ч. только за счет тепла гидратации цемента, извести и гипса при ограниченных теплопотерях вследствие малой теплопроводности ячеистого бетона пониженной плотности и повышенной теплозащиты камеры. После такого твердения ячеистый бетон из предлагаемых составов сырьевой смеси приобретает 50...70% проектной прочности.

Предлагаемая сырьевая смесь и способ изготовления строительных изделий из неавтоклавного ячеистого бетона на ее основе позволяют: повысить прочность до уровня лучших образцов автоклавного ячеистого бетона отечественного и зарубежного производства; снизить среднюю плотность, минимизировать и даже устранить влажностную и карбонизационную усадку и значительно улучшить эксплуатационные свойства в связи с резким уменьшением капиллярной пористости. Сравнительные данные об известных и предлагаемых сырьевых смесях для изготовления ячеистого бетона и его свойствах приведены в таблице.

Существенным преимуществом неавтоклавного ячеистого бетона, изготовляемого предлагаемым способом из сырьевой смеси, является пониженная энерго- и металлоемкость его производства вследствие полной ликвидации традиционной (обогревной) тепловлажностной обработки (автоклавной, пропаривания, электропрогрева, облучения и других видов); отсутствие песка и связанных с ним переделов оборудования и затрат энергии на эти переделы и сокращения производственных площадей. Это обеспечивает наряду со специфическим составом смеси снижение энергопотребления и себестоимости неавтоклавного ячеистого бетона в 1,5...2 раза по сравнению с автоклавным и перспективу расширения его производства и применения в строительстве.