RU2272013C1 - Concrete mix - Google Patents
Concrete mix Download PDFInfo
- Publication number
- RU2272013C1 RU2272013C1 RU2004130806/03A RU2004130806A RU2272013C1 RU 2272013 C1 RU2272013 C1 RU 2272013C1 RU 2004130806/03 A RU2004130806/03 A RU 2004130806/03A RU 2004130806 A RU2004130806 A RU 2004130806A RU 2272013 C1 RU2272013 C1 RU 2272013C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alumina hydrate
- slag
- portland cement
- waste
- manufacture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к жаростойким бетонам на портландцементе и шлаковых заполнителях и может быть использовано для изготовления тепловых объектов, работающих в условиях длительного воздействия высоких температур и резких перепадов этих температур.The invention relates to heat-resistant concrete on Portland cement and slag aggregates and can be used for the manufacture of thermal objects operating under conditions of prolonged exposure to high temperatures and sudden changes in these temperatures.
В настоящее время используются жаростойкие бетоны на разных видах заполнителей и добавок, которые в условиях резких перепадов температур растрескиваются и быстро выходят из строя, что требует полной замены бетонной изоляции. Известна торкрет-масса [1], включающая в мас.%: портландцемент - 27...35, шлакопемзовый заполнитель фр.≤5 мм - 45...64, асбест хризотиловый - 3...10, отход травления алюминиевой фольги - 3...10.At present, heat-resistant concrete is used on different types of aggregates and additives, which, under the conditions of sharp temperature changes, crack and quickly fail, which requires a complete replacement of concrete insulation. Known shotcrete mass [1], including in wt.%: Portland cement - 27 ... 35, slag pumice aggregate FR <5 mm - 45 ... 64, chrysotile asbestos - 3 ... 10, the etching waste of aluminum foil - 3 ... 10.
Недостатками этой массы являются: повышенная усадка при твердении за счет использования мелкозернистых заполнителей и повышенные энергозатраты на мелкий помол, а также пониженная остаточная прочность после обжига при 800°С: 41...46% и пониженная термостойкость при 800°С: 8...10 водных теплосмен.The disadvantages of this mass are: increased shrinkage during hardening due to the use of fine-grained aggregates and increased energy consumption for fine grinding, as well as reduced residual strength after firing at 800 ° C: 41 ... 46% and reduced heat resistance at 800 ° C: 8 .. .10 water heat exchangers.
Известна также наиболее близкая по технической сущности бетонная смесь [2], включающая, мас.%: портландцемент - 14...22, шлаковый песок - 14...25, щебень из литого шлака - 32...45, андезитовый порошок - 7...14, отход производства синтетических каучуков на основе гидрата глинозема - 1...10, суперпластификатор С-3 на основе натриевой соли - продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида - 0,1...0,25, воду - 7,9...10,75. Недостатками этой смеси также являются пониженная остаточная прочность и термостойкость за счет использования разнородных по химико-минералогической природе наполнителей (андезит и отход производства синтетических каучуков) и заполнителей (песок шлакопемзовый, содержащий не менее 50% стеклофазы и литой шлаковый щебень, содержащий не более 10% стеклофазы, т.е. практически полностью закристаллизованный). Кроме того, литой шлаковый щебень содержит включения соединений магния, вызывающих растрескивание этого заполнителя и жаростойкого бетона на его основе уже при температурах 400...600°С.The concrete mixture closest in technical essence is also known [2], including, wt.%: Portland cement - 14 ... 22, slag sand - 14 ... 25, crushed stone from cast slag - 32 ... 45, andesite powder - 7 ... 14, production waste of synthetic rubbers based on alumina hydrate - 1 ... 10, superplasticizer C-3 based on sodium salt - the condensation product of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde - 0.1 ... 0.25, water - 7, 9 ... 10.75. The disadvantages of this mixture are also reduced residual strength and heat resistance due to the use of fillers heterogeneous in chemical and mineralogical nature (andesite and synthetic rubber production waste) and aggregates (slag pumice sand containing at least 50% glass phase and cast slag crushed stone containing not more than 10% glass phases, i.e., almost completely crystallized). In addition, cast slag crushed stone contains inclusions of magnesium compounds, causing cracking of this aggregate and heat-resistant concrete based on it even at temperatures of 400 ... 600 ° C.
