RU2603143C1 - Composition of mixture for making foamed polystyrene concrete - Google Patents

Composition of mixture for making foamed polystyrene concrete Download PDF

Info

Publication number
RU2603143C1
RU2603143C1 RU2015147577/03A RU2015147577A RU2603143C1 RU 2603143 C1 RU2603143 C1 RU 2603143C1 RU 2015147577/03 A RU2015147577/03 A RU 2015147577/03A RU 2015147577 A RU2015147577 A RU 2015147577A RU 2603143 C1 RU2603143 C1 RU 2603143C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
mixture
composition
polystyrene
water
Prior art date
Application number
RU2015147577/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Алексеевна Урханова
Нина Васильевна Архинчеева
Солбон Александрович Лхасаранов
Жанна Александровна Цыбикова
Лариса Ивановна Игумнова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" (ВСГУТУ)
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" (ВСГУТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" (ВСГУТУ)
Priority to RU2015147577/03A priority Critical patent/RU2603143C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2603143C1 publication Critical patent/RU2603143C1/en

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
    • C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04—Macromolecular compounds
    • C04B16/08—Macromolecular compounds porous, e.g. expanded polystyrene beads or microballoons
    • 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
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
    • C04B18/105—Gaseous combustion products or dusts collected from waste incineration, e.g. sludge resulting from the purification of gaseous combustion products of waste incineration
    • C04B18/106—Fly ash from waste incinerators
    • 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
    • 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
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
    • 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
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam

Landscapes

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

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to the industry of construction materials and can be used for making articles of foamed polystyrene concrete in civil and industrial construction, including using nanotechnology. Composition of the mixture for making foamed polystyrene concrete contains, wt%: portland cement 53.86 -57.88, polystyrene granules 1.66-1.81, fly ash 12.97-14.95, superplasticizing admix Polyplast SP-1 0.34-0.35, foaming agent PB 2000 0.01-0.02, silica sol obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride 0.09-0.13, water 26.94-28.91.
EFFECT: technical result is increase in compressive strength of foamed polystyrene concrete.
1 cl, 3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из пенополистиролбетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.The invention relates to the building materials industry and can be used for the manufacture of expanded polystyrene concrete products in civil and industrial construction, including using nanotechnology.

Известен состав для изготовления полистиролбетонных изделий, содержащий портландцемент, гранулированный вспененный полистирол, воздухововлекающую добавку - смолу древесную омыленную, пластифицирующую добавку - лигносульфонат или суперпластификатор С-3 - и воду (см. патент RU №2223931, С04B 38/03, опубл. 20.02.2004).A known composition for the manufacture of polystyrene concrete products containing Portland cement, granular foamed polystyrene, an air-entraining additive — saponified wood resin, a plasticizing additive — lignosulfonate or C-3 superplasticizer — and water (see patent RU No. 2223931, С04B 38/03, publ. 20.02. 2004).

Недостатком известного состава является недостаточно высокая прочность при сжатии пенополистиролбетонных изделий.A disadvantage of the known composition is the insufficiently high compressive strength of expanded polystyrene concrete products.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является состав для изготовления композитного пенополистиролбетона, содержащий: воду, гидравлическое вяжущее - портландцемент, воздушное вяжущее - известковые отходы, тяжелый наполнитель - песок, легкий наполнитель - вспененный гранулированный полистирол, армирующую добавку - фибру полипропиленовую, воздухововлекающую добавку - ацетонформальдегидную смолу АЦФ-85, пластифицирующую добавку - пластификатор Полипласт СП-1, противоусадочную добавку - базальтовое волокно, пенообразующую добавку - пенообразователь ПБ 2000 и железосодержащий порошок - пиритные огарки при следующем соотношении компонентов, мас. %:The closest in technical essence to the claimed invention is a composition for the manufacture of composite polystyrene foam concrete containing: water, hydraulic binder - Portland cement, air binder - lime waste, heavy filler - sand, light filler - foamed granular polystyrene, reinforcing additive - polypropylene fiber, air-entraining additive - acetone-formaldehyde resin ACF-85, plasticizing additive - plasticizer Polyplast SP-1, anti-shrink additive - basalt fiber, ne oobrazuyuschuyu additive - foamer PB 2000 and the iron-powder - pyrite cinders at the following component ratio, wt. %:

ВодаWater 21,6-29,421.6-29.4 Гидравлическое вяжущееHydraulic binder 25,2-38,025.2-38.0 Воздушное вяжущееAir binder 0,5-1,30.5-1.3 Тяжелый наполнительHeavy filler 35,5-43,935.5-43.9 Легкий наполнительLightweight filler 0,2-0,40.2-0.4 Железосодержащий порошокIron powder 0,06-0,120.06-0.12 Пенообразующая добавкаBlowing agent 0,05-0,120.05-0.12 Воздухововлекающая добавкаAirborne Additive 0,004-0,0120.004-0.012 Пластифицирующая добавкаPlasticizing additive 0,08-0,120.08-0.12 Противоусадочная добавкаAnti-shrink additive 0,002-0,0050.002-0.005 Армирующая добавкаReinforcing Additive 0,002-0,0050.002-0.005

(см. патент RU №2447040, С04В 38/00, опубл. 10.04.2012).(see patent RU No. 2447040, С04В 38/00, publ. 04/10/2012).

