RU2153478C1 - Сырьевая смесь для получения арболита и способ ее изготовления - Google Patents

Сырьевая смесь для получения арболита и способ ее изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2153478C1
RU2153478C1 RU98121950A RU98121950A RU2153478C1 RU 2153478 C1 RU2153478 C1 RU 2153478C1 RU 98121950 A RU98121950 A RU 98121950A RU 98121950 A RU98121950 A RU 98121950A RU 2153478 C1 RU2153478 C1 RU 2153478C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mineralizer
arbolite
wood
portland cement
aggregate
Prior art date
Application number
RU98121950A
Other languages
English (en)
Inventor
А.П. Шешуков
М.А. Масликова
О.Н. Бородин
А.Б. Федосов
Н.В. Алесина
Original Assignee
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томский государственный архитектурно-строительный университет filed Critical Томский государственный архитектурно-строительный университет
Priority to RU98121950A priority Critical patent/RU2153478C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2153478C1 publication Critical patent/RU2153478C1/ru

Links

Images

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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C04B18/28—Mineralising; Compositions therefor
    • 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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic materials
    • C04B20/107—Acids or salts 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
    • 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
    • C04B28/02—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 hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к строительству, а именно к производству легкого бетона при монолитном возведении конструкций. Сырьевая смесь для получения арболита содержит портландцемент, древесный заполнитель и минерализатор - водный раствор хлорида железа при следующем содержании компонентов, вес.ч.: портландцемент 27,0 - 33,0, древесный заполнитель 30,0 - 42,0, хлорид железа 2,3 - 2,9, вода 28,7 - 36,1. Древесный заполнитель обрабатывают 2/3 частями приготовленного раствора хлорида железа, вводят при перемешивании цемент, а затем 1/3 оставшегося раствора минерализатора и перемешивают до однородной массы. Технический результат: повышение прочности арболита и технологичности процесса изготовления его. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к производству легкого бетона при монолитном возведении конструкций.
Известна (SU 1204598 A1, кл. C 04 В 18/26, 15.02.1986) сырьевая смесь, для получения арболита, включающая (мас.%):
Измельченная древесина (абс. сухая) - 24,7 - 38,0
Минеральное вяжущее - 21,5 - 30,3
Порошкообразная известь - 5,0 - 11,5
Хлористый кальций - 2,5 - 4,8
Вода - 24,2-37,5
При использовании в качестве вяжущего портландцемента М400 и предварительно гашенной извести, а в качестве древесного заполнителя - дробленки из невыдержанной древесины смешанных пород, включая 60% лиственных, был получен арболит, имеющий прочность при сжатии в возрасте 1 и 28 суток 6 и 32 кгс/см2 соответственно.
Арболит из смеси (1) готовят следующим образом.
Предварительно гашенную сухую гидратную известь перемешивают с древесиной, после чего добавляют молотый хлористый кальций, цемент и воду, сформованные образцы твердеют при нормальных условиях.
Однако известная сырьевая смесь и способ ее изготовления характеризуются недостаточно высокой прочностью и являются нетехнологичными для применения в монолитном строительстве из-за многокомпонентности состава и наличия операции предварительного гашения извести.
