RU2678286C2 - Raw mixture for making foamed concrete - Google Patents

Raw mixture for making foamed concrete Download PDF

Info

Publication number
RU2678286C2
RU2678286C2 RU2017109790A RU2017109790A RU2678286C2 RU 2678286 C2 RU2678286 C2 RU 2678286C2 RU 2017109790 A RU2017109790 A RU 2017109790A RU 2017109790 A RU2017109790 A RU 2017109790A RU 2678286 C2 RU2678286 C2 RU 2678286C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
foam concrete
volcanic ash
cement
length
quicklime
Prior art date
Application number
RU2017109790A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017109790A (en
RU2017109790A3 (en
Inventor
Толя Амирович Хежев
Хасанби Анатольевич Хежев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
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 "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
Priority to RU2017109790A priority Critical patent/RU2678286C2/en
Publication of RU2017109790A publication Critical patent/RU2017109790A/en
Publication of RU2017109790A3 publication Critical patent/RU2017109790A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2678286C2 publication Critical patent/RU2678286C2/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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/14—Minerals of vulcanic origin
    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
    • 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
    • C04B38/10—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)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Abstract

FIELD: construction materials.
SUBSTANCE: invention relates to the building materials industry and can be used in the production of foam concrete. Raw mix for the production of foam concrete includes, wt. %: Portland cement 16.1–33.8, volcanic ash with a maximum grain size of 1.25 mm 32.2–33.8, PB-2000 frother 0.25, basalt fiber of the brand RNB-9-1200-4 with a length of 13 mm, and the ratio of the length of the fibers to the diameter (l / d) = 1444, 0.9, quicklime 0–16.1, building gypsum 0–0.9, water – the rest.
EFFECT: technical result is an expansion of the raw material base, an increase in strength and a decrease in the cost of foam concrete.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве пенобетонов, содержащих волокнистые наполнители.The invention relates to the building materials industry and can be used in the production of foam concrete containing fibrous fillers.

В настоящее время в качестве заполнителей для производства ячеистых бетонов используется, в основном, кварцевый песок, что не всегда обеспечивает получение материала заданной плотности и прочности при допустимых расходах цемента, и их применение, как правило, предусматривает необходимость дополнительного помола [1, 2].Currently, quartz sand is mainly used as aggregates for the production of cellular concrete, which does not always ensure the production of a material of a given density and strength at acceptable cement costs, and their use, as a rule, requires the need for additional grinding [1, 2].

Наиболее близким является сырьевая смесь для приготовления ячеистого бетона, содержащая, мас. %: цемент 16,1-34,9; туфовый песок с содержанием фракций, мас. %: менее 0,63 мм 70-85, 0,63-1,25 мм 15-30 32,2-34,9; клееканифольный пенообразователь 1,25-1,32; синтетическое волокно капроновое 0,9; негашеная известь 0-16,1; строительный гипс 0-0,9; вода - остальное [3].The closest is the raw material mixture for the preparation of cellular concrete, containing, by weight. %: cement 16.1-34.9; tuff sand with fractions, wt. %: less than 0.63 mm 70-85, 0.63-1.25 mm 15-30 32.2-34.9; kleukanifolny foaming agent 1.25-1.32; synthetic nylon fiber 0.9; quicklime 0-16.1; gypsum plaster 0-0.9; water - the rest [3].

Недостатками этих составов являются отсутствие достаточной сырьевой базы отходов пиления вулканического туфа, относительно низкая прочность на растяжение и изгиб пенобетона.The disadvantages of these compositions are the lack of a sufficient raw material base for sawing of volcanic tuff, relatively low tensile strength and bending of foam concrete.

Одним из материалов, являющихся эффективной заменой туфового песка и других кремнеземистых компонентов может быть вулканический пепел. Использование для ячеистых бетонов вулканического пепла позволит восполнить имеющийся огромный дефицит заполнителей для легких бетонов и снизить себестоимость. Пылевидные фракции вулканического пепла имеют хорошее сцепление с цементным камнем, гидравлическую активность, что может обеспечить снижение стоимости сырьевой смеси и повышение прочности пенобетона.One of the materials that are an effective substitute for tuff sand and other siliceous components may be volcanic ash. The use of volcanic ash for cellular concrete will make up for the existing huge shortage of aggregates for lightweight concrete and reduce costs. The pulverized fractions of volcanic ash have good adhesion to cement stone, hydraulic activity, which can reduce the cost of the raw material mixture and increase the strength of foam concrete.

Задачей изобретения является расширение сырьевой базы, повышение прочности и снижение стоимости пенобетона.The objective of the invention is to expand the raw material base, increase strength and reduce the cost of foam.

