Autoklawizowany beton komórkowy

Pełna nazwa: Autoklawizowany beton komórkowy oraz zastosowanie haloizytu jako dodatku do autoklawizowanego betonu komórkowego

Istota wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie haloizytu jako zamiennika cementu do autoklawizowanego betonu komórkowego, podwyższając wytrzymałość na ściskanie przy zachowaniu gęstości objętościowej i współczynnika przewodzenia ciepła na niezmiennym poziomie.

Autoklawizowany beton komórkowy(ABK) to bardzo atrakcyjny materiał budowlany stosowany w Europie oraz innych krajach świata. Produkuję się go z dostępnych, tanich i starannie przygotowanych surowców. Wytwarzany jest przez obróbkę hydrotermalną kwarcu, cementu portlandzkiego, gipsu, wapna palonego oraz proszku glinowego. Podczas autoklawizacji krzemionka reaguje z wodorotlenkiem wapnia tworząc strukturę mikrokrystaliczną, o powierzchni właściwej mniejszej niż uzyskałoby się w warunkach normalnego utwardzania. W wyniku tego otrzymuje się materiał łączący ze sobą cechy materiału izolacyjnego oraz konstrukcyjnego. Należy wspomnieć o tym, że ABK jest materiałem przyjaznym dla środowiska. Jest materiałem, który spełnia w najszerszym zakresie wymagania efektywności energetycznej spośród wszystkich produkowanych materiałów budowlanych. Wartości użytkowe, wysoka efektywność procesu produkcyjnego oraz szerokie zastosowanie ABK, powodują stale rosnącą jego produkcję.

Wadą autoklawizowanego betonu komórkowego jest niska wytrzymałość na ściskanie

Celem wynalazku jest opracowanie masy stosowanej do produkcji betonu komórkowego o zwiększonej wytrzymałości na ściskanie przy niezmiennej gęstości objętościowej oraz współczynniku przewodzenia ciepła.

Istota rozwiązania polega na tym, że jako dodatek podwyższający wytrzymałość na ściskanie wyrobów autoklawizowanych, składającej się z piasku kwarcowego, wapna palonego, cementu, gipsu, proszku aluminiowego i wody, stosuje się haloizyt, korzystnie haloizyt w ilości 2,5-5% jako zamiennik cementu. Haloizyt jest glinokrzemianem z grupy kaolinitu o wzorze chemicznym Al4[Si4O10](OH)8•4H2O.

Wprowadzenie na etapie produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego wyżej wymienionego dodatku w sposób korzystny wpływa na przebieg procesów chemicznych zachodzących w czasie autoklawizacji. W wyniku tego otrzymuje się wyroby o korzystnych właściwościach mechanicznych. Podczas obróbki hydrotermalnej, której poddawany jest autoklawizowany beton komórkowy, zachodzą reakcje chemiczne powodując zmiany w składzie fazowym i mikrostrukturze powstających produktów.

Potencjał komercjalizacji

Dotychczasowe wyniki badań nad zastosowaniem haloizytu jako dodatku mineralnego do cementu, wskazują, że minerał ten wpływa na właściwości użytkowe autoklawizowanego betonu komórkowego. Haloizyt ze względu na rozmiary cząsteczek rzędu nanometrów, może działać jako wypełniacz. Minerał ten prawdopodobnie częściowa wypełnia pustki powstałe z odparowania wody wolnej w autoklawizowanych kompozytach. Drugi mechanizm dotyczy dużej zawartości SiO2 oraz obecnych na powierzchni haloizytu grup hydroksylowych, które mogą reagować z jonami Ca2+ pochodzącymi z zaczynu cementowego. W warunkach hydrotermalnych w miarę postępu syntezy przechodzi w tobermoryt 1,1nm. Ostatni mechanizm dotyczy obecność jonów glinianowych w haloizycie, w przypadku reaktywnej krzemionki zmniejsza się jej rozpuszczalność, z powodu adsorpcji jonów glinianowych na jej powierzchni, co opóźni tworzenie się fazy C-S-H(I). W końcowym etapie autoklawizacji powstaje zwiększona ilość tobermorytu. Tobermoryt w betonie komórkowym jest główną fazą odpowiedzialną za wytrzymałość gotowego wyrobu. Wprowadzenie na etapie produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego haloizytu w sposób korzystny wpływa na przebieg procesów chemicznych zachodzących w czasie autoklawizacji. W wyniku tego otrzymuje się wyroby o korzystnych właściwościach mechanicznych.