RU2653192C1 - Construction and heat-insulating material - Google Patents
Construction and heat-insulating material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653192C1 RU2653192C1 RU2017110628A RU2017110628A RU2653192C1 RU 2653192 C1 RU2653192 C1 RU 2653192C1 RU 2017110628 A RU2017110628 A RU 2017110628A RU 2017110628 A RU2017110628 A RU 2017110628A RU 2653192 C1 RU2653192 C1 RU 2653192C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- construction
- gypsum
- insulating material
- water
- Prior art date
Links
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 19
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011507 gypsum plaster Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 13
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 calcium aluminates Chemical class 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 235000007237 Aegopodium podagraria Nutrition 0.000 description 1
- 244000045410 Aegopodium podagraria Species 0.000 description 1
- 229910002706 AlOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014429 Angelica sylvestris Nutrition 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000005214 Poroma Diseases 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005844 autocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical group O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011394 gypsum concrete Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N sulfenic acid Chemical compound SO RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/26—Carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
- C04B14/46—Rock wool ; Ceramic or silicate fibres
- C04B14/4618—Oxides
- C04B14/4625—Alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/06—Oxides, Hydroxides
- C04B22/062—Oxides, Hydroxides of the alkali or alkaline-earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гипсовым строительным материалам, обладающим теплоизоляционными свойствами, которые могут найти применение в строительстве малоэтажных зданий при изготовлении межквартирных и межкомнатных перегородок.The invention relates to gypsum building materials with heat-insulating properties that can be used in the construction of low-rise buildings in the manufacture of interroom and interior partitions.
Известно листовое строительное изделие на основе сульфата кальция по патенту РФ на полезную модель №43496. Это изделие выполнено из материала, который является продуктом твердения сырьевой смеси, содержащей вяжущее на основе сульфата кальция, ускоритель схватывания (смесь отработанных электролитов кислотных и щелочных аккумуляторов), пластификатор (сульфанол), пористый заполнитель (молотый золошлак ТЭС) и воду. Это изделие используется для облицовки стен, потолков жилых помещений и обладает повышенной механической прочностью, но низкими тепло- и звукоизоляционными свойствами.Known sheet construction product based on calcium sulfate according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 43496. This product is made of a material that is a hardening product of a raw material mixture containing a binder based on calcium sulfate, a setting accelerator (a mixture of spent electrolytes of acid and alkaline batteries), a plasticizer (sulfanol), a porous aggregate (ground ash and slag of TPPs) and water. This product is used for cladding walls, ceilings of residential premises and has increased mechanical strength, but low heat and sound insulation properties.
Известно пористое строительное изделие (патент РФ на полезную модель №59658), материалом которого является продукт твердения смеси из модифицированного техногенного ангидрита (серного ангидрита), ускорителя схватывания и пластификатора. В состав материала строительного изделия входит также измельченный или гранулированный пенополистирол. За счет введения пенополистирола тепло- и звукоизоляционные свойства изделия повышаются. Однако, однородность такого материала снижается, что приводит к снижению прочности и неоднородности теплосопротивления.A porous building product is known (RF patent for utility model No. 59658), the material of which is the hardening product of a mixture of modified technogenic anhydrite (sulfuric anhydrite), setting accelerator and plasticizer. The composition of the material of the building product also includes crushed or granular polystyrene foam. Due to the introduction of expanded polystyrene, the heat and sound insulation properties of the product are increased. However, the homogeneity of such a material is reduced, which leads to a decrease in the strength and heterogeneity of thermal resistance.
Известно строительное изделие из поризованного гипсобетона (патент РФ на полезную модель №74385), в котором в качестве порообразующего компонента использован фторангидрит совместно с карбонатным наполнителем. При взаимодействии остаточной кислоты и карбонатной муки в процессе протекания химической реакции выделяется углекислый газ, который образует поры в строительном изделии. Компоненты, входящие в состав материала строительного изделия, находятся в следующем соотношении:A building product from porous gypsum concrete is known (RF patent for utility model No. 74385), in which fluorohydrite together with a carbonate filler is used as a pore-forming component. During the interaction of residual acid and carbonate flour during the course of the chemical reaction, carbon dioxide is released, which forms pores in the building product. The components that make up the material of the building product are in the following ratio:
- строительный гипс - 29,4-29,6%;- building plaster - 29.4-29.6%;
- фторангидрит - 14,7-18,5%;- fluorohydrite - 14.7-18.5%;
- карбонатная мука - 11,5-24,5%;- carbonate flour - 11.5-24.5%;
- технический крахмал - 2-2,9%;- technical starch - 2-2.9%;
- вода - 29,4-34,4%.- water - 29.4-34.4%.