Недостатками состава для изготовления композитного пенополистиролбетона являются недостаточно высокая прочность при сжатии и большое количество компонентов пенополистиролбетонной смеси, что повышает трудоемкость его изготовления.The disadvantages of the composition for the manufacture of composite polystyrene foam are not sufficiently high compressive strength and a large number of components of polystyrene foam concrete, which increases the complexity of its manufacture.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка состава смеси для изготовления пенополистиролбетона с улучшенными физико-механическими свойствами, сокращение количества компонентов пенополистиролбетонной смеси и использование комплексной добавки - золя кремниевой кислоты, полученного гидролизом кремнефторида натрия.The problem to which the invention is directed is to develop the composition of the mixture for the production of expanded polystyrene concrete with improved physical and mechanical properties, reduce the number of components of the expanded polystyrene concrete mixture and use a complex additive - silica sol obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride.

Технический результат изобретения заключается в повышении прочности на сжатие пенополистиролбетона.The technical result of the invention is to increase the compressive strength of expanded polystyrene concrete.

Технический результат достигается тем, что состав смеси для изготовления пенополистиролбетона, содержащий портландцемент, полистирольные гранулы, суперпластификатор Полипласт СП-1, пенообразователь ПБ-2000, воду, согласно изобретению содержит золу уноса и золь кремниевой кислоты, полученный гидролизом кремнефторида натрия, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical result is achieved in that the composition of the mixture for the production of expanded polystyrene concrete containing Portland cement, polystyrene granules, superplasticizer Polyplast SP-1, foaming agent PB-2000, water, according to the invention, contains fly ash and silica sol obtained by hydrolysis of sodium cremofluoride in the following ratio of components wt. %:

ПортландцементPortland cement 53,86-57,8853.86-57.88 Зола уносаFly ash 12,97-14,9512.97-14.95 Полистирольные гранулыPolystyrene granules 1,66-1,811.66-1.81 Суперпластификатор Полипласт СП-1Superplasticizer Polyplast SP-1 0,34-0,350.34-0.35 Пенообразователь ПБ 2000Frother PB 2000 0,01-0,020.01-0.02 Золь кремниевой кислотыSilicic acid sol 0,09-0,130.09-0.13 ВодаWater 26,94-28,9126.94-28.91

Отличительной особенностью состава смеси для изготовления пенополистиролбетона является использование золы уноса и золя кремниевой кислоты, полученного гидролизом кремнефторида натрия, введение которых в состав сырьевой смеси способствует повышению прочности на сжатие пенополистиролбетона.A distinctive feature of the composition of the mixture for the production of expanded polystyrene concrete is the use of fly ash and silica sol obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride, the introduction of which in the composition of the raw material mixture increases the compressive strength of expanded polystyrene concrete.

В качестве кремнеземсодержащего компонента пенополистиролбетона в предлагаемом изобретении использован золь кремниевой кислоты, полученный гидролизом кремнефторида натрия. Гидролиз кремнефтористого натрия протекает по следующей реакции:As the silica-containing component of polystyrene foam concrete in the present invention, a silicic acid sol obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride was used. The hydrolysis of sodium silicofluoride proceeds according to the following reaction:

Na2SiF6+4Н2O→2NaF+4HF+H4SiO4.Na 2 SiF 6 + 4H 2 O → 2NaF + 4HF + H 4 SiO 4 .

Полученный золь кремниевой кислоты имеет следующие характеристики (табл. 1).The obtained sol of silicic acid has the following characteristics (table. 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Повышение прочности на сжатие пенополистиролбетона происходит за счет введения в сырьевую смесь комплексной добавки - золя кремниевой кислоты, полученного гидролизом кремнефторида натрия, введение которого повышает прочность при сжатии за счет связывания извести, выделяющейся при гидратации портландцемента, и образования дополнительного количества гидросиликатов кальция.The increase in the compressive strength of expanded polystyrene concrete occurs due to the introduction of a complex additive into the raw material mixture - silicic acid sol obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride, the introduction of which increases the compressive strength due to the binding of lime released during the hydration of Portland cement, and the formation of an additional amount of calcium hydrosilicates.

Введение в состав смеси для изготовления пенополистиролбетона комплексной добавки - золя кремниевой кислоты - позволяет регулировать микроструктуру затвердевающего камня и, соответственно, его физико-механические свойства. Введение указанной комплексной добавки ускоряет пуццолановую реакцию. Ускорение пуццолановой реакции и образование большого количества гидросиликатов кальция (ГСК), преимущественно низкоосновных типа CSH(I), благодаря наночастицам аморфного кремнезема увеличивает прочностные характеристики пенополистиролбетона.Introduction to the composition of the mixture for the manufacture of expanded polystyrene concrete complex additives - sol silicic acid - allows you to adjust the microstructure of the hardening stone and, accordingly, its physical and mechanical properties. The introduction of the specified complex additives accelerates the pozzolanic reaction. The acceleration of the pozzolanic reaction and the formation of a large amount of calcium hydrosilicates (HSCs), mainly of low basic type CSH (I), due to amorphous silica nanoparticles increases the strength characteristics of polystyrene foam concrete.

