RU2051882C1

RU2051882C1 - Source mix for production of cellular concrete

Info

Publication number: RU2051882C1
Authority: RU
Inventors: М.В. Бородянская; Г.Т. Гомерова; В.Ф. Ковтун
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1996-01-10

Abstract

FIELD: building materials industry. SUBSTANCE: source mix for preparation of cellular concrete includes, mass percent: lime - 5 to 25; gypsum - 1 to 5; "burnt earth" waste sand of foundry - 15 to 50; aluminium powder - 0.1 to 0.4. Source mix is prepared as follows. Granulated slag, line and gypsum are ground jointly in a vibratory mill up to a specific surface of 5000 sq. cm/g; specific surface of separately ground sand ingredient in the form of slag ("burnt earth" in compounds 1 to 5; that of natural sand makes 7-8) makes up 2500 sq. cm/g. Slag is ground in a ball mill. Blowing agent (aluminium powder) jointly with sulfanol is prepared in a special agitator in the form of water - aluminium suspension. Specified amount of water, then slag and binder at constant agitation are fed to the vibratory gas concrete agitator. After 2-minute agitation aluminium suspension is added, and after one minute more agitation moulding is accomplished. Bloating occurs during 6 to 10 min. After the requires strength is attained, crust is sheared off. Solidification is effected in autoclaves in the following conditions: 1 h - blowing- through with steam; 2 h - pressure rise up to 9 atm; 8 h - isothermal curing; 3 h - steam discharge in natural conditions for 28 days. Concrete density - 550 to 1200 kg/qu.m, strength - B 7.5 to B 10. EFFECT: enhanced quality. 2 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных и конструктивно-теплоизоляционных изделий из ячеистых бетонов. The invention relates to the building materials industry and can be used for the manufacture of heat-insulating and structurally-heat-insulating products from cellular concrete.

Известна сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая гранулированный шлак, негашеную известь, двуводный гипс [1]
Недостатком данной смеси является невозможность получения ячеистого бетона достаточно высокой прочности в силу отсутствия в смеси кремнеземистой составляющей.Known raw mix for the manufacture of cellular concrete, including granular slag, quicklime, two-water gypsum [1]
The disadvantage of this mixture is the impossibility of obtaining cellular concrete of sufficiently high strength due to the absence of a siliceous component in the mixture.

Наиболее близко по технической сущности и достигаемому результату является сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая молотый среднекальциевый (доменный) шлак, известь, кремнеземистый компонент природный песок, гипс, алюминиевую пудру [2]
Известный состав предусматривает включение в смесь кремнезема в виде природного песка. В силу особенностей твердения смеси по этому составу микропористость цементного камня сравнительно невелика. Пониженная микропористость материала межпоровых перегородок является препятствием при получении ячеистого бетона с повышенными теплоизолирующими свойствами, в то время как ячеистый бетон в основном применяется в наружных конструкциях зданий для теплозащиты.The closest in technical essence and the achieved result is a raw material mixture for the manufacture of aerated concrete, including ground medium-calcium (blast) slag, lime, a siliceous component, natural sand, gypsum, aluminum powder [2]
The known composition provides for the inclusion in the mixture of silica in the form of natural sand. Due to the characteristics of the hardening of the mixture in this composition, the microporosity of the cement stone is relatively small. The reduced microporosity of the material of the inter-pore walls is an obstacle to the production of aerated concrete with enhanced heat-insulating properties, while aerated concrete is mainly used in building exterior structures for thermal protection.

Цель изобретения уменьшение теплопроводности ячеистого бетона. The purpose of the invention is the reduction of thermal conductivity of cellular concrete.

Это достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона, включающая среднекальциевый шлак, известь, гипс, кремнеземистый компонент и алюминиевую пудру, в качестве компонента содержит песчанистый отход литейного производства ("горелую землю") при следующем соотношении компонентов, мас. Известь 5-25 Гипс 1-5
Песчанистый отход
литейного производства ("горелая земля") 15-50 Алюминиевая пудра 0,1-0,04
Среднекальциевый шлак Остальное
Кремнеземистый отход литейного производства "горелая земля" это кварцевый песок, прошедший высокотемпературную обработку. В результате такой обработки зерна песка растрескиваются. Косвенным подтверждением растрескивания является существенно более высокая (в 3 раза) размолоспособность "горелой земли" по сравнению с природным песком. Кроме того, при воздействии высоких температур от расплавленного металла кварц "горелой земли" частично переходит в другие более активные формы кремнезема.This is achieved by the fact that the raw material mixture for the manufacture of cellular concrete, including medium calcium slag, lime, gypsum, a siliceous component and aluminum powder, contains sandy waste from the foundry ("burnt earth") as a component in the following ratio of components, wt. Lime 5-25 Gypsum 1-5
Sandy waste
foundry ("burnt earth") 15-50 Aluminum powder 0.1-0.04
Calcium Slag Else
Siliceous waste from the foundry "burnt earth" is quartz sand that has undergone high-temperature processing. As a result of this treatment, the sand grains crack. Indirect confirmation of cracking is a significantly higher (3 times) grinding ability of the "burnt earth" in comparison with natural sand. In addition, when exposed to high temperatures from the molten metal, the quartz of the “burnt earth” partially passes into other more active forms of silica.

