RU2031892C1

RU2031892C1 - Concrete mixture for manufacturing contsruction and structural heat-insulating articles

Info

Publication number: RU2031892C1
Authority: RU
Inventors: Н.А. Гнатусь; В.А. Нефедов; Г.И. Шмаль
Original assignee: Западно-Сибирский научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: building materials production. SUBSTANCE: raw materials mixture contains (mass %): portland cement 15.5-17.0, dacite sand 31.0-37.0, dacite gravel 34.0-39.0, water the rest. Dacite gravel having density 450-500 kg/m³ and strength 2.6-2.8 MPa is used as origin material. Dacite and poor clay are crushed in jaw crusher, their mass ratio being 80-85:20-15. The process is followed by grinding in ball mill, granulation and by roasting. The former process is carried out till specific surface is 2500-3000 cm²/g. Said roasting takes place simultaneously with drying within 20-30 min at 1150-1200 C. The process is followed by cooling in thermostat. Mentioned above dacite sand is prepared by dacite gravel crushing. Dacite sand of 5 mm fraction is mixed with portland cement, dacite gravel of 10-20 mm fraction being added into thus prepared dry mass. Then water is gradually added into it. Duration of all mixing processes is 24 min. Blocks being mould of desired mixture are then affected by wet and heat treatment, the process is carried out at 85 C by isothermic heating. Strength thus prepared concrete is 16.8-18.1 MPa, its density being 1200-1250 kg/m³. EFFECT: improves quality of desired product. 1 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составу сырьевой смеси для изготовления легкого бетона, применяемого в производстве конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий, в виде панелей, ограждающих конструкций и др. The invention relates to building materials, in particular to the composition of the raw mix for the manufacture of lightweight concrete, used in the manufacture of structural and structural insulating products, in the form of panels, walling, etc.

Известна керамзитовая смесь, включающая, мас.%: портландцемент 23-32; керамзитовый гравий 15-22; керамзитовый песок 29-34; вода остальное. Expanded clay mixture is known, including, wt.%: Portland cement 23-32; expanded clay gravel 15-22; expanded clay sand 29-34; water the rest.

Недостатками керамзитобетонов из этой смеси являются их невысокая прочность, повышенная теплопроводность. The disadvantages of expanded clay from this mixture are their low strength, increased thermal conductivity.

Технической задачей изобретения является увеличение прочности, понижение теплопроводности и водопоглощения легкого бетона. An object of the invention is to increase strength, lower thermal conductivity and water absorption of lightweight concrete.