Известен (SU 606847 A, кл. C 04 B 38/00, 18.04.1978) также способ изготовления арболита, включающий обработку древесного заполнителя одновременно водным раствором хлористого кальция и сернокислого алюминия, взятых в соотношении от 1:1 до 1:1,6, последующее смешивание с цементом, прессование и твердение. При использовании дробленки в качестве древесного заполнителя получают арболит с прочностью 42,1 кгс/см2 в возрасте 28 суток, что является недостаточным, а обработка древесного заполнителя двухкомпонентным раствором и операция прессования снижают показатель технологичности данного способа в условиях монолитного строительства.
Известна смесь (SU 697485 A, кл. C 04 B 28/04, 15.11.1979), содержащая компоненты в следующих соотношениях (вес.ч):
Портландцемент - 300 - 360
Древесный заполнитель - 220 - 240
Окисное сернокислое железо - 4,0 - 15,0
Известь - 3,0 - 12,0
Хлористый кальций - 4,0 - 12,0
Вода - 300 - 400
Арболит из данной сырьевой смеси готовят следующим образом.
Из окисного сернокислого железа Fe2(SO4)3•9H2O готовят водный раствор плотностью 1,0 г/см3. Этот раствор подогревают до 95-98oC. Полученный раствор и древесный заполнитель перемешивают 5 минут, после чего добавляют раствор CaCl2 плотностью 1,04 г/см3 и известковое молоко, затем загружают цемент марки 400 и недостающую воду. При оптимальном соотношении компонентов прочность арболита в нормальных условиях твердения в возрасте 1, 7, 28 суток соответственно равна: 4,0, 23,6, 47,6 кгс/см2. Сырьевая смесь и способ изготовления арболита по (3) являются наиболее близким к заявляемой сырьевой смеси для получения арболита и способу ее изготовления по количеству общих признаков и достигаемому результату и выбрана в качестве прототипа,
Древесный заполнитель по прототипу обрабатывают водным раствором железосодержащего компонента, затем вводят при перемешивании оставшиеся компоненты смеси. Но в прототипе (3) раствор окисного сернокислого железа предварительно нагревают до 95-98oC, после чего его перемешивают с заполнителем и вводят цемент, известковое молоко, раствор хлористого кальция и недостающую воду. Таким образом, в прототипе для увеличения прочности арболита используют комплексный минерализатор, а также операцию нагрева раствора, что делает известный состав и способ его изготовления нетехнологичными для применения в технологии монолитного строительства из-за многокомпонентности сырьевой смеси и дополнительных энергозатрат.
В основу изобретения положена задача получить прочный и технологичный арболит для монолитного строительства.
Поставленная задача решена следующим образом.
Арболитовая смесь, содержащая древесный заполнитель, минеральное вяжущее, минерализатор и воду, в качестве минерализатора содержит хлорид железа при следующих соотношениях входящих компонентов (вес.ч):
Портландцемент - 27,0 - 33,0
Древесный заполнитель - 30,0 - 42,0
Хлорид железа (III) - 2,3 - 2,9
Вода - 28,7 - 36,1
Согласно заявляемому способу изготовления арболитовой смеси, включающему обработку древесного заполнителя минерализатором и последующее перемешивание с компонентами смеси, древесный заполнитель обрабатывают раствором хлорида железа в количестве 2/3 от его объема, перемешивают, вводят портландцемент, затем добавляют оставшийся раствор хлорида железа и далее осуществляют перемешивание до однородной массы.
Заявленная сырьевая смесь для получения арболита отличается от прототипа (3) следующими существенными признаками. Во-первых, в качестве минерализатора содержит хлорид железа, который является легкогидролизуемой солью. Вследствие гидролиза FeCl3 образуется соляная кислота, которая вступает во взаимодействие с образующимся при гидролизе и гидратации минералов цементного клинкера гидроксидом кальция Ca(OH)2. Этот процесс нейтрализации снижает агрессивность щелочной цементной среды для составляющих древесины. Кроме того, нейтрализация сопровождается значительной экзотермией и способствует усилению гидролиза хлорида железа до конца, до Fe(OH)3. Гидроксид железа, выделяясь в