Сущность изобретения заключается в том, что в состав бетонной смеси в качестве мелкого и крупного заполнителей вводятся песок и щебень из шлаковой пемзы, одинаковые по химико-минералогическому составу и содержанию стеклофазы. В качестве наполнителя вводится гидрат глинозема из отходов травления фольги или синтетических каучуков, повышающего термические свойства бетона, и одновременно в качестве пластификатора - суперпластификатор С-3 при следующем оптимальном соотношении компонентов, мас.%:The essence of the invention lies in the fact that sand and gravel from slag pumice, the same in chemical and mineralogical composition and glass phase content, are introduced into the composition of the concrete mixture as fine and coarse aggregates. Alumina hydrate is introduced as a filler from the etching waste of foil or synthetic rubbers, which increases the thermal properties of concrete, and at the same time as a plasticizer, C-3 superplasticizer is used with the following optimal ratio of components, wt.%:
Заполнители из шлаковой пемзы имеют химико-минералогический состав, близкий к портландцементу, и за счет резкого охлаждения шлакового расплава при гидроэкранном способе производства шлаковой пемзы не успевают закристаллизоваться и более чем на 50% остаются в более активной, аморфной стеклофазе. В них не успевают кристаллизоваться силикаты магния, способствующие снижению термостойкости заполнителей при резких перепадах температур в службе жаростойких бетонов в тепловых агрегатах. Повышенное содержание аморфного гидрата глинозема увеличивает огнеупорность жаростойких бетонов на портландцементе, так как, находясь в активном аморфном состоянии, он связывает гидроксид кальция, выделяющийся при гидратации клинкерных минералов портландцемента в нерастворимые гидроалюминаты кальция (CaO·Al2O3·nH2O), кристаллы которого в виде новообразований закупоривают поры в цементном камне, повышая его плотность, прочность и термостойкость. Гидрат глинозема легко смешивается с цементным тестом при затворении бетонной смеси водой и, будучи тонкодисперсным, равномерно распределяется на зернах заполнителей и связующих. Поэтому этот наполнитель не требует дополнительных энергозатрат на помол и обезвоживание и повышает указанные свойства жаростойких бетонов на портландцементе и шлакопемзовых заполнителях. Гидрат глинозема может вводиться как в виде отходов производства синтетических каучуков, так и в виде отходов травления алюминиевой фольги. Отходы производства синтетических каучуков по химическому составу включают до 80% Al2О3, до 10% СаО и п.п.п. - остальное. Отход травления алюминиевой фольги получается при производстве электролитических конденсаторов заводов радиодеталей и по химическому составу включает, в мас.%: Al2О3 - 87,3; Na2O - 6,75; СаО - 1,05; SiO2 - 0,4; п.п.п. - 4,5.Slag pumice aggregates have a chemical and mineralogical composition close to Portland cement, and due to the sharp cooling of the slag melt during the hydro-screen method for the production of slag pumice, they do not have time to crystallize and remain more than 50% in a more active, amorphous glass phase. Magnesium silicates do not have time to crystallize in them, contributing to a decrease in the heat resistance of aggregates at sharp temperature changes in the service of heat-resistant concrete in thermal units. The increased content of amorphous alumina hydrate increases the refractoriness of refractory concrete on Portland cement, since, being in an active amorphous state, it binds calcium hydroxide released during the hydration of clinker minerals of Portland cement into insoluble calcium hydroaluminates (CaO · Al 2 O 3 · nH 2 O), crystals which in the form of neoplasms clog pores in a cement stone, increasing its density, strength and heat resistance. Alumina hydrate mixes easily with cement paste when mixing concrete with water and, being finely dispersed, is evenly distributed on aggregate and binder grains. Therefore, this filler does not require additional energy consumption for grinding and dehydration and increases the indicated properties of heat-resistant concrete on Portland cement and slag aggregates. Alumina hydrate can be introduced both as synthetic rubber production waste and as aluminum foil pickling waste. The chemical rubber production waste by chemical composition includes up to 80% Al 2 O 3 , up to 10% CaO and pp - the rest. The aluminum foil etching waste is obtained in the production of electrolytic capacitors of radio component factories and, in terms of chemical composition, includes, in wt.%: Al 2 O 3 - 87.3; Na 2 O - 6.75; CaO - 1.05; SiO 2 0.4; p.p.p. - 4.5.
Предлагаемые составы жаростойких бетонов на основе указанных компонентов сведены в таблицу 1.The proposed compositions of heat-resistant concrete based on these components are summarized in table 1.
Составы жаростойких бетонов с наполнителем из гидрата глинозема.Table 1.
Compositions of heat-resistant concrete with filler from alumina hydrate.
Составы 1...3 изготовляли по заявке, включая крайние значения интервалов варьирования компонентов бетонной смеси. Составы 4 и 5 исследованы при расходах, превышающих заявленные интервалы, а для сравнения в одинаковых условиях были изготовлены и испытаны усредненные составы известных бетонных смесей по аналогу и прототипу.Compositions 1 ... 3 were made according to the application, including the extreme values of the intervals of variation of the components of the concrete mix. Compositions 4 and 5 were investigated at costs exceeding the declared intervals, and for comparison, under the same conditions, averaged compositions of known concrete mixtures were manufactured and tested by analogy and prototype.
