RU2422408C1 - Crude mixture for producing cellular materials and preparation method thereof - Google Patents
Crude mixture for producing cellular materials and preparation method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422408C1 RU2422408C1 RU2010117464/03A RU2010117464A RU2422408C1 RU 2422408 C1 RU2422408 C1 RU 2422408C1 RU 2010117464/03 A RU2010117464/03 A RU 2010117464/03A RU 2010117464 A RU2010117464 A RU 2010117464A RU 2422408 C1 RU2422408 C1 RU 2422408C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- length
- specified
- foaming agent
- cellular materials
- Prior art date
Links
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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам и способам изготовления теплоизоляционных ячеистых материалов.The invention relates to the building materials industry, and in particular to compositions and methods for manufacturing heat-insulating cellular materials.
Известны сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления [Патент РФ №2206544, 2003 г.- прототип], сущность которого состоит в том, что сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов, включающая связующее вещество, заполнитель, порообразователь - пенообразователь, дисперсную арматуру - волокна и воду, содержит с модулем упругости волокон больше модуля упругости ячеистого материала поперечным сечением, на превышающим 1 мм2, и с отношением длины к площади поперечного сечения более 100 мм-1 и дополнительно добавку, а в части способа приготовления сырьевой смеси включает перемешивание в смесителе связующего вещества, заполнителя, порообразователя - пенообразователя, дисперсной арматуры - волокон и воды, при этом волокна вводятся хаотично, а при перемешивании дополнительно вводят добавку при следующей последовательности введения компонентов в смеситель: вода, связующее, добавка, заполнитель, пенообразователь, волокна.Known raw mix for the manufacture of cellular materials and the method of its preparation [RF Patent No. 2206544, 2003 - prototype], the essence of which is that the raw mixture for the manufacture of cellular materials, including a binder, filler, blowing agent - foaming agent, dispersed reinforcement - fiber and water, contains with a fiber elastic modulus greater than the elastic modulus of the cellular material with a cross-section greater than 1 mm 2 and with a ratio of length to cross-sectional area of more than 100 mm -1 and additionally an additive, and in terms of the method of preparing the raw material mixture, it involves mixing a binder, aggregate, blowing agent - foaming agent, dispersed reinforcement - fibers and water, the fibers are introduced randomly, and when mixing, an additive is added in the following sequence of introducing components into the mixer: water, a binder , additive, filler, foaming agent, fibers.
Недостатком прототипа является невысокая прочность полученного пенофибробетона на сжатие и растяжение при использовании полимерных и базальтовых дисперсных волокон и, как следствие, небольшие значения коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов, а также низкая эффективность процесса приготовления смеси.The disadvantage of the prototype is the low compressive and compressive strength of the obtained foam concrete when using polymer and basalt dispersed fibers and, as a result, small values of the coefficient of structural quality of cellular materials, as well as low efficiency of the mixture preparation process.
Технической задачей заявляемого изобретения является увеличение прочности на сжатие и растяжение и увеличение коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов с использованием полимерных и базальтовых дисперсных волокон, а также повышение эффективности процесса приготовления сырьевой смеси.The technical task of the invention is to increase the compressive and tensile strength and increase the coefficient of structural quality of cellular materials using polymer and basalt dispersed fibers, as well as improving the efficiency of the process of preparing the raw material mixture.