Задача достигается тем, что сырьевая смесь, включающая портландцемент, искусственный пористый заполнитель-песок, гравий и воду, содержит в качестве искусствен- ного пористого заполнителя - песок и гравий, полученные из шихты, содержащей дацит и глину в весовом соотношении 80-85:20-15 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Портландцемент 15,5-17 Указанный песок 31,0-37,0 Указанный гравий 34,0-39,0 Вода Остальное
Для получения данного состава в качестве крупного заполнителя используется дацитовый гравий с насыпной плотностью 450-500 кг/м³ и прочностью 2,6-2,8 МПа. Гравий получают из горных пород - дацитов следующим образом: дробят на щековой дробилке, затем при весовом соотношении 80-85:20-15 (дацит: тощая глина) смесь дацит-глина подвергают помолу в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500-3000 см²/г, гранулируют и обжигают с подсушкой и соответствующей термоподго- товкой в течение 20-30 мин в печах с расширенным барабаном в течение 7-10 мин при 1150-1200^оС с последующим охлаждением в холодильнике-термостате. Получаемые гранулы с насыпной плотностью 450-500 кг/м³ имеют прочность 2,6-2,8 МПа, низкую открытую пористость до 10-5% и обеспечивают хорошее сцепление с вяжущим. При многочисленных опытах на сжатие ни в одном случае не наблюдалось отслоения гранул от вяжущего. Сцепление вяжущего с гравийным пористым заполнителем обусловлено механическим замещением цементного камня в порах гранул и химическим взаимодействием контактирующих фаз. Дацитовые гранулы имеют остеклованную поверхность и стекло активно реагирует (данные петрографических и рентгеновских исследований) с Са(ОН)₂, образующимся при гидратации цемента, что приводит к образованию на поверхности контакта нерастворимого в воде гидросиликата кальция СаО˙ SiO₂˙ h H₂O, упрочняющего контактный слой пористое зерно-цементный камень. Поэтому бетон на предлагаемом крупном заполнителе не пропускает воду при одностороннем давлении и достаточно морозостойкий.The objective is achieved in that the raw material mixture, including Portland cement, artificial porous aggregate-sand, gravel and water, contains sand and gravel obtained from a mixture containing dacite and clay in a weight ratio of 80-85: 20 as an artificial porous aggregate -15 with the following ratio of components, wt.%: Portland cement 15.5-17 Specified sand 31.0-37.0 Specified gravel 34.0-39.0 Water Else
To obtain this composition, dacite gravel with a bulk density of 450-500 kg / m ³ and a strength of 2.6-2.8 MPa is used as a large aggregate. Gravel is obtained from rocks - dacites as follows: crushed on a jaw crusher, then at a weight ratio of 80-85: 20-15 (dacite: lean clay) the dacite-clay mixture is milled in a ball mill to a specific surface of 2500-3000 cm ² / d, granulate and calcine with drying and appropriate heat treatment for 20-30 minutes in furnaces with an expanded drum for 7-10 minutes at 1150-1200 ^о С followed by cooling in a refrigerator-thermostat. The resulting granules with a bulk density of 450-500 kg / m ³ have a strength of 2.6-2.8 MPa, low open porosity of up to 10-5% and provide good adhesion to the binder. In numerous compression experiments, in no case was the peeling of granules from a binder. The adhesion of the binder to the gravel porous aggregate is due to the mechanical replacement of the cement stone in the pores of the granules and the chemical interaction of the contacting phases. Dacitic granules have a vitrified surface and glass actively reacts (data from petrographic and x-ray studies) with Ca (OH) ₂ formed during cement hydration, which leads to the formation of calcium insoluble calcium hydrosilicate CaO˙ SiO ₂ ˙ h H ₂ O on the contact surface, reinforcing the contact layer of a porous grain-cement stone. Therefore, the concrete on the proposed large aggregate does not allow water to pass at one-sided pressure and is quite frost-resistant.

Дацитовый песок получают путем дробления дацитового гравия. Песок имеет объемную насыпную массу 1100 кг/м³, прочность при сдавливании в цилиндре 1,6-1,8 МПа.Dacitic sand is obtained by crushing dacitic gravel. Sand has a bulk density of 1100 kg / m ³ , compressive strength in the cylinder of 1.6-1.8 MPa.

Приготовление смеси, перемешивание компонентов осуществляется следующим образом. Preparation of the mixture, mixing the components is as follows.

В смеситель подают дацитовый песок фракции 5 мм и портландцемент марки 400, все перемешивают до получения ровного цвета. В сухую массу добавляют крупный заполнитель - дацитовый гравий фракции 10-20 мм и после перемешивания массу затворяют водой, которую постепенно добавляют до получения смеси подвижный консистенции Общее время перемешивания составляет 2-4 мин. По окончании перемешивания определяют подвижность смеси и осуществляют укладку ее в формы по ГОСТ 10181-76. Из смеси формируют образцы-кубы размером 15х15х15 см и уплотняют вибрированием на стандартном вибростоле ВС-1. Через 30 мин после формования образцы-кубы подвергают термовлажностной обработке в пропарочной камере по режиму 4+8+2 при температуре изометрического прогрева 85^оС, при этом режим поддерживается автоматически. После пропаривания образцы-кубы извлекают из формы.5 mm dacitic sand and 400 grade Portland cement are fed into the mixer, all are mixed until a uniform color is obtained. Coarse aggregate is added to the dry mass - dacitic gravel of a fraction of 10-20 mm and, after stirring, the mass is shut with water, which is gradually added until a mixture of movable consistency is obtained. The total mixing time is 2-4 minutes. At the end of mixing, the mobility of the mixture is determined and it is laid in a mold according to GOST 10181-76. Sample cubes of 15x15x15 cm in size are formed from the mixture and compacted by vibration on a standard BC-1 vibrating table. After 30 min, after shaping cubes samples subjected to hydrothermal treatment in a steam chamber for mode 4 + 8 + 2 at a temperature isometric warm 85 ^{° C,} the mode is automatically maintained. After steaming, the cubes are removed from the mold.