Предлагаемая сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона содержит портландцемент, негашеную известь, строительный гипс, вулканический пепел, базальтовые волокна, воду и в качестве порообразователя - пенообразователь ПБ-2000.The proposed raw material mixture for the manufacture of aerated concrete contains Portland cement, quicklime, gypsum, volcanic ash, basalt fibers, water, and the blowing agent PB-2000 as a blowing agent.

В экспериментах были использованы вяжущие: портландцемент ПЦ400-ДО производства АО «Белгородский цемент», гипсовое вяжущее Усть-Джегутинского гипсового комбината марки Г-5 БII, порошкообразная негашеная известь кальциевая производства АО «Известняк», г. Усть-Джегута. В качестве активной минеральной добавки и заполнителя пенобетона применялся вулканический пепел Заюковского месторождения с максимальной крупностью зерен 1,25 мм. Использовался пенообразователь ПБ-2000 производства ПАО «Ивхимпром». Для дисперсного армирования пенобетона применялось базальтовое волокно производства ПАО «Ивотстекло» марки РНБ-9-1200-4с, соотношение длины волокон к диаметру на основе предварительных экспериментов принималось

Figure 00000001
, длина волокна составляла 13 мм.The following binders were used in the experiments: Portland cement PTs400-DO produced by Belgorodsky cement JSC, gypsum binder from the Ust-Dzhegutinsky gypsum plant of grade G-5 BII, powdered quicklime calcium produced by JSC Limestone, Ust-Dzheguta. Volcanic ash of the Zayukovskoye deposit with a maximum grain size of 1.25 mm was used as an active mineral additive and aggregate of foam concrete. We used the PB-2000 blowing agent manufactured by Ivkhimprom PJSC. For dispersed reinforcement of foam concrete, basalt fiber manufactured by Ivotsteklo PJSC of the RNB-9-1200-4s grade was used, the ratio of fiber length to diameter based on preliminary experiments was adopted
Figure 00000001
, the fiber length was 13 mm.

Химический состав вулканического пепла представлен в таблице 1.The chemical composition of volcanic ash is presented in table 1.

Figure 00000002
Figure 00000002

Изготовление ячеистобетонных образцов из сырьевой смеси включает следующие операции: приготовление ячеистобетонной смеси, формование и тепловлажностную обработку.The production of cellular concrete samples from a raw mix includes the following operations: preparation of a cellular concrete mixture, molding and heat and moisture treatment.

Приготовление смеси осуществляют в смесителе периодического действия. По обычной (традиционной) технологии первоначально перемешивают цемент, известь, гипс и вулканический пепел с водой до получения однородной массы, затем добавляют базальтовые волокна и пену, после чего перемешивание всех компонентов продолжают до получения смеси заданной плотности.The preparation of the mixture is carried out in a batch mixer. According to the usual (traditional) technology, cement, lime, gypsum and volcanic ash are initially mixed with water until a homogeneous mass is obtained, then basalt fibers and foam are added, after which mixing of all components is continued until a mixture of a given density is obtained.

Образцы размером 4×4×16 см формуют литьевым способом.Samples of 4 × 4 × 16 cm are injection molded.

Тепловую обработку образцов осуществляют после предварительной выдержки в течение 16 ч при t=20±2°С в пропарочной камере при t=80°С по режиму 2+6 + естественное остывание.Heat treatment of the samples is carried out after preliminary exposure for 16 hours at t = 20 ± 2 ° C in a steaming chamber at t = 80 ° C according to the 2 + 6 + natural cooling mode.

Перед испытаниями образцы высушивают до постоянной массы при t=105°С в сушильном шкафу.Before testing, the samples are dried to constant weight at t = 105 ° C in an oven.

Составы исходных сырьевых смесей пенобетона согласно изобретению и их основные физико-механические свойства приведены в таблице 2.The compositions of the initial raw material mixtures of foam according to the invention and their main physical and mechanical properties are shown in table 2.