Технический результат, полученный в процессе решения поставленной задачи, достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов, включающая портландцемент марки 500, заполнитель - керамзит дробленый или кварцевый песок, пенообразователь, дисперсную арматуру - полимерное волокно или базальтовое волокно, суперпластификатор и воду, содержит керамзит дробленый крупностью 0-5 мм, кварцевый песок с Мкр 1,8-2,0, полимерное волокно диаметром 20-50 мкм и длиной 3-18 мм, базальтовое волокно диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм, пенообразователь ПБ-2000, суперпластификатор Sika ViscoCrete-3 и дополнительно - многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result obtained in the process of solving the problem is achieved in that the raw material mixture for the manufacture of cellular materials, including Portland cement grade 500, aggregate - expanded clay crushed or quartz sand, foaming agent, dispersed reinforcement - polymer fiber or basalt fiber, superplasticizer and water, contains expanded clay expanded particle size 0-5 mm, quartz sand with M cr 1.8-2.0, polymer fiber with a diameter of 20-50 microns and a length of 3-18 mm, basalt fiber with a diameter of 13-17 microns and a length of 6-12 mm, foam Only PB-2000, Sika ViscoCrete-3 superplasticizer and, in addition, multilayer carbon nanotubes with a diameter of 8-40 nm and a length of 2-50 microns, with the following ratio of components, wt.%:
Способ приготовления сырьевой смеси по п.1, включающий предварительную обработку указанного суперпластификатора с водой и указанными нанотрубками в течение 30-60 секунд в ультразвуковом диспергаторе с частотой 20 кГц, перемешивание в смесителе полученной суспензии с портландцементом марки 500, заполнителем, пенообразователем ПБ-2000 и волокном в течение 5-6 минут.The method of preparing the raw material mixture according to claim 1, including pre-processing the specified superplasticizer with water and the indicated nanotubes for 30-60 seconds in an ultrasonic disperser with a frequency of 20 kHz, mixing the resulting suspension with Portland cement grade 500, aggregate, PB-2000 foaming agent, and fiber for 5-6 minutes.
При изготовлении ячеистых материалов в качестве связующего использовался портландцемент М 500 (ПЦ 500) Себряковского цементного завода.In the manufacture of cellular materials, Portland cement M 500 (PC 500) of the Sebryakovsky cement plant was used as a binder.
В качестве заполнителя применялся керамзит дробленый крупностью 0-5 мм, а также кварцевый песок с модулем крупности 1,8-2,0. Для повышения прочности (особенно на растяжение) ячеистых материалов на микроуровне применялась дисперсная арматура в виде тончайшего строительного микроармирующего волокна (ВСМ) диаметром 20-50 мкм и длиной 3-18 мм с прочностью на разрыв до 500 МПа, производимого по ТУ 2272-006-13429727-2007, а также в виде базальтового волокна диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм с прочностью на растяжение до 2000 МПа.Expanded clay crushed with a particle size of 0-5 mm, as well as quartz sand with a particle size of 1.8-2.0, were used as an aggregate. To increase the strength (especially tensile) of cellular materials at the micro level, dispersed reinforcement was used in the form of the finest building micro-reinforcing fiber (BCM) with a diameter of 20-50 microns and a length of 3-18 mm with a tensile strength of up to 500 MPa, produced according to TU 2272-006- 13429727-2007, as well as in the form of basalt fiber with a diameter of 13-17 microns and a length of 6-12 mm with tensile strength up to 2000 MPa.
Создание пористой структуры ячеистых материалов осуществлялось путем применения пенообразователя ПБ-2000 в соответствии с ТУ 2481-185-05744685-01. Плотность пены составляет 1,07 г/см3, кратность пены - не менее 9,0, а ее устойчивость - не менее 720 с.The porous structure of cellular materials was created by using the PB-2000 blowing agent in accordance with TU 2481-185-05744685-01. The density of the foam is 1.07 g / cm 3 , the multiplicity of the foam is not less than 9.0, and its stability is not less than 720 s.