Благодаря повышенной химической активности кремнеземистого компонента в виде "горелой земли" при твердении бетона образуется большее количество мелкокристаллических низкоосновных новообразований, чем при использовании природного песка, что способствует повышению содержания микропористой гелевидной составляющей затвердевшего бетона. Непрореагировавшие зерна "горелой земли" поризованы за счет избыточной трещиноватости, зерна же природного песка, не прошедшие высокотемпературной обработки, характеризуются достаточно высокой плотностью. Due to the increased chemical activity of the siliceous component in the form of a “burnt earth” during hardening of concrete, a larger number of small crystalline low-base neoplasms are formed than when using natural sand, which contributes to an increase in the content of the microporous gel component of the hardened concrete. Unreacted grains of the “burnt earth” are porous due to excessive fracturing, while grains of natural sand that have not undergone high-temperature processing are characterized by a rather high density.

Следствием всего этого является улучшение микроструктуры цементирующего вещества ячеистого бетона, в котором природный песок земенен "горелой землей", повышается микропористость межпоровых перегородок, окаймляющих крупные воздушные поры, полученный с помощью порообразователя. Таким образом, на основе природного песка и на основе "горелой земли" можно получить равноплотные бетоны, но с разной дифференциальной пористостью. В случае использования "горелой земли" ячеистый бетон содержит повышенное количество микропор. Как известно, теплопроводность, являясь функцией плотности, в то же время не находится от нее в прямолинейной зависимости и в равноплотных материалах тем ниже, чем выше в них соотношение микро- и макропор. The consequence of all this is the improvement of the microstructure of the cementitious substance of aerated concrete, in which natural sand is earthen with "burnt earth", the microporosity of inter-pore walls bordering large air pores obtained using a blowing agent increases. Thus, on the basis of natural sand and on the basis of “burnt earth”, it is possible to obtain equal-density concrete, but with different differential porosity. In the case of using "burnt earth", cellular concrete contains an increased amount of micropores. As is known, thermal conductivity, being a function of density, at the same time is not directly dependent on it and in materials of equal density, the lower the higher the ratio of micro- and macropores in them.

Предлагаемые пределы соотношения шлака и отхода литейного производства "горелая земля" гарантируют получение ячеистых бетонов высокой прочности в сочетании с пониженными показателями теплопроводности или повышенными показателями теплосопротивления. Увеличение содержания в смеси "горелой земли" сверх 50% должно сопровождаться уменьшением других компонентов. Уменьшение же суммарного количества шлака и извести менее 49% отрицательно скажется на прочность бетона в связи с малым количеством основных компонентов вяжущего в смеси. The proposed limits of the ratio of slag and waste from the foundry "burnt earth" guarantee the production of cellular concrete of high strength in combination with reduced rates of thermal conductivity or increased rates of thermal resistance. An increase in the content of the "burnt earth" in excess of 50% should be accompanied by a decrease in other components. A decrease in the total amount of slag and lime of less than 49% will adversely affect the strength of concrete due to the small amount of the main components of the binder in the mixture.

Уменьшение в смеси отхода литейного производства "горелой земли" ниже 15% уменьшает эффективность улучшения теплофизических свойств бетона. A decrease in the “burnt earth” foundry waste mixture below 15% reduces the efficiency of improving the thermal properties of concrete.