Введение в состав смеси для изготовления пенополистиролбетона золы уноса позволяет улучшить ее удобоукладываемость, способствует лучшему распределению полистирольных гранул по объему смеси, снижает плотность пенополистиролбетона.The introduction of fly ash into the composition for the production of polystyrene foam concrete allows to improve its workability, contributes to a better distribution of polystyrene granules throughout the mixture, and reduces the density of polystyrene foam concrete.

Предлагаемый состав смеси для изготовления пенополистиролбетона содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %: портландцемент - 53,86-57,88; полистирольные гранулы - 1,66-1,81; зола уноса - 12,97-14,95; суперпластификатор Полипласт СП-1 - 0,34-0,35; пенообразователь ПБ 2000 - 0,01-0,02; золь кремниевой кислоты, полученный гидролизом кремнефторида натрия, - 0,09-0,13; вода - 26,94-28,91. Экспериментальные исследования показали, что именно такой состав смеси для изготовления пенополистиролбетона обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении прочности при сжатии пенополистиролбетона, превышающего показатели прототипа в среднем на 55-60%, и бездобавочного пенополистиролбетона в среднем на 75-80%.The proposed composition of the mixture for the manufacture of expanded polystyrene concrete contains components in the following ratio, wt. %: Portland cement - 53.86-57.88; polystyrene granules - 1.66-1.81; fly ash - 12.97-14.95; Superplasticizer Polyplast SP-1 - 0.34-0.35; Foaming agent PB 2000 - 0.01-0.02; silica sol obtained by hydrolysis of sodium cremofluoride, 0.09-0.13; water - 26.94-28.91. Experimental studies have shown that it is precisely this composition of the mixture for the production of expanded polystyrene concrete that ensures the achievement of a technical result consisting in increasing the compressive strength of expanded polystyrene concrete, which exceeds the prototype by an average of 55-60%, and of non-expanded polystyrene concrete by an average of 75-80%.

Экспериментальными исследованиями установлено, что количественное изменение соотношения компонентов состава сырьевой смеси для изготовления пенополистиролбетона, мас. %: портландцемента - 53,86-57,88; полистирольных гранул - 1,66-1,81; золы уноса - 12,97-14,95; суперпластификатора Полипласт СП-1 - 0,34-0,35; пенообразователя ПБ 2000 - 0,01-0,02; золя кремниевой кислоты, полученного гидролизом кремнефторида натрия, - 0,09-0,13; воды - 26,94-28,91, позволяет варьировать состав смеси для изготовления пенополистиролбетона без ощутимого изменения прочностных показателей.Experimental studies found that a quantitative change in the ratio of the components of the composition of the raw mix for the manufacture of expanded polystyrene concrete, wt. %: Portland cement - 53.86-57.88; polystyrene granules - 1.66-1.81; fly ash - 12.97-14.95; Superplasticizer Polyplast SP-1 - 0.34-0.35; Frother PB 2000 - 0.01-0.02; sol of silicic acid obtained by hydrolysis of sodium cremofluoride, 0.09-0.13; water - 26.94-28.91, allows you to vary the composition of the mixture for the manufacture of expanded polystyrene concrete without a noticeable change in strength indicators.

Компоненты состава смеси для изготовления пенополистиролбетона подобраны таким образом, чтобы получаемые образцы имели максимальные показатели прочности на сжатие.The components of the composition of the mixture for the production of expanded polystyrene concrete are selected so that the resulting samples have maximum compressive strength.

Для получения предлагаемого состава смеси для изготовления пенополистриролбетона применяют следующие материалы: портландцемент М500 Д0 ООО «Тимлюйский цементный завод», полистирольные гранулы ОАО «Ангарский завод полимеров», золу уноса Гусиноозерской ГРЭС, суперпластификатор Полипласт СП-1, пенообразователь ПБ 2000, золь кремниевой кислоты, полученный гидролизом кремнефторида натрия.To obtain the proposed composition of the mixture for the manufacture of expanded polystyrene concrete, the following materials are used: Portland cement M500 D0 of LLC Timlyuy Cement Plant, polystyrene granules of OJSC Angarsk Polymer Plant, fly ash of Gusinoozerskaya state district power station, Superplasticizer Polyplast SP-1, foam blower PB 2000, silica sol obtained by hydrolysis of sodium cremofluoride.