В качестве суперпластификатора использовалась поверхностно-активная добавка Sika ViscoCrete - 3, представляющая собой водный раствор акриловых полимеров 30%-ной концентрации, без содержания формальдегидов, плотностью 1,076 кг/л. Она удовлетворяет требованиям для суперпластификаторов ONORM EN 934-2. Добавка не содержит хлориды или другие вещества, вызывающие коррозию, поэтому она может быть использована в железобетонных конструкциях. При введении указанного полимерного суперпластификатора происходит его адсорбция на поверхности частиц цемента, приводящая к эффекту межмолекулярного отталкивания цементных частиц и повышению подвижности смеси при снижении водоцементного отношения, что способствует последующему увеличению прочности затвердевшего ячеистого материала.Sika ViscoCrete - 3 surfactant was used as a superplasticizer, which is an aqueous solution of acrylic polymers of 30% concentration, without formaldehyde content, with a density of 1.076 kg / l. It meets the requirements for ONORM EN 934-2 superplasticizers. The additive does not contain chlorides or other substances that cause corrosion, so it can be used in reinforced concrete structures. With the introduction of the specified polymer superplasticizer, it is adsorbed on the surface of the cement particles, leading to the effect of intermolecular repulsion of the cement particles and increased mobility of the mixture with a decrease in water-cement ratio, which contributes to a subsequent increase in the strength of the hardened cellular material.
В составе добавки, модифицирующей микро- и наноструктуру ячеистых материалов, использовались многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм. Использование наноуглеродных трубок значительно изменяет микро- и наноструктуру материалов. Этот эффект связан с тем, что высокопрочные нанотрубки являются центрами кристаллизации новообразований цементного камня. В результате образуется упрочненная микроструктура цементного камня, что значительно повышает прочность затвердевших ячеистых материалов.As an additive modifying the micro- and nanostructure of cellular materials, multilayer carbon nanotubes with a diameter of 8-40 nm and a length of 2-50 microns were used. The use of nanocarbon tubes significantly changes the micro- and nanostructure of materials. This effect is due to the fact that high-strength nanotubes are centers of crystallization of cement stone neoplasms. As a result, a hardened microstructure of cement stone is formed, which significantly increases the strength of hardened cellular materials.
Способ приготовления заявляемой сырьевой смеси для изготовления ячеистых материалов заключается в следующем.A method of preparing the inventive raw material mixture for the manufacture of cellular materials is as follows.
Так как углеродные нанотрубки нерастворимы в воде, приготовили суспензию с применением ультразвукового диспергатора. Предварительно суперпластификатор Sika ViscoCrete - 3 совместно с водой затворения и дополнительно вводимой модифицирующей добавкой - углеродными нанотрубками обрабатывают в течение 30-60 секунд в ультразвуковом диспергаторе с частотой 20 кГц. Полученный продукт перемешивают в смесителе при последующем введении компонентов связующего, заполнителя, пенообразователя и волокон в течение 5-6 минут.Since carbon nanotubes are insoluble in water, a suspension was prepared using an ultrasonic dispersant. Preliminarily, Sika ViscoCrete - 3 superplasticizer together with mixing water and an additionally introduced modifying additive - carbon nanotubes are treated for 30-60 seconds in an ultrasonic disperser with a frequency of 20 kHz. The resulting product is mixed in a mixer with the subsequent introduction of the components of the binder, filler, foaming agent and fibers for 5-6 minutes.
Предлагаемый способ получения модифицированной сырьевой смеси позволяет упрочнить структуру ячеистых материалов на микро- и наноуровнях.The proposed method for producing a modified raw mixture allows to strengthen the structure of cellular materials at micro and nanoscale levels.
Таким образом, применение в составе сырьевой смеси дисперсной арматуры из полимерных и базальтовых волокон, суперпластификатора Sika ViscoCrete - 3 и многослойных углеродных нанотрубок диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм способствует, в сравнении с прототипом, увеличению прочности и коэффициента конструктивного качества ячеистых материалов, приготовленных по предлагаемому способу, что и является новым техническим свойством заявляемой сырьевой смеси, приготовленной предлагаемым способом.Thus, the use of dispersed reinforcement made of polymer and basalt fibers, Sika ViscoCrete-3 superplasticizer and multilayer carbon nanotubes with a diameter of 8-40 nm and a length of 2-50 microns in the raw material mixture contributes, in comparison with the prototype, with an increase in the strength and coefficient of structural quality of cellular materials prepared by the proposed method, which is a new technical property of the inventive raw mix prepared by the proposed method.