высокодисперсном, коллоидном состоянии, кальматирует поры древесины, затрудняет попадание в вяжущее из древесины "цементных ядов" и создает на поверхности внутренней структуры заполнителя минеральную пленку, которая способствует адгезии вяжущего к заполнителю. Все эти процессы приводят к увеличению прочности арболита. Во-вторых, сырьевая смесь отличается от прототипа количественным соотношением входящих компонентов. Например, содержание дорогостоящего компонента-цемента несколько уменьшено (в прототипе - 30% - оптимальный состав), а в заявляемом оптимум относится к 29%, уменьшено и количество минерализатора и исключена его многокомпонентность.
Исходя из этого можно сделать вывод о качественных и количественных отличиях заявленного состава.
Заявленный способ изготовления арболита отличается от прототипа следующими существенными признаками.
Во-первых, древесный заполнитель обрабатывают 2/3 частями водного раствора хлорида железа и перемешивают, после чего вводят цемент. В ходе этих операций протекают те сложные физико-химические процессы, которые описаны выше. Необходимо отметить, что значительная экзотермия химических реакций не только усиливает процесс гидролиза FeCl3, но и исключает дополнительный подогрев, что облегчает бетонирование в зимних условиях, способствует увеличению прочности.
Во-вторых, оставшуюся 1/3 раствора хлорида железа добавляют в смесь при перемешивании после введения вяжущего. К этому времени внутренняя структура древесного заполнителя уже покрыта минеральной пленкой, а поры древесины частично кальматированы продуктом гидролиза - Fe(OH)3, что резко снижает массоперенос, с одной стороны, экстрактивных веществ из древесины в цементное тесто, а с другой стороны, жидкости из раствора минерализатора в древесину, что позволяет поддерживать оптимальное жидкотвердое отношение, необходимое для гидролиза, гидратации и твердения цемента.
Для приготовления арболитовой смеси использовано пять составов. Каждый состав содержит (вес.ч.) 25, 27, 29, 31, 33 цемента марки 400, 46,42,38,34,30 древесного заполнителя (щепы), 2,1, 2,3, 2,5, 2,7, 2,9 хлорида железа и воду.
Щепа имеет следующие характеристики: сечение - 2х5 мм, длина 25 - 30 мм, порода - смешанная, насыпная масса 400 кг/м3, влажность 15 - 20%. Для получения арболита готовят раствор хлорида железа ( ρ 1,06 г/см3), затем древесный заполнитель обрабатывают 2/3 этого раствора, далее в процессе перемешивания на растворомешалке принудительного типа вводят портландцемент, затем 1/3 оставшегося раствора хлорида железа, массу перемешивают до однородного состояния. Визуально предельное время перемешивания оценивается появлением в арболитовой смеси (особенно на поверхности заполнителя) газообразных пузырьков и однородностью массы. Далее нагружают арболитоукладчик, который подает смесь в формы-блоки размером 19х19х3 см и уплотняют.
После твердения при обычных условиях проводят распалубку и определяют передел прочности образцов при сжатии.
Результаты испытаний представлены в таблице.
Как видно из таблицы, при использовании в качестве минерализатора раствора хлорида железа и заявленного способа можно получить материал, прочность которого превышает прочность прототипа в 1,3 раза. Изменение содержания компонентов за обеими границами заявленного состава приводит к снижению прочности и оптимум лежит в заявленных пределах. Так, например, снижение содержания цемента до 25 мас.ч. приводит к получению прочности в возрасте 28 суток меньшей, чем у прототипа (пример 1). Увеличение содержание цемента более 29 вес.ч. (оптимальный состав) приводит к снижению прочности и дальнейшее увеличение содержания цемента экономически нецелесообразно.
Источники информации
1. SU 1204598, C 04 B 18/26, 1986.
2. SU 606847, C 04 B 43/12, 1978.
3/ SU 697485, C 04 B 43/12, 1979.