Для получения полистиролбетона готовят три состава смеси из компонентов, мас. %: портландцемент - 53,86-57,88; полистирольные гранулы - 1,66-1,81; зола уноса - 12,97-14,95; суперпластификатор Полипласт СП-1 - 0,34-0,35; пенообразователь ПБ 2000 - 0,01-0,02; золь кремниевой кислоты, полученный гидролизом кремнефторида натрия, - 0,09-0,13; вода - 26,94-28,91 (составы 1-3, табл. 2), соответственно. Одновременно готовят контрольный бездобавочный состав пенополистиролбетона (состав 4, табл. 2). Кроме того, готовят один известный состав композитного пенополистиролбетона с использованием воды, портландцемента, известковых отходов, песка, вспененного гранулированного полистирола, фибры полипропиленовой, ацетонформальдегидной смолы АЦФ-85, пластификатора Полипласт СП-1, базальтового волокна, пенообразователя ПБ 2000 и пиритных огарков (состав 5 по прототипу, табл.2).To obtain polystyrene concrete, three compositions of the mixture are prepared from components, wt. %: Portland cement - 53.86-57.88; polystyrene granules - 1.66-1.81; fly ash - 12.97-14.95; Superplasticizer Polyplast SP-1 - 0.34-0.35; Foaming agent PB 2000 - 0.01-0.02; silica sol obtained by hydrolysis of sodium cremofluoride, 0.09-0.13; water - 26.94-28.91 (compositions 1-3, table. 2), respectively. At the same time, a control non-additive composition of expanded polystyrene concrete is prepared (composition 4, table. 2). In addition, one known composition of composite polystyrene foam concrete is prepared using water, Portland cement, lime waste, sand, expanded granular polystyrene, polypropylene fiber, acetone-formaldehyde resin ACF-85, plasticizer Polyplast SP-1, basalt fiber, PB 2000 foaming agent and pyrite cinders (composition 5 according to the prototype, table 2).

Figure 00000002
Figure 00000002

Смеси для составов 1-3 готовят следующим образом: в смеситель подают воду с отдозированными добавками - суперпластификатором Полипласт СП-1, пенообразователем ПБ 2000, золем кремниевой кислоты. После этого производят перемешивание добавок в воде в течение 1 мин. Затем в смеситель подают отдозированное количество портландцемента и золы уноса и производят перемешивание в течение 3 мин. Далее в смеситель подают отдозированное количество полистирольных гранул и перемешивают пенополистиролбетонную смесь в течение 3 мин. Готовая пенополистиролбетонная смесь с помощью героторного насоса по резиновому растворопроводу равномерно подается в формы.Mixtures for formulations 1-3 are prepared as follows: water with dosed additives is supplied to the mixer - superplasticizer Polyplast SP-1, PB 2000 blowing agent, silica sol. After this, the additives are mixed in water for 1 min. Then, a metered amount of Portland cement and fly ash is fed into the mixer and mixing is carried out for 3 minutes. Next, a metered amount of polystyrene granules is fed into the mixer and the polystyrene-concrete mixture is mixed for 3 minutes. The finished polystyrene-concrete mixture with the help of a gerotor pump is uniformly fed through the rubber mortar line into the molds.

Смесь из компонентов контрольного бездобавочного состава (состав 4, табл. 2) готовят следующим образом: в смеситель подают воду с отдозированными добавками - суперпластификатором Полипласт СП-1, пенообразователем ПБ 2000. После этого производят перемешивание добавок в воде в течение 1 мин. Затем в смеситель подают отдозированное количество портландцемента и золы уноса и производят перемешивание в течение 3 мин. Далее в смеситель подают отдозированное количество полистирольных гранул и перемешивают пенополистиролбетонную смесь в течение 3 мин. Готовая пенополистиролбетонная смесь с помощью героторного насоса по резиновому растворопроводу равномерно подается в формы. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95-98% в гидравлической ванне затвора.A mixture of the components of the control non-additive composition (composition 4, Table 2) is prepared as follows: water with metered-in additives is fed into the mixer - superplasticizer Polyplast SP-1, PB 2000 foaming agent. After this, the additives are mixed in water for 1 min. Then, a metered amount of Portland cement and fly ash is fed into the mixer and mixing is carried out for 3 minutes. Next, a metered amount of polystyrene granules is fed into the mixer and the polystyrene-concrete mixture is mixed for 3 minutes. The finished polystyrene-concrete mixture with the help of a gerotor pump is uniformly fed through the rubber mortar line into the molds. Samples harden under normal conditions at t = 20 ± 2 ° C and humidity 95-98% in the hydraulic bath of the shutter.