Материал этого известного строительного изделия обладает высокими прочностными и теплоизоляционными свойствами. Недостатком полученного материала является наличие неровностей, появление которых обусловлено увеличением объема формовочной поромассы в 2-3 раза. В процессе изготовления изделий образующиеся «горбушки» срезают, что ведет к перерасходу материала и дополнительным трудовым затратам. Изделие является теплоизоляционным, однако обладает низкой прочностью.The material of this famous building product has high strength and thermal insulation properties. The disadvantage of the obtained material is the presence of irregularities, the appearance of which is due to an increase in the volume of molding poromass by 2-3 times. In the process of manufacturing products, the resulting "humps" are cut off, which leads to cost overruns and additional labor costs. The product is heat-insulating, but it has low strength.
Прототипом заявляемого конструкционно-теплоизоляционного материала является строительный материал из гипсовой смеси, который содержит мас. %: фторангидрит 13,0; строительный гипс 34, 8; жидкое стекло 4,3; 25% водную дисперсию нановолокна оксида алюминия, стабилизированную 0,5% гидроксидом натрия, - 1,7 или 2,6 и воду - 46,1 или 45,2 (О.В. Никитина, Л.А. Аниканова, А.И. Курмангалиева, О.В. Малчиева. Влияние нанодобавок на свойства гипсовых смесей. Перспективные материалы в строительстве и технике (ПМСТ-2014). Материалы Международной научной конференции молодых ученых. Издательство ТГАСУ, Томск, 15-17 октября 2014, с. 113). Материал по прототипу обладает повышенными прочностными свойствами при низкой плотности, однако имеет пористую структуру с неравномерным распределением мезапор, что оказывает влияние на величину теплопроводности, составляющую 0,25 Вт/м°С. Как известно, чем выше коэффициент теплопроводности строительных материалов, тем больше интенсивность потери тепла. Поэтому в строительстве лучше и экономичнее применять материалы с более низким показателем этой величины.The prototype of the claimed structural thermal insulation material is a building material from a gypsum mixture, which contains wt. %: hydrofluoride 13.0; gypsum plaster 34, 8; liquid glass 4.3; A 25% aqueous dispersion of alumina nanofibers stabilized with 0.5% sodium hydroxide is 1.7 or 2.6 and water is 46.1 or 45.2 (O.V. Nikitina, L.A. Anikanova, A.I. Kurmangalieva, OV Mulchieva. The influence of nanoparticles on the properties of gypsum mixtures. Promising materials in construction and engineering (PMST-2014). Materials of the International scientific conference of young scientists. Publishing house TGASU, Tomsk, October 15-17, 2014, p. 113) . The material according to the prototype has increased strength properties at low density, however, it has a porous structure with an uneven distribution of mesopores, which affects the value of thermal conductivity of 0.25 W / m ° C. As you know, the higher the thermal conductivity of building materials, the greater the intensity of heat loss. Therefore, in construction it is better and more economical to use materials with a lower indicator of this value.
Техническая проблема, решаемая изобретением, направлена на улучшение теплоизоляционных качеств конструкционно-теплоизоляционного строительного материала при сохранении высоких прочностных свойств прототипа.The technical problem solved by the invention is aimed at improving the heat-insulating qualities of structural and heat-insulating building material while maintaining the high strength properties of the prototype.
Технический результат заключается в снижении коэффициента теплопроводности.The technical result is to reduce the coefficient of thermal conductivity.
Техническая проблема с достижением указанного технического результата решается следующим образом.The technical problem with the achievement of the specified technical result is solved as follows.
Заявляемый в качестве изобретения конструкционно-теплоизоляционный материал, как и материал по прототипу, включает строительный гипс, фторангидрит, жидкое стекло, 25% водную дисперсию нановолокна оксида алюминия, стабилизированную 0,5% гидроксидом натрия, и воду.The inventive structural heat-insulating material, as well as the material of the prototype, includes gypsum, fluorohydrite, water glass, 25% aqueous dispersion of nanofibres of aluminum oxide, stabilized with 0.5% sodium hydroxide, and water.