Claims (1)

1. Сырьевая смесь для получения арболита, включающая портландцемент, древесный заполнитель и минерализатор, отличающаяся тем, что в качестве минерализатора она содержит хлорид железа (III) при следующем соотношении компонентов вес.ч.:
Портландцемент - 27,0 - 33,0
Древесный заполнитель - 30,0 - 42,0
Хлорид железа (III) - 2,3 - 2,9
Вода - 28,7 - 36,1
2. Способ изготовления арболита, включающий обработку древесного заполнителя минерализатором с последующим перемешиванием с портландцементом и твердением в обычных условиях, отличающийся тем, что в качестве минерализатора берут водный раствор хлорида железа (III) с плотностью ρ = 1,06 г/см2, при этом 2/3 части минерализатора вводят при перемешивании в древесный заполнитель, а оставшуюся 1/3 часть минерализатора добавляют после портландцемента, продолжая перемешивание до однородной массы.
RU98121950A 1998-12-01 1998-12-01 Сырьевая смесь для получения арболита и способ ее изготовления RU2153478C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121950A RU2153478C1 (ru) 1998-12-01 1998-12-01 Сырьевая смесь для получения арболита и способ ее изготовления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121950A RU2153478C1 (ru) 1998-12-01 1998-12-01 Сырьевая смесь для получения арболита и способ ее изготовления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2153478C1 true RU2153478C1 (ru) 2000-07-27

Family

ID=20213022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98121950A RU2153478C1 (ru) 1998-12-01 1998-12-01 Сырьевая смесь для получения арболита и способ ее изготовления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2153478C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535578C1 (ru) * 2013-07-08 2014-12-20 Марина Владимировна Акулова Арболитовая смесь
RU2593608C1 (ru) * 2015-07-13 2016-08-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Сырьевая смесь для изготовления арболита
RU2796442C1 (ru) * 2022-04-19 2023-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" Способ получения древесно-минерального материала в виде гранул

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЩЕРБАКОВ А.С. и др. Арболит. Повышение качества и долговечности. - М.: Лесная промышленность, 1979, с.87 - 90. НАНАЗАШВИЛИ И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. - Л.: Стройиздат, 1990, с.80 - 89. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535578C1 (ru) * 2013-07-08 2014-12-20 Марина Владимировна Акулова Арболитовая смесь
RU2593608C1 (ru) * 2015-07-13 2016-08-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Сырьевая смесь для изготовления арболита
RU2796442C1 (ru) * 2022-04-19 2023-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" Способ получения древесно-минерального материала в виде гранул

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4799961A (en) Cementuous fiber impregnated construction composition and process for formation thereof
JP3607291B2 (ja) シリカ系水硬性結合剤のための凝固および硬化促進剤
CN113716927A (zh) 一种磷石膏基土壤固化剂、制备方法与固化试样及其制备方法
CN105693119B (zh) 一种改性磷渣粉及其制备方法和应用
CN102285773A (zh) 一种磷石膏水泥缓凝剂及制备方法
EP0140156B1 (en) A process for producing a hardened product of coal ash
CN113135730B (zh) 一种应用于软土地基的固化剂及固化工艺
RU2153478C1 (ru) Сырьевая смесь для получения арболита и способ ее изготовления
CN109574614A (zh) 一种石英石泥浆改性磷石膏基胶凝材料制备混凝土的方法
RU2194685C2 (ru) Сырьевая смесь для изготовления древесно-бетонных материалов и способ ее получения
JPH013040A (ja) セメントの混和材及びセメント組成物
JPS63295461A (ja) 改良した水硬結合材
WO1997017307A3 (en) Method for preparing hardened granules from a particulate material
JP2001294460A (ja) コンクリート用超早強型膨張材及びおよびこれを用いたコンクリート製品の製造方法
RU2127237C1 (ru) Способ получения пенобетона с использованием белкового пенообразователя
RU2531501C1 (ru) Гранулированный композиционный заполнитель на основе опоки для бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие
RU2371405C2 (ru) Способ производства цемента
RU1819875C (ru) Сырьева смесь дл изготовлени легкого бетона
JP2004018353A (ja) 低比重珪酸カルシウム硬化体およびその製造方法
JP3377582B2 (ja) 凝結促進型高炉水砕スラグ粉末及びその製造方法
RU2034805C1 (ru) Сырьевая смесь для получения окускованного фосфогипса
RU2308428C1 (ru) Бесклинкерное вяжущее
RU2162451C2 (ru) Способ изготовления легкого бетона на древесном заполнителе
RU2023694C1 (ru) Способ получения пуццоланового портландцемента
JPH0667791B2 (ja) Ａｌｃの製造方法