Для экспериментальной проверки заявляемой сырьевой смеси, приготовленной предлагаемым способом, изготовили по стандартной методике образцы-балочки размером 10×10×40 см, твердеющие в естественных условиях.For experimental verification of the inventive raw material mixture prepared by the proposed method, produced according to the standard method samples-beams of size 10 × 10 × 40 cm, hardening in natural conditions.
Составы и физико-механические свойства ячеистых материалов, приготовленных по предлагаемому способу, в сравнении с прототипом представлены в таблице.The compositions and physico-mechanical properties of cellular materials prepared by the proposed method, in comparison with the prototype are presented in the table.
Анализ представленных в таблице данных показывает, что введение в заявленную сырьевую смесь, приготовленную по предлагаемому способу, дисперсной арматуры из полимерных или базальтовых волокон, суперпластификатора Sika ViscoCrete - 3 и многослойных углеродных нанотрубок диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм способствует, при указанных соотношениях входящих в нее компонентов, согласно предлагаемому составу №1, увеличению прочности на сжатие по сравнению с прототипом - состав 1 на 8,3%, прочности на растяжение при изгибе - на 18,8%, повышению коэффициента конструктивного качества при сжатии - на 28,5%, на растяжение при изгибе - на 40,8%. Прирост прочности заявленной сырьевой смеси (предлагаемый состав №2) по сравнению с прототипом - состав 6 составляет: при сжатии 9,0%, на растяжение при изгибе - 10,5%, а увеличение коэффициента конструктивного качества при сжатии составляет 18,6%, на растяжение при изгибе - 12,9%.Analysis of the data presented in the table shows that the introduction into the claimed raw material mixture prepared by the proposed method of dispersed reinforcement made of polymer or basalt fibers, Sika ViscoCrete-3 superplasticizer and multilayer carbon nanotubes with a diameter of 8-40 nm and a length of 2-50 microns contributes to the specified ratios of its components, according to the proposed composition No. 1, an increase in compressive strength compared to the prototype - composition 1 by 8.3%, tensile strength in bending - by 18.8%, increase the coefficient of constructively quality compression - 28.5%, tensile flexural - 40.8%. The increase in strength of the claimed raw material mixture (proposed composition No. 2) compared with the prototype — composition 6 is: when compressed 9.0%, tensile when bent - 10.5%, and the increase in the coefficient of structural quality during compression is 18.6%, tensile bending - 12.9%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117464/03A RU2422408C1 (en) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Crude mixture for producing cellular materials and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117464/03A RU2422408C1 (en) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Crude mixture for producing cellular materials and preparation method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2422408C1 true RU2422408C1 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010117464/03A RU2422408C1 (en) | 2010-04-30 | 2010-04-30 | Crude mixture for producing cellular materials and preparation method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422408C1 (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2491259C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-08-27 | Марина Владимировна Акулова | Crude mixture for making foam concrete |
RU2491256C1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-08-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Concrete mixture |
RU2502709C2 (en) * | 2011-11-22 | 2013-12-27 | Александр Александрович Зайцев | Light fibre-reinforced concrete |
RU2568207C1 (en) * | 2014-10-27 | 2015-11-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) | Cellular fibre-concrete mix |
RU2592907C1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Crude mixture for making foamed concrete |
WO2018111209A1 (en) | 2016-12-12 | 2018-06-21 | Akg Gazbeton İşletmeleri̇ San. Ve Ti̇c. A. Ş. | Calcium silicate-based construction material absorbing electromagnetic waves |
RU2678458C1 (en) * | 2016-12-08 | 2019-01-29 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of manufacturing fiber-reinforced foam blocks and slabs, line for manufacturing fiber-reinforced foam blocks and slabs |
RU2691198C1 (en) * | 2018-01-17 | 2019-06-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | Method of preparing a mixture for making popcorn light concrete |
CN111205034A (en) * | 2020-01-16 | 2020-05-29 | 宁波西立混凝土有限公司 | Compression-resistant concrete and preparation method thereof |