Для изготовления образцов бетонов предварительно определяли фактическую среднюю плотность свежеуплотненной бетонной смеси. Затем рассчитывали от нее процентное содержание каждого компонента по таблице 1 и находили расход его в килограммах на 1 м3 бетонной смеси, а затем на объем замеса, обеспечивающего изготовление требуемого количества образцов. Образцы изготовляли по ГОСТ 10180-90 для определения прочности бетона на сжатие в проектном возрасте твердения и остаточной прочности в соответствии с требованиями ГОСТ 20910-90. Для определения термостойкости из бетонной смеси того же состава образцы изготавливались в виде кубов 7,07×7,07×7,07 мм, в соответствии с требованиями вышеуказанного нормативного документа на жаростойкие бетоны. Твердение образцов осуществлялось также в соответствии с требованиями указанного ГОСТа (приложение 2).For the manufacture of concrete samples, the actual average density of the freshly compacted concrete mixture was previously determined. Then, the percentage of each component from table 1 was calculated from it and its consumption was found in kilograms per 1 m 3 of concrete mixture, and then on the volume of the batch, which ensures the production of the required number of samples. Samples were made according to GOST 10180-90 to determine the compressive strength of concrete at the design age of hardening and residual strength in accordance with the requirements of GOST 20910-90. To determine the heat resistance from a concrete mixture of the same composition, the samples were made in the form of cubes of 7.07 × 7.07 × 7.07 mm, in accordance with the requirements of the above normative document for heat-resistant concrete. The hardening of the samples was also carried out in accordance with the requirements of the specified GOST (Appendix 2).
После расчета каждого состава производили весовую дозировку компонентов и готовили бетонную смесь в следующей последовательности: вначале смешивали до однородности портландцемент с наполнителем, затем затворяли эту смесь водой с предварительно растворенным в ней пластификатором С-3 и, перемешав их до однородности, последовательно вводили песок и щебень, тщательно перемешивая смесь после введения каждого компонента.After calculating each composition, the components were weighed in weight and the concrete mixture was prepared in the following sequence: first, Portland cement and filler were mixed to homogeneity, then the mixture was mixed with water and C-3 plasticizer previously dissolved in it, and sand and crushed stone were introduced into them uniformly. by thoroughly mixing the mixture after the introduction of each component.
Уплотнение образцов осуществлялось вибрированием на стандартной виброплощадке в течение 2...3 мин до достижения слитного состояния и появления цементного молока на поверхности образцов. Для малоцементных составов применяли пригруз. Для определения каждого свойства готовили по 3...6 образцов каждого состава (по 6 шт. для определения прочностных характеристик и по 3 шт. - на термостойкость). Твердение образцов осуществлялось пропариванием по режиму 3+6+3 часа при максимальной температуре 100...110°С с последующей сушкой в сушильном шкафу. После этого их испытывали для определения физико-механических свойств.Compaction of the samples was carried out by vibration on a standard vibration platform for 2 ... 3 min until a cohesive state was reached and cement milk appeared on the surface of the samples. For low-cement compositions, a load was used. To determine each property, 3 ... 6 samples of each composition were prepared (6 pcs. For determining the strength characteristics and 3 pcs. For heat resistance). The hardening of the samples was carried out by steaming according to the mode 3 + 6 + 3 hours at a maximum temperature of 100 ... 110 ° C, followed by drying in an oven. After that, they were tested to determine the physical and mechanical properties.
Результаты этих испытаний сведены в таблицу 2.The results of these tests are summarized in table 2.
Свойства жаростойких бетонов с наполнителем из гидрата глинозема.Table 2.
Properties of heat-resistant concrete filled with alumina hydrate.
Из этой таблицы видно, что предлагаемые составы имеют значительно выше плотность как после сушки, так и после обжига при температуре 800°С, что объясняется заполнением пустот в бетоне гидратом глинозема и продуктами его взаимодействия с известью, выделяющейся при гидратации клинкерных минералов, а также имеющейся в составе шлаковых заполнителей.From this table it can be seen that the proposed compositions have a significantly higher density both after drying and after firing at a temperature of 800 ° C, which is explained by the filling of voids in concrete with alumina hydrate and the products of its interaction with lime released during hydration of clinker minerals, as well as available as a part of slag aggregates.
Значительно выше у предлагаемых составов по сравнению с известными при одинаковых условиях изготовления и твердения прочность при сжатии как после сушки, так и после обжига. При этом и остаточная прочность после обжига при 800°С значительно выше у предлагаемых составов за счет повышенного содержания гидрата глинозема, а термостойкость в 2...3 раза превышает таковую у известных составов.Significantly higher in the proposed compositions in comparison with known under the same conditions of manufacture and hardening, compressive strength both after drying and after firing. Moreover, the residual strength after firing at 800 ° C is much higher for the proposed compositions due to the increased content of alumina hydrate, and the heat resistance is 2 ... 3 times higher than that of the known compositions.