Для проверки эффективности предлагаемой композиции были изготовлены образцы ячеистого бетона из сырьевых смесей по прототипу с природным песком и по предлагаемому составу с "горелой землей". Для этого совместному помолу в вибромельнице подвергали смесь граншлака, извести и гипса, а "горелую землю" и песок для смеси по прототипу размалывали в шаровой мельнице отдельно в виде шлама. Удельная поверхность совместномолотой смеси 5000 см²/г, удельная поверхность отдельно молотого песчанистого компонента 2500 см²/г.To test the effectiveness of the proposed composition, cellular concrete samples were made from raw mixes according to the prototype with natural sand and according to the proposed composition with "burnt earth". For this, a mixture of granulated slag, lime and gypsum was subjected to joint grinding in a vibratory mill, and the “burnt earth” and sand for the mixture according to the prototype were ground separately in a ball mill in the form of sludge. The specific surface of the co-milled mixture is 5000 cm ² / g, the specific surface of the separately ground sandy component is 2500 cm ² / g.

Порообразователь алюминиевую пудру, совместно с сульфанолом приготавливали в специальной мешалке в виде водно-алюминиевой суспензии. A pore-forming aluminum powder, together with sulfanol, was prepared in a special mixer in the form of a water-aluminum suspension.

В виброгазобетономешалку подавали расчетное количество воды, затем шлам и при постоянном перемешивании вяжущее. После двухминутного перемешивания добавляли алюминиевую суспензию и еще через 1 мин перемешивания производили заливку формы. Вспучивание происходило в течение 6-10 мин. После набора прочности производилась срезка горбушки. Твердение осуществляли в автоклавах по режиму: 1 ч продувка паром; 2 ч подъем давления до 9 атм; 8 ч изотермическая выдержка; 3 ч выпуск пара и в естественных условиях в течение 28 сут. The calculated amount of water was supplied to the vibratory-gas-concrete mixer, then the sludge and binder with constant stirring. After two minutes of stirring, an aluminum suspension was added, and after another 1 min of stirring, the mold was cast. Swelling occurred within 6-10 minutes After gaining strength, the cut of the hump was made. Hardening was carried out in autoclaves according to the following regime: 1 hour steam blowing; 2 h pressure rise up to 9 atm; 8 hours isothermal exposure; 3 h release of steam and in vivo for 28 days.

Для экспериментов по предлагаемому составу и прототипу использовались доменный граншлак и отход литейного производства Западно-Сибирского металлургического комбината (г. Новокузнецк), химический состав которых представлен в табл.1. For experiments on the proposed composition and prototype, blast furnace slag and foundry waste from the West Siberian Metallurgical Plant (Novokuznetsk) were used, the chemical composition of which is presented in Table 1.

В качестве других компонентов использовались известь (ГОСТ 9179-77), песок кварцевый (ГОСТ 8736-85), гипс двуводный (ГОСТ 4013-82), алюминиевая пудра марки ПАП-1 (ГОСТ 5494-71), сульфанол, портландцемент марки 400. As other components, lime (GOST 9179-77), quartz sand (GOST 8736-85), two-water gypsum (GOST 4013-82), aluminum powder grade PAP-1 (GOST 5494-71), sulfanol, Portland cement grade 400 were used.

Составы сырьевых смесей по изобретению и прототипу, а также результаты испытаний приведены в табл.2. The compositions of the raw mixes according to the invention and the prototype, as well as the test results are shown in table.2.

Как видно из данных табл.2, использование в качестве кремнеземистого компонента литейного производства "горелая земля" позволяет получить газошлакобетон с улучшенными теплоизолирующими показателями, коэффициент теплопроводности примерно на 30% выше, чем по прототипу при условии равноплотности сравниваемых материалов. As can be seen from the data in table 2, the use of "burnt earth" as a siliceous component of the foundry allows to obtain gas-slag concrete with improved heat-insulating indicators, the thermal conductivity is about 30% higher than in the prototype, provided the materials being compared are equal in density.

Испытания показали, что ячеистый бетон на основе предлагаемой смеси характеризуется высокими показателями прочности (см. табл.2) и морозостойкости не менее 50 циклов теплосмен без дефектов и потери прочности. Tests have shown that aerated concrete based on the proposed mixture is characterized by high strength indicators (see table 2) and frost resistance of at least 50 cycles of heat exchange without defects and loss of strength.

Claims

RAW MATERIAL MIXTURE FOR PREPARATION OF CELLULAR CONCRETE, including medium-calcium slag, lime, gypsum, a siliceous component and aluminum powder, characterized in that, in order to reduce the thermal conductivity of aerated concrete, it contains sandy soil (it’s sandy) the following ratio of components, wt.%:
Lime - 5 - 25
Gypsum - 1 - 5
Sandy foundry waste ("burnt earth") - 15 - 50
Aluminum powder - 0.1 - 0.04
Calcium Slag - Else