RU2785156C1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-12-05 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Дагестанский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Фгбун Дфиц Ран) | Composition and method for production of a raw mixture of cellular materials |
-
2010
- 2010-04-30 RU RU2010117464/03A patent/RU2422408C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502709C2 (en) * | 2011-11-22 | 2013-12-27 | Александр Александрович Зайцев | Light fibre-reinforced concrete |
RU2491256C1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-08-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Concrete mixture |
RU2491259C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-08-27 | Марина Владимировна Акулова | Crude mixture for making foam concrete |
RU2568207C1 (en) * | 2014-10-27 | 2015-11-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) | Cellular fibre-concrete mix |
RU2592907C1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Crude mixture for making foamed concrete |
RU2678458C1 (en) * | 2016-12-08 | 2019-01-29 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of manufacturing fiber-reinforced foam blocks and slabs, line for manufacturing fiber-reinforced foam blocks and slabs |
WO2018111209A1 (en) | 2016-12-12 | 2018-06-21 | Akg Gazbeton İşletmeleri̇ San. Ve Ti̇c. A. Ş. | Calcium silicate-based construction material absorbing electromagnetic waves |
RU2691198C1 (en) * | 2018-01-17 | 2019-06-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | Method of preparing a mixture for making popcorn light concrete |
CN111205034A (en) * | 2020-01-16 | 2020-05-29 | 宁波西立混凝土有限公司 | Compression-resistant concrete and preparation method thereof |
CN111205034B (en) * | 2020-01-16 | 2022-02-08 | 宁波西立混凝土有限公司 | Compression-resistant concrete and preparation method thereof |
RU2785156C1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-12-05 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Дагестанский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Фгбун Дфиц Ран) | Composition and method for production of a raw mixture of cellular materials |
RU2808259C1 (en) * | 2023-06-08 | 2023-11-28 | Николай Михайлович Калинин | Raw mix for production of foam concrete |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2422408C1 (en) | Crude mixture for producing cellular materials and preparation method thereof | |
CN1443727A (en) | High-strength light concrete and its production method | |
RU2233254C2 (en) | Composition for manufacture of building materials | |
RU2433038C1 (en) | Method to make modified fibrous concrete mixture and modified fibrous mixture | |
CN113816696A (en) | Recycled fine aggregate internal curing-based ultrahigh-performance concrete and preparation method thereof | |
RU2447036C1 (en) | Composition for producing construction materials | |
RU2397069C1 (en) | Method for preparation of modified fibrous concrete mix and modified fibrous concrete mix | |
RU2396233C1 (en) | Composition for manufacturing dispersion-reinforced foam concrete | |
CN111320436A (en) | Design and preparation method of carbon nanotube panel concrete mixing proportion | |
RU2416588C1 (en) | Composition of mixture to produce porous concrete | |
RU2530812C1 (en) | Fine-grained cement concrete based on modified basalt fibre | |
RU2291846C1 (en) | Fibro-cement compound for production of composite material | |
CN111943592A (en) | Light heat-preservation high-strength concrete and preparation method thereof | |
CN110451874B (en) | Cast-in-place light wall board and preparation method thereof | |
CN109608141B (en) | Salt erosion resistant concrete and preparation method thereof | |
RU2331602C1 (en) | High-strength concrete | |
CN105777011A (en) | Preparation method of high-strength high-toughness anti-fatigue modified fiber recycled concrete | |
RU2785156C1 (en) | Composition and method for production of a raw mixture of cellular materials | |
CN113735619A (en) | Second-order stirring technology for concrete containing recycled brick aggregate | |
RU2406711C1 (en) | Method of producing reinforced cellular-concrete mix | |
CN107555879A (en) | A kind of concrete and its formula, manufacture craft | |
RU2569140C1 (en) | Raw material mixture for high-strength fibre-reinforced concrete | |
RU2287505C1 (en) | Molding mixture for foam concrete | |
CN113416041A (en) | Fair-faced concrete produced by using construction waste recycled aggregate | |
CN101412606B (en) | Concrete containing low-quality coarse aggregate and preparation thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120501 |