У составов 4 и 5, содержащих запредельные количества основных компонентов, эти показатели снижаются, что свидетельствует об оптимальности заявленных пределов содержания компонентов бетонной смеси.For compositions 4 and 5, containing prohibitive amounts of the main components, these indicators are reduced, which indicates the optimality of the declared limits of the content of the components of the concrete mixture.
Использованная литература:References:
1. Авт. свид. № 966068, опубл. 15.10.1982.1. Auth. testimonial. No. 966068, publ. 10/15/1982.
2. Авт. свид. № 1502517, опубл. 23.08.1989.2. Auth. testimonial. No. 1502517, publ. 08/23/1989.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004130806/03A RU2272013C1 (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Concrete mix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004130806/03A RU2272013C1 (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Concrete mix |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2272013C1 true RU2272013C1 (en) | 2006-03-20 |
Family
ID=36117231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004130806/03A RU2272013C1 (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Concrete mix |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2272013C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455250C1 (en) * | 2011-03-21 | 2012-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Concrete mixture |
RU2586655C1 (en) * | 2015-05-27 | 2016-06-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Gun mixture |
CN108623202A (en) * | 2018-05-21 | 2018-10-09 | 珠海浩悦环保技术有限公司 | A kind of elastic damping particle and preparation method thereof and pugging and preparation method thereof |
CN109081648A (en) * | 2018-11-14 | 2018-12-25 | 兰州理工大学 | A kind of regeneration gradient concrete material and preparation method thereof |
-
2004
- 2004-10-20 RU RU2004130806/03A patent/RU2272013C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455250C1 (en) * | 2011-03-21 | 2012-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Concrete mixture |
RU2586655C1 (en) * | 2015-05-27 | 2016-06-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Gun mixture |
CN108623202A (en) * | 2018-05-21 | 2018-10-09 | 珠海浩悦环保技术有限公司 | A kind of elastic damping particle and preparation method thereof and pugging and preparation method thereof |
CN109081648A (en) * | 2018-11-14 | 2018-12-25 | 兰州理工大学 | A kind of regeneration gradient concrete material and preparation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Peng et al. | Combined curing as a novel approach to improve resistance of ultra-high performance concrete to explosive spalling under high temperature and its mechanical properties | |
Sharifi et al. | Recycled glass replacement as fine aggregate in self-compacting concrete | |
Roy et al. | Effect of partial replacement of cement by silica fume on hardened concrete | |
Demir et al. | Effect of silica fume and expanded perlite addition on the technical properties of the fly ash–lime–gypsum mixture | |
Pandey et al. | Evaluation of water absorption and chloride ion penetration of rice straw ash and microsilica admixed pavement quality concrete | |
Öztürk et al. | Mechanical and microstructural characteristics of geopolymer mortars at high temperatures produced with ceramic sanitaryware waste | |
CN108623314B (en) | Unformed concrete and method of making cured and sintered concrete | |
RU2649996C1 (en) | Fine-grained concrete mixture | |
CN108623265A (en) | A kind of high intensity water-tight concrete and its production method | |
Dixit et al. | Quaternary blended limestone-calcined clay cement concrete incorporating fly ash | |
Jambunathan et al. | The role of alumina on performance of alkali-activated slag paste exposed to 50 C | |
DK3018109T3 (en) | HYDRAULIC MIXING COMPREHENSIVE GRANULATES OF VEGETABLE ORIGIN AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CONCRETE OR MORTAL FROM THIS MIXTURE | |
Alonso et al. | Viability of the use of construction and demolition waste aggregates in alkali-activated mortars | |
RU2272013C1 (en) | Concrete mix | |
CN110668828A (en) | Magnesium binder for cement-free castable and preparation method thereof | |
Koňáková et al. | Impact of plasticizers’ types on the performance of calcium aluminate cement | |
Heikal | Effect of elevated temperature on the physico-mechanical and microstructural properties of blended cement pastes | |
Suchithra et al. | Effect of ceramic tile waste on strength parameters of concrete-a review | |
CN110451881B (en) | Self-compacting cement concrete doped with Bayer process red mud and preparation method thereof | |
POLNIL et al. | Characterization of new filler additions affecting the mechanical strength of concrete | |
RU2284305C1 (en) | Process of manufacturing heat-resistant concrete mix and process for manufacturing products from heat-resistant concrete mix | |
Koňáková et al. | Material properties of low-cement heat resistant composites containing ceramic powder | |
RU2309132C2 (en) | Heat-resistant concrete mix | |
El-Kurdi et al. | Study the effect of silica fume, polypropylene fiber, steel fiber, limestone powder and bentonite on the fire resistance of concrete | |
RU2811105C1 (en) | Heat-resistant slag fibre concrete |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061021 |