Известную смесь компонентов (состав 5 - по прототипу, табл. 2) готовят следующим образом: в начале в высокоскоростной смеситель подают воду, затем последовательно загружают гидравлическое вяжущее (портландцемент), воздушное вяжущее (известковые отходы), тяжелый наполнитель (песок) с добавленными в него пластифицирующей добавкой (суперпластификатор Полипласт СП-1), воздухововлекающей добавкой (смола АЦФ), противоусадочной добавкой (базальтовое волокно с длиной волокон 15-20 мм и диаметром 12-15 мкм), армирующей добавкой (полипропиленовая фибра) и железосодержащим порошком (пиритные огарки), легкий наполнитель (полистирольные гранулы диаметром 3-5 мм) перемешивают в течение 3-4 минут со скоростью 800-1000 об/мин. Затем в смеситель загружают пенообразователь ПБ 2000, с которым продолжают перемешивание в течение 1 минуты, после чего по трубопроводу в смеситель подают воздух до установленного значения давления в смесителе на уровне 0,8-1 кгс/см2. Производят дальнейшее перемешивание при постоянном высоком давлении в течение 1 мин, в процессе которого осуществляют двукратное вибрационное воздействие на бетонную смесь длительностью по 20 с с частотой 45-50 Гц и амплитудой 0,3-0,5 мм для дополнительной активации взаимодействия частиц смеси и улучшения поризации. Затем полученную смесь пенополистиролбетона выдавливают из смесителя по полиэтиленовому шлангу диаметром 80 мм, прикрепленному к перекрываемому отверстию в нижней части смесителя, за счет собственного веса и избыточного давления воздуха в смесителе. Вокруг полиэтиленового шланга рядом с выходом из смесителя расположен кольцевой электромагнит, благодаря которому создают магнитное поле, через которое пропускают приготовленную смесь. Величина напряженности поля кольцевого электромагнита, создаваемого внутри полиэтиленового шланга, превышает среднюю напряженность поля на поверхности земли, составляющую около 50 мкТл и составляет 70 мкТл. Под воздействием поля на пиритные огарки (либо на другие магнетики, входящие в состав) происходит магнитная обработка смеси с образованием структур, что придает дополнительную прочность изделиям из смеси состава, к тому же в воде, под действием магнитного поля появляется больше свободных ионов, которые позволяют существенно ускорить гидратацию и кристаллизацию цемента. Из полиэтиленового шланга пенополистиролбетон подают в форму или опалубку и выдерживают 24 ч до набора прочности.A well-known mixture of components (composition 5 according to the prototype, Table 2) is prepared as follows: first, water is supplied to a high-speed mixer, then a hydraulic binder (Portland cement), an air binder (lime waste), and a heavy filler (sand) are added to plasticizing additive (superplasticizer Polyplast SP-1), air-entraining additive (ACF resin), anti-shrink additive (basalt fiber with a fiber length of 15-20 mm and a diameter of 12-15 microns), reinforcing additive (polypropylene fiber) and iron-containing powder (pyrite cinder), a light filler (polystyrene granules with a diameter of 3-5 mm) is stirred for 3-4 minutes at a speed of 800-1000 rpm Then, the PB 2000 blowing agent is loaded into the mixer, with which stirring is continued for 1 minute, after which air is supplied through the pipeline to the mixer to the set pressure value in the mixer at the level of 0.8-1 kgf / cm 2 . Further mixing is carried out at a constant high pressure for 1 min, during which a double vibratory effect is applied to the concrete mixture for a duration of 20 s with a frequency of 45-50 Hz and an amplitude of 0.3-0.5 mm to further activate the interaction of the particles of the mixture and improve porization. Then, the resulting expanded polystyrene concrete mixture is squeezed out of the mixer through a polyethylene hose with a diameter of 80 mm attached to the blocked hole in the lower part of the mixer due to its own weight and excess air pressure in the mixer. Around the polyethylene hose near the outlet of the mixer is a ring electromagnet, due to which a magnetic field is created through which the prepared mixture is passed. The magnitude of the field strength of the ring electromagnet created inside the polyethylene hose exceeds the average field strength on the earth's surface, which is about 50 μT and is 70 μT. Under the influence of the field on pyrite cinders (or on other magnets included in the composition), the mixture is magnetically treated with the formation of structures, which gives additional strength to products from the composition mixture, moreover, in the water, more free ions appear under the action of the magnetic field, which allow significantly accelerate the hydration and crystallization of cement. Styrofoam concrete is fed from a polyethylene hose into a mold or formwork and is held for 24 hours until it cures.

Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95-98%. Исследуемые образцы испытывают на прочность через 28 суток. Испытания проводятся по стандартным методикам, и для каждого вида испытаний изготавливаются образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 10181.1-81 «Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости», ГОСТ 10180-90 (СТ СЭВ 3978-83) «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».Samples harden under normal conditions at t = 20 ± 2 ° C and humidity 95-98%. The test samples are tested for strength after 28 days. Tests are carried out according to standard methods, and samples for each type of test are made in accordance with the requirements of GOST 10181.1-81 “Concrete mixtures. Methods for determining workability ", GOST 10180-90 (ST SEV 3978-83)" Concretes. Methods for determining the strength of control samples. "

В таблице 3 представлены физико-механические характеристики составов 1-5 исследуемых пенополистиролбетонов.Table 3 presents the physico-mechanical characteristics of compositions 1-5 of the investigated polystyrene foam concrete.

Figure 00000003
Figure 00000003

Анализ полученных результатов (табл. 3) позволяет сделать следующие выводы:Analysis of the results (table. 3) allows us to draw the following conclusions:

- прочность пенополистиролбетона с использованием золя кремниевой кислоты, полученной гидролизом кремнефторида натрия, лежит в пределах 4,8-5,6 МПа после 28 суток нормального твердения, что превышает характеристики пенополистиролбетона без добавки по прочности на сжатие в среднем на 75-80% и характеристики пенополистиролбетона по прототипу по прочности на сжатие в среднем на 55-60%;- the strength of expanded polystyrene concrete using a silica sol obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride lies in the range of 4.8-5.6 MPa after 28 days of normal hardening, which exceeds the characteristics of expanded polystyrene concrete without additives in compressive strength by an average of 75-80% and characteristics polystyrene foam according to the prototype in terms of compressive strength by an average of 55-60%;

- использование золя кремниевой кислоты, полученного гидролизом кремнефторида натрия, повышает прочность при сжатии за счет связывания извести, выделяющейся при гидратации портландцемента и образования дополнительного количества гидросиликатов кальция;- the use of a sol of silicic acid obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride, increases the compressive strength due to the binding of lime released during the hydration of Portland cement and the formation of an additional amount of calcium hydrosilicates;

- кроме того, использование большого количества компонентов по прототипу является более сложным, трудоемким способом.- in addition, the use of a large number of components of the prototype is a more complex, time-consuming method.