В отличие от прототипа заявляемый материал дополнительно содержит карбонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:Unlike the prototype, the claimed material additionally contains sodium carbonate in the following ratio of components, wt.%:
- строительный гипс - 32,0-34,7- building plaster - 32.0-34.7
- фторангидрит - 13,2-20,0- fluorohydrite - 13.2-20.0
- жидкое стекло - 4,5-7,6- liquid glass - 4.5-7.6
- карбонат натрия - 0,2-0,4- sodium carbonate - 0.2-0.4
- стабилизированная дисперсия нановолокна оксида алюминия - 1,8-2,59- stabilized dispersion of alumina nanofibers - 1.8-2.59
- вода - остальное.- water - the rest.
Высокая прочность материала, как и в прототипе, обеспечивается гидратацией строительного гипса и фторангидрита с образующимся в результате реакции активатором твердения, а достаточные (как у прототипа) теплоизоляционные свойства формируются за счет пористости изделия, полученной выделением углекислого газа и водорода при взаимодействии «кислого» фторангидрита с карбонатом натрия и дисперсией нановолокна оксида алюминия, сопровождающегося процессом порообразования.The high strength of the material, as in the prototype, is provided by hydration of gypsum and fluorohydrite with the hardening activator formed as a result of the reaction, and sufficient (like the prototype) thermal insulation properties are formed due to the porosity of the product obtained by the release of carbon dioxide and hydrogen during the interaction of “acidic” fluorohydrite with sodium carbonate and a dispersion of an alumina nanofiber, accompanied by a pore formation process.
Соотношение количества компонентов при изготовлении заявляемого строительного изделия получено экспериментальным путем. Именно в таком соотношении достигаются высокие прочностные характеристики материала. Важную роль в ингредиентном составе играет жидкое стекло и водная дисперсия алюминиевого волокна. Повышение прочности при наличии указанных компонентов связана с образованием силикатов кальция различной основности и их гидратов, за счет добавки нановолокна на основе стабилизированного гидроксидом натрия оксида алюминия, которая представляет на самом деле смесь оксида алюминия и AlOOH в определенных соотношениях. Итогом взаимодействия наночастиц с ионами кальция является образование алюминатов и гидроалюминатов кальция. Силикаты (гидросиликаты) и алюминаты (гидроалюминаты) кальция формируют основной пространственный каркас структуры гипсового камня. Кроме того, в процессе взаимодействия компонентов предлагаемой строительной смеси образуются ускорители твердения (Na2SO4), т.е система способна к автокатализу, а также образуются нерастворимые и малорастворимые продукты, которые наряду с волокнами армируют структуру камня настолько, что обильное газовыделение на ранних стадиях, обеспечивающее низкую плотность и порообразование, не приводит к резкому снижению прочности и обеспечивает должное качество материала. При нарушении оксидной пленки волокон металлического алюминия, последний бурно реагирует с водосодержащими компонентами сырьевой смеси с выделением водорода. Однако, учитывая невысокую концентрацию нановолокна, объем выделенного водорода будет незначительным. Основной вклад в газовыделение системы вносит реакция взаимодействия карбоната натрия с кислотным компонентом фторангидрита. Происходит химическое взаимодействие карбоната натрия с адсорбированной на зернах фторангидрита серной кислотой с выделением углекислого газа в достаточно большом объеме, который обеспечивает дополнительное образование в системе ускорителя твердения в виде Na2SO4 и обеспечивает образование материала с мелкопористой однородной ячеистой структурой, с низкой теплопроводностью. Введение карбоната натрия приводит к снижению коэффициента теплопроводности до 0,14-0,16 Вт/м°С.The ratio of the number of components in the manufacture of the inventive building products obtained experimentally. It is in this ratio that high strength characteristics of the material are achieved. An important role in the ingredient composition is played by liquid glass and an aqueous dispersion of aluminum fiber. The increase in strength in the presence of these components is associated with the formation of calcium silicates of various basicities and their hydrates, due to the addition of nanofibers based on sodium hydroxide stabilized aluminum oxide, which is actually a mixture of aluminum oxide and AlOOH in certain proportions. The result of the interaction of nanoparticles with calcium ions is the formation of calcium aluminates and hydroaluminates. Silicates (hydrosilicates) and calcium aluminates (hydroaluminates) form the main spatial framework of the gypsum stone structure. In addition, during the interaction of the components of the proposed building mixture, hardening accelerators (Na 2 SO 4 ) are formed, that is, the system is capable of autocatalysis, as well as insoluble and poorly soluble products are formed, which, along with the fibers, reinforce the structure of the stone so that abundant gas evolution in the early stages, providing low density and pore formation, does not lead to a sharp decrease in strength and ensures the proper quality of the material. In case of violation of the oxide film of aluminum metal fibers, the latter reacts violently with the water-containing components of the raw material mixture with the release of hydrogen. However, given the low concentration of nanofibers, the amount of hydrogen released will be negligible. The main contribution to the gas evolution of the system is made by the reaction of the interaction of sodium carbonate with the acid component of fluorohydrite. The chemical interaction of sodium carbonate with sulfuric acid adsorbed on fluorohydrite grains occurs with the release of carbon dioxide in a sufficiently large volume, which provides additional formation of a hardening accelerator in the form of Na 2 SO 4 and ensures the formation of a material with a finely porous homogeneous cellular structure with low thermal conductivity. The introduction of sodium carbonate leads to a decrease in the coefficient of thermal conductivity to 0.14-0.16 W / m ° C.