Все испытания бетонных образцов проводят через стуки после термообработки по стандартной методике. All tests of concrete samples are carried out through knocking after heat treatment according to standard methods.

Для сравнения были изготовлены контрольные образцы керамзитобетона, который выпускается на заводах Среднего Приобья Тюменской области. For comparison, control samples of expanded clay concrete were produced, which is produced at the factories of the Middle Ob region of the Tyumen region.

Результаты испытаний даны в таблице. Как следует из таблицы, предложенная смесь позволяет изготовить легкие бетоны плотностью в сухом состоянии 1200-1250 кг/м³, с высокой прочностью 168-181 кг/см² и при этом экономить до 25% цемента на 1 м³ бетона.The test results are given in the table. As follows from the table, the proposed mixture allows the manufacture of lightweight concrete with a density in the dry state of 1200-1250 kg / m ³ , with high strength 168-181 kg / cm ² and at the same time save up to 25% of cement per 1 m ^{3 of} concrete.

Теплопроводность легких бетонов, изготовленных из предлагаемой сырьевой смеси, 0,167-0,181 Вс/(м ˙ ^оС), что значительно меньше теплопроводности различных бетонов. Это связано с тем, что в сырьевую смесь вводится дацитовый гравий и песок, обладающие стекловатой фазой и закрытыми порами (количество открытых пор не более 10%).The thermal conductivity of lightweight concrete made from the proposed raw material mixture is 0.167-0.181 Vs / (m ˙ ^о С), which is significantly less than the thermal conductivity of various concrete. This is due to the fact that dacite gravel and sand are introduced into the raw material mixture, which have a glassy phase and closed pores (the number of open pores is not more than 10%).

Кроме того легкие бетоны обладают пониженным водопоглощением - менее 13%, так как вводимый в сырьевую смесь дацитовый гравий и песок имеют закрытую пористость и водопроницаемость не более 5%. In addition, lightweight concrete has a reduced water absorption of less than 13%, since dacite gravel and sand introduced into the raw material mixture have a closed porosity and water permeability of not more than 5%.

Использование легкобетонной смеси позволяет улучшить строительно-технические показатели легких бетонов, а именно: повысить прочностные показатели, уменьшить теплопроводимость, используя широко развитые в горных районах породы-дациты. The use of lightweight concrete mixes allows to improve the construction and technical parameters of lightweight concrete, namely: to increase strength characteristics, reduce heat conductivity, using dacite rocks widely developed in mountainous regions.

Применение предлагаемой смеси для приготовления легких бетонов позволяет также расширить сырьевую базу промышленности строительных материалов за счет использования дацитового гравия с дацитовым песком. Кроме того, снижается конечную стоимость строительства за счет уменьшения толщины конструкций и увеличения ее геометрических размеров или снижения расходов на отопление зданий, снижения объема металлической бортоснастки для формирования изделий и снижения транспортных расходов. The use of the proposed mixture for the preparation of light concrete also allows you to expand the raw material base of the building materials industry through the use of dacitic gravel with dacitic sand. In addition, the final cost of construction is reduced by reducing the thickness of structures and increasing its geometric dimensions or reducing the cost of heating buildings, reducing the volume of metal rigging to form products and reducing transportation costs.

Claims

CONCRETE MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF CONSTRUCTIONAL AND CONSTRUCTION-HEAT-INSULATING PRODUCTS, including Portland cement, artificial porous aggregate - sand, gravel and water, characterized in that it contains sand and gravel obtained as a porous aggregate from batch containing dacite and 80 - 85: 20 - 15, in the following ratio of components, wt.%:
Portland cement - 15.5 - 17.0
Indicated sand - 31.0 - 37.0
Specified Gravel - 34.0 - 39.0
Water - Else