Предлагаемый состав смеси для изготовления пенополистиролбетона готовят следующим образом. Вначале готовят добавку золя кремниевой кислоты, для этого в отдельном резервуаре подогревают воду до 70-80°C. Затем в резервуар подают кремнефторид натрия Na2SiF6 в количестве 0,75% от массы воды. После этого производят перемешивание в течение 10 мин, в результате которого происходит реакция гидролиза кремнефторида натрия с образованием золя кремниевой кислоты. Полученный золь кремниевой кислоты охлаждают до комнатной температуры. В смеситель подают воду в количестве 26,94-28,91 мас. % с отдозированными добавками - суперпластификатором Полипласт СП-1 в количестве 0,34-0,35 мас. %, пенообразователем ПБ 2000 в количестве 0,01-0,02 мас. %, золем кремниевой кислоты в количестве 0,09-0,13 мас. %. После этого производят перемешивание добавок в воде в течение 1 мин. Затем в смеситель подают отдозированный портландцемент М500 Д0 в количестве 53,86-57,88 мас. % и отдозированную золу уноса в количестве 12,97-14,95 мас. % и производят перемешивание в течение 3 мин. Далее в смеситель подают отдозированные полистирольные гранулы в количестве 1,66-1,81 мас. % и перемешивают пенополистиролбетонную смесь в течение 3 мин. Готовая пенполистиролбетонная смесь с помощью героторного насоса по резиновому растворопроводу равномерно подается в формы.The proposed composition of the mixture for the manufacture of expanded polystyrene concrete is prepared as follows. First, an addition of silicic acid sol is prepared; for this, water is heated in a separate tank to 70-80 ° C. Then, sodium silicofluoride Na 2 SiF 6 is fed into the tank in an amount of 0.75% by weight of water. After this, stirring is carried out for 10 minutes, as a result of which the hydrolysis of sodium silicofluoride occurs to form a silica sol. The resulting silica sol was cooled to room temperature. The mixer serves water in an amount of 26.94-28.91 wt. % with dosed additives - superplasticizer Polyplast SP-1 in an amount of 0.34-0.35 wt. %, blowing agent PB 2000 in an amount of 0.01-0.02 wt. %, silica sol in an amount of 0.09-0.13 wt. % After this, the additives are mixed in water for 1 min. Then in the mixer serves dosed Portland cement M500 D0 in the amount of 53.86-57.88 wt. % and metered fly ash in the amount of 12.97-14.95 wt. % and produce stirring for 3 minutes Then, metered polystyrene granules in the amount of 1.66-1.81 wt. % and mix the expanded polystyrene concrete mixture for 3 minutes The finished polystyrene-concrete mixture with the help of a gerotor pump is uniformly fed through the rubber mortar line into the molds.

Твердение бетона осуществляют в нормальных условиях, а результаты испытаний согласно ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам» представлены в таблице 3.Hardening of concrete is carried out under normal conditions, and the test results according to GOST 10180-90 “Concretes. Methods for determining the strength of the control samples ”are presented in table 3.

Примеры, подтверждающие получение состава смеси для изготовления пенополистиролбетона с использованием золя кремниевой кислоты, полученного гидролизом кремнефторида натрия.Examples confirming the preparation of a mixture for the manufacture of expanded polystyrene concrete using a silica sol obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride.

Пример 1. В смеситель подают воду с отдозированными добавками - суперпластификатором Полипласт СП-1, пенообразователем ПБ 2000, золем кремниевой кислоты. После этого производят перемешивание добавок в воде в течение 1 мин. Затем в смеситель подают отдозированное количество портландцемента М500 Д0 и золы уноса и производят перемешивание в течение 3 мин. Далее в смеситель подают отдозированное количество полистирольных гранул и перемешивают пенополистиролбетонную смесь в течение 3 мин. Содержание компонентов в смеси, мас. %:Example 1. In the mixer serves water with metered-in additives - superplasticizer Polyplast SP-1, PB 2000 blowing agent, silica sol. After this, the additives are mixed in water for 1 min. Then, a metered amount of Portland cement M500 D0 and fly ash are fed into the mixer and mixing is carried out for 3 minutes. Next, a metered amount of polystyrene granules is fed into the mixer and the polystyrene-concrete mixture is mixed for 3 minutes. The content of components in the mixture, wt. %:

ПортландцементPortland cement 53,86 53.86 Зола уносаFly ash 14,9514.95 Полистирольные гранулыPolystyrene granules 1,811.81 Суперпластификатор Полипласт СП-1Superplasticizer Polyplast SP-1 0,340.34 Пенообразователь ПБ 2000Frother PB 2000 0,010.01 Золь кремниевой кислотыSilicic acid sol 0,120.12 ВодаWater 28,9128.91

Готовая пенополистиролбетонная смесь с помощью героторного насоса по резиновому растворопроводу равномерно подается в формы. Из полученной пенополистиролбетонной смеси формуют образцы-кубы размером 100×100×100 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°С и влажности 95%.The finished polystyrene-concrete mixture with the help of a gerotor pump is uniformly fed through the rubber mortar line into the molds. From the resulting polystyrene-concrete mixture, cube samples of 100 × 100 × 100 mm in size are formed. Samples harden under normal conditions at t = 20 ± 2 ° C and a humidity of 95%.