Изготовление конструкционно-теплоизоляционного материала включает следующие стадии:The manufacture of structural thermal insulation material includes the following stages:
- предварительное дозирование исходных компонентов: фторангидрита, жидкого стекла, стабилизированной дисперсии нановолокна оксида алюминия, карбоната натрия и воды. В качестве дозаторов для сыпучих компонентов могут использоваться типовые дозаторы бункерного типа для гипсовых вяжущих, для жидких - типовые дозаторы воды;- preliminary dosing of the starting components: fluorohydrite, water glass, a stable dispersion of nanofibres of aluminum oxide, sodium carbonate and water. As dispensers for bulk components, typical hopper-type dispensers for gypsum binders can be used, for liquid - typical water dispensers;
- перемешивание указанных компонентов в типовом смесителе с водой в течение 1-2 мин;- mixing these components in a typical mixer with water for 1-2 minutes;
- затем совместное перемешивание со строительным гипсом;- then joint mixing with gypsum;
- заливку готовой смеси бетоноукладчиком в разъемные формы согласно размерам требуемого изделия;- pouring the finished mixture with a paver into demountable molds according to the dimensions of the desired product;
- твердение в камерах при температуре 40-60°С в течение 24 часов.- hardening in chambers at a temperature of 40-60 ° C for 24 hours.
Из смеси конструкционно-теплоизоляционного материала были изготовлены образцы - кубики с ребром 2 см методом заливки в формы с последующим твердением в формах и распалубкой образцов. Было использовано жидкое стекло плотностью 1,16 г/см2 и стабилизированная дисперсия нановолокна оксида алюминия производства ООО «Новосибирские наноматериалы».Samples were made from a mixture of structural and heat-insulating material - cubes with an edge of 2 cm by pouring into molds, followed by hardening in the molds and stripping of the samples. Was used liquid glass with a density of 1.16 g / cm 2 and a stabilized dispersion of nanofibres of alumina manufactured by Novosibirsk Nanomaterials LLC.
После затвердевания образцов определены основные свойства образцов по показателям предела прочности при сжатии, средней плотности и коэффициенту теплопроводности.After the solidification of the samples, the basic properties of the samples are determined by the compressive strength, average density and thermal conductivity.
В таблице приведены лучшие результаты по заявляемому материалу (образцы 2, 3) и результаты материала, значения которых находятся за пределами значений входящих компонентов (образцы 1, 4).The table shows the best results for the claimed material (samples 2, 3) and the results of the material, the values of which are outside the values of the incoming components (samples 1, 4).
По результатам, представленным в таблице, образцы 1, 4 не достигают соответствующего результата по прочности на сжатие.According to the results presented in the table, samples 1, 4 do not achieve the corresponding result in compressive strength.
Образцы №2 и №3 имеют высокую прочность на сжатие и низкие коэффициенты теплопроводности.Samples No. 2 and No. 3 have high compressive strength and low thermal conductivity.