Предел прочности в возрасте 28 суток при сжатии - 5,0 МПа.The tensile strength at the age of 28 days under compression is 5.0 MPa.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас. %:Example 2. Carried out analogously to example 1, in the following ratio of components, wt. %:

ПортландцементPortland cement 55,9155.91 Зола уносаFly ash 13,9813.98 Полистирольные гранулыPolystyrene granules 1,661.66 Суперпластификатор Полипласт СП-1Superplasticizer Polyplast SP-1 0,350.35 Пенообразователь ПБ 2000Frother PB 2000 0,020.02 Золь кремниевой кислотыSilicic acid sol 0,130.13 ВодаWater 27,95.27.95. Предел прочности в возрасте 28 суток при сжатииStrength at 28 days of compression 5,6 МПа5.6 MPa

Пример 3. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас. %:Example 3. Carried out analogously to example 1, in the following ratio of components, wt. %:

ПортландцементPortland cement - 57,88- 57.88 Зола уносаFly ash - 12,97- 12.97 Полистирольные гранулыPolystyrene granules - 1,75- 1.75 Суперпластификатор Полипласт СП-1Superplasticizer Polyplast SP-1 - 0,35- 0.35 Пенообразователь ПБ 2000Frother PB 2000 - 0,02- 0.02 Золь кремниевой кислотыSilicic acid sol - 0,09- 0.09 ВодаWater - 26,94.- 26.94. Предел прочности в возрасте 28 суток при сжатииStrength at 28 days of compression - 4,8 МПа.- 4.8 MPa.

Таким образом, предлагаемый состав смеси для изготовления пенополистиролбетона имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом (см. патент RU №2447040, С04B 38/00, опубл. 10.04.2012):Thus, the proposed composition of the mixture for the manufacture of expanded polystyrene concrete has the following advantages compared to the prototype (see patent RU No. 2447040, С04B 38/00, publ. 10.04.2012):

- использование предлагаемого состава для изготовления пенополистиролбетона позволяет улучшить физико-механические свойства, которые превосходят свойства пенополистиролбетона по прототипу;- the use of the proposed composition for the manufacture of expanded polystyrene concrete can improve the physico-mechanical properties that are superior to the properties of expanded polystyrene concrete according to the prototype;

- введение золя кремниевой кислоты, полученного гидролизом кремнефторида натрия, повышает прочность при сжатии за счет связывания извести, выделяющейся при гидратации портландцемента, и образования дополнительного количества гидросиликатов кальция;- the introduction of a sol of silicic acid obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride, increases the compressive strength due to the binding of lime released during the hydration of Portland cement, and the formation of an additional amount of calcium hydrosilicates;

- прочность пенополистиролбетона с использованием золя кремниевой кислоты, полученной гидролизом кремнефторида натрия, лежит в пределах 4,8-5,6 МПа после 28 суток нормального твердения, что превышает характеристики пенополистиролбетона без добавок по прочности на сжатие в среднем на 75-80% и характеристики пенополистиролбетона по прототипу по прочности на сжатие в среднем на 55-60%.- the strength of expanded polystyrene concrete using a silica sol obtained by hydrolysis of sodium cremofluoride lies in the range 4.8-5.6 MPa after 28 days of normal hardening, which exceeds the characteristics of expanded polystyrene concrete without additives in compressive strength by an average of 75-80% and characteristics polystyrene foam according to the prototype in terms of compressive strength by an average of 55-60%.

Предлагаемый состав смеси для изготовления пенополистиролбетона на основе портландцемента, полистирольных гранул, золы уноса, суперпластификатора Полипласт СП-1, пенообразователя ПБ 2000, золя кремниевой кислоты, полученного гидролизом кремнефторида натрия, воды может быть использован для изготовления изделий из пенополистиролбетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.The proposed composition of the mixture for the manufacture of expanded polystyrene concrete based on Portland cement, polystyrene granules, fly ash, superplasticizer Polyplast SP-1, foaming agent PB 2000, silica sol obtained by hydrolysis of sodium silicofluoride, water can be used for the manufacture of polystyrene foam concrete products in civil and industrial construction including using nanotechnology.

Claims (1)

Состав смеси для изготовления пенополистиролбетона, включающий портландцемент, полистирольные гранулы, суперпластификатор Полипласт СП-1, пенообразователь ПБ 2000, воду, отличающийся тем, что содержит золу уноса и золь кремниевой кислоты, полученный гидролизом кремнефторида натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент 53,86-57,88 Зола уноса 12,97-14,95 Полистирольные гранулы 1,66-1,81 Суперпластификатор Полипласт СП-1 0,34-0,35 Пенообразователь ПБ 2000 0,01-0,02 Золь кремниевой кислоты 0,09-0,13 Вода 26,94-28,91
The composition of the mixture for the manufacture of expanded polystyrene concrete, including Portland cement, polystyrene granules, superplasticizer Polyplast SP-1, blowing agent PB 2000, water, characterized in that it contains fly ash and a silica sol obtained by hydrolysis of sodium cremofluoride, in the following ratio, wt.%:
Portland cement 53.86-57.88 Fly ash 12.97-14.95 Polystyrene granules 1.66-1.81 Superplasticizer Polyplast SP-1 0.34-0.35 Frother PB 2000 0.01-0.02 Silicic acid sol 0.09-0.13 Water 26.94-28.91
RU2015147577/03A 2015-11-05 2015-11-05 Composition of mixture for making foamed polystyrene concrete RU2603143C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147577/03A RU2603143C1 (en) 2015-11-05 2015-11-05 Composition of mixture for making foamed polystyrene concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147577/03A RU2603143C1 (en) 2015-11-05 2015-11-05 Composition of mixture for making foamed polystyrene concrete

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2603143C1 true RU2603143C1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57760198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015147577/03A RU2603143C1 (en) 2015-11-05 2015-11-05 Composition of mixture for making foamed polystyrene concrete

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2603143C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819771C1 (en) * 2023-06-05 2024-05-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" Polystyrene concrete

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2214985C2 (en) * 2002-01-23 2003-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное научно-конструкторское бюро" Molding blend for manufacturing light-weight polystyrene foam/concrete products
RU2223931C1 (en) * 2003-01-28 2004-02-20 Наумейко Анатолий Васильевич Polystyrene/concrete products' manufacture process
RU2393127C1 (en) * 2009-07-06 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Complex additive for foam concrete mixture
RU2447040C2 (en) * 2010-06-10 2012-04-10 Александр Васильевич Абызов Composition for making composite foamed polystyrene concrete and method of making said composition
CN102503526A (en) * 2011-10-24 2012-06-20 沈阳建筑大学 Foam concrete with large-dosage polystyrene particles and preparation method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2214985C2 (en) * 2002-01-23 2003-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное научно-конструкторское бюро" Molding blend for manufacturing light-weight polystyrene foam/concrete products
RU2223931C1 (en) * 2003-01-28 2004-02-20 Наумейко Анатолий Васильевич Polystyrene/concrete products' manufacture process
RU2393127C1 (en) * 2009-07-06 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Complex additive for foam concrete mixture
RU2447040C2 (en) * 2010-06-10 2012-04-10 Александр Васильевич Абызов Composition for making composite foamed polystyrene concrete and method of making said composition
CN102503526A (en) * 2011-10-24 2012-06-20 沈阳建筑大学 Foam concrete with large-dosage polystyrene particles and preparation method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819771C1 (en) * 2023-06-05 2024-05-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" Polystyrene concrete
RU2822173C1 (en) * 2023-10-25 2024-07-02 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Foaming formulation solution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2502709C2 (en) Light fibre-reinforced concrete
CN104386969B (en) A kind of high-strength high-durability lightweight aggregate concrete and preparation method thereof
Sakthivel et al. Experimental investigation on behaviour of nano concrete
JP2010149402A (en) Manufacturing method of concrete composition and concrete molding
JP2010155755A (en) High inflation lightweight grout mortar composition
JP2011063488A (en) Self-repair concrete admixture, method for producing the same, and self-repair concrete material using the admixture
CN102898088A (en) Heat-insulation sound-insulation light-weight high-strength aerated concrete building block and producing method thereof
JP2014037350A (en) Lightweight foam concrete and method for producing the same
RU2291846C1 (en) Fibro-cement compound for production of composite material
RU2603143C1 (en) Composition of mixture for making foamed polystyrene concrete
RU2447040C2 (en) Composition for making composite foamed polystyrene concrete and method of making said composition
RU2561121C2 (en) Crude mixture for making light concrete and method of making light concrete from crude mixture
CN108585673A (en) A kind of deep foundation pit support steel fibre haydite light aggregate concrete and preparation method thereof
JP2008074659A (en) Air bubble mixed calcium silicate hardened body
RU2569140C1 (en) Raw material mixture for high-strength fibre-reinforced concrete
RU2562625C1 (en) High-strength concrete
Satyanarayana et al. Behavioural Studies on Triple Blended Foam Concrete
RU2297402C2 (en) Mix for manufacturing modified polystyrene-concrete
JP2011079686A (en) Lightweight foamed concrete and method for producing the same
RU2658076C2 (en) Concrete mixture composition for producing high-strength shotcrete by wet-mix method
Purohit Strengthening of Concrete by Incorporation of Nano-Silica and Dolomite Powder
RU2791841C1 (en) Additive construction manufacturing method
Sua-iam et al. Use of palm fiber as a reinforced fibre for improving the bending strength of lightweight foam concrete
RU2678286C2 (en) Raw mixture for making foamed concrete
US8435342B2 (en) Concrete composition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191106