Результаты испытаний свидетельствуют, что предложенные строительные материалы могут быть использованы при возведении стен в строительстве жилых зданий для межкомнатных и межквартирных перегородок и обладают высокими прочностными и теплоизоляционными свойствами. Снижение коэффициента теплопроводности строительных материалов при сохранении прочностных характеристик прототипа позволяет экономить минеральное сырье за счет снижения толщины стен и массы квадратного метра изделия. Из полученного материала изготавливают стеновые блоки, плиты и панели для воздушно-сухих условий эксплуатации.The test results indicate that the proposed building materials can be used in the construction of walls in the construction of residential buildings for interior and apartment partitions and have high strength and thermal insulation properties. Reducing the thermal conductivity of building materials while maintaining the strength characteristics of the prototype allows you to save mineral raw materials by reducing wall thickness and mass per square meter of the product. Wall blocks, plates and panels for air-dry operating conditions are made from the obtained material.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110628A RU2653192C1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Construction and heat-insulating material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110628A RU2653192C1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Construction and heat-insulating material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2653192C1 true RU2653192C1 (en) | 2018-05-07 |
Family
ID=62105635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017110628A RU2653192C1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Construction and heat-insulating material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2653192C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795337C1 (en) * | 2022-08-31 | 2023-05-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Composite material based on anthropogenic waste and method of its preparation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA10308A (en) * | 1994-08-07 | 1996-12-25 | Полтавський Технічний Університет | Composition for gas concrete and process for production of gas concrete |
RU74385U1 (en) * | 2008-02-26 | 2008-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | CONSTRUCTION PRODUCT FROM POROUSED PLASTIC CONCRETE |
RU2392245C1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" | Dry mortar for preparation of cellular concrete |
CN104594552A (en) * | 2015-02-09 | 2015-05-06 | 山东凝华建筑科技有限公司 | Composite foamed gypsum core embedded interior partition wall board and manufacturing method thereof |
-
2017
- 2017-03-29 RU RU2017110628A patent/RU2653192C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA10308A (en) * | 1994-08-07 | 1996-12-25 | Полтавський Технічний Університет | Composition for gas concrete and process for production of gas concrete |
RU74385U1 (en) * | 2008-02-26 | 2008-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | CONSTRUCTION PRODUCT FROM POROUSED PLASTIC CONCRETE |
RU2392245C1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" | Dry mortar for preparation of cellular concrete |
CN104594552A (en) * | 2015-02-09 | 2015-05-06 | 山东凝华建筑科技有限公司 | Composite foamed gypsum core embedded interior partition wall board and manufacturing method thereof |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
НИКИТИНА О.В. и др. Влияние нанодобавок на свойства гипсовых смесей. Перспективные материалы в строительстве и технике (ПМСТ-2014), Материалы Международной научной конференции молодых ученых, Издательство ТГАСУ, Томск, 15 - 17 октября 2014, с.108 - 114. * |
ЧУХЛАНОВ В.Ю. и др. Газонаполненные пластмассы, Учебное пособие, Владимирский государственный университет, Владимир, 2007, с.33, строки: 27 - 30. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795337C1 (en) * | 2022-08-31 | 2023-05-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Composite material based on anthropogenic waste and method of its preparation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110963762B (en) | Foam concrete of building external protective structure and preparation method of concrete block thereof | |
RU2502709C2 (en) | Light fibre-reinforced concrete | |
CN102603352A (en) | Sound absorbing material quick in onsite construction and method for preparing sound absorbing material | |
CN104829199A (en) | Thermal-insulation and humidity-regulating foam concrete material and preparation method thereof | |
Sudin et al. | Effect of specimen shape and size on the compressive strength of foamed concrete | |
CN105924219B (en) | A kind of preparation method of ceramsite foam concrete building block | |
KR101782845B1 (en) | High thermal insulating and light-weight aerated concrete mix using hydrophilic nano aerogel powder and preparing method of light-weight aerated concrete | |
CN103803909B (en) | A kind of foam glass particle concrete | |
RU2527974C1 (en) | Composition of haydite-concrete mixture | |
CN104671822A (en) | Foaming magnesium cement EPS particle grade A noncombustible board and preparation method thereof | |
RU2407719C1 (en) | Raw mix for aerated concrete production | |
RU2653192C1 (en) | Construction and heat-insulating material | |
CN116120015B (en) | Light foam concrete | |
CN108585662A (en) | A kind of lightweight pervious concrete people walking along the street face brick and preparation method thereof | |
CN101244919B (en) | Technique for producing loess foaming light brick | |
KR20050087029A (en) | Cast-in-place rapid hardening aerated concrete having excellent adiabatic ability and method for manufacturing the same | |
WO2020101631A1 (en) | Thermally insulating non-autoclaved cellular concrete | |
CN108863235A (en) | Foam concrete self-heat preservation outer wall building block | |
CN112521123B (en) | Preparation method of basic magnesium sulfate cement foam concrete thermal insulation material | |
RU2255920C1 (en) | Raw mixture for making light concrete | |
RU74385U1 (en) | CONSTRUCTION PRODUCT FROM POROUSED PLASTIC CONCRETE | |
RU2379267C1 (en) | Diatomite foam raw mix | |
SK6561Y1 (en) | Maintenance dry plaster mixture | |
RU2428390C1 (en) | Magnesia cement | |
RU2700741C2 (en) | Crude mixture for preparation of foam concrete |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190330 |