Из таблицы 2 видно, что разработанный состав на вулканическом пепле имеет большую прочность на изгиб и сжатие по сравнению с пенобетоном на туфовом песке. Использование негашеной извести и гипса в качестве возбудителя скрытой гидравлической активности пепла позволяет уменьшить расход цемента в 2 раза без снижения прочности пенобетона и имеет повышенные прочностные показатели по сравнению с пенобетоном на туфовом песке. Это объясняется большей дисперсностью и гидравлической активностью пепла. Вместе с тем применение добавок приводит к снижению коэффициента размягчения пенобетона с 0,84 до 0,51. Использование армирующего базальтового волокна в пенобетоне повышает прочность на растяжение при изгибе исходной матрицы в 4,6 раза, а по сравнению пенобетоном, армированными капроновыми волокнами, в 1,51 раза.From table 2 it can be seen that the developed composition on volcanic ash has a greater bending and compression strength compared with foam concrete on tuff sand. The use of quicklime and gypsum as the causative agent of the latent hydraulic activity of ash allows to reduce cement consumption by 2 times without reducing the strength of foam concrete and has increased strength characteristics compared to foam concrete on tuff sand. This is due to the greater dispersion and hydraulic activity of ash. However, the use of additives leads to a decrease in the softening coefficient of foam concrete from 0.84 to 0.51. The use of reinforcing basalt fiber in foam concrete increases the tensile strength when bending the initial matrix by 4.6 times, and in comparison with foam concrete reinforced with kapron fibers, by 1.51 times.

Figure 00000003
Figure 00000003

Технический результат - введение базальтовых волокон повышает предел прочности при изгибе пенобетона по сравнению с прототипом в 1,51 раза, а по сравнению с исходной матрицей в 4,6 раза. Это позволит изготавливать пенобетонные изделия больших размеров.The technical result - the introduction of basalt fibers increases the tensile strength in bending of foam concrete compared to the prototype by 1.51 times, and compared with the original matrix by 4.6 times. This will make it possible to produce large-sized foam concrete products.

Источники информацииInformation sources

1. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Устенко А.А. Технология теплоизоляционных материалов. М.: Стройиздат, 1980. - 399 с.1. Gorlov Yu.P., Merkin A.P., Ustenko A.A. Technology of thermal insulation materials. M .: Stroyizdat, 1980 .-- 399 p.

2. Пухаренко Ю.В., Суворов И.О. Патент РФ №2592907. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона // Бюлл. №21. 2016.2. Pukharenko Yu.V., Suvorov I.O. RF patent No. 2592907. The raw material mixture for the manufacture of foam concrete // Bull. No. 21. 2016.

3. Хежев Т.А., Пухаренко Ю.В., Хашукаев М.Н. Патент РФ №2339600. Сырьевая смесь и способ изготовления изделий из пенобетона // Бюлл. №33.2008.3. Khezhev T.A., Pukharenko Yu.V., Khashukaev M.N. RF patent №2339600. Raw mix and method for manufacturing foam concrete products // Bull. No. 33.2008.

Claims (2)

Сырьевая смесь для изготовления пенобетона, включающая цемент, кремнеземистый компонент, армирующее волокно, негашеную известь, строительный гипс, пенообразователь и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве цемента портландцемент, в качестве кремнеземистого компонента вулканический пепел с максимальной крупностью зерен 1,25 мм, являющийся одновременно и активной минеральной добавкой, в качестве армирующего материала базальтовое волокно марки РНБ-9-1200-4с и имеет длину 13 мм, где соотношение длины волокон к диаметру равно
Figure 00000004
и пенообразователь ПБ-2000 при следующем соотношении компонентов, мас.%:The raw material mixture for the production of foam concrete, including cement, a silica component, reinforcing fiber, quicklime, gypsum, foaming agent and water, characterized in that it contains Portland cement as a cement, volcanic ash with a maximum grain size of 1.25 mm as a silica component which is simultaneously an active mineral additive, as a reinforcing material, basalt fiber of the RNB-9-1200-4s brand and has a length of 13 mm, where the ratio of fiber length to diameter is
Figure 00000004
and foaming agent PB-2000 in the following ratio of components, wt.%: портландцементPortland cement 16,1-33,816.1-33.8 вулканический пепелvolcanic ash 32,2-33,832.2-33.8 пенообразователь ПБ-2000PB-2000 foaming agent 0,250.25 базальтовое волокноbasalt fiber 0,90.9 негашеная известьquicklime 0-16,10-16.1 строительный гипсgypsum plaster 0-0,90-0.9 водаwater остальноеrest
RU2017109790A 2017-03-23 2017-03-23 Raw mixture for making foamed concrete RU2678286C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017109790A RU2678286C2 (en) 2017-03-23 2017-03-23 Raw mixture for making foamed concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017109790A RU2678286C2 (en) 2017-03-23 2017-03-23 Raw mixture for making foamed concrete

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017109790A RU2017109790A (en) 2018-09-24
RU2017109790A3 RU2017109790A3 (en) 2018-09-24
RU2678286C2 true RU2678286C2 (en) 2019-01-24

Family

ID=63668750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017109790A RU2678286C2 (en) 2017-03-23 2017-03-23 Raw mixture for making foamed concrete

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2678286C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2339600C2 (en) * 2006-09-21 2008-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" Raw mixture and method of products' manufacture from foam concrete
RU2010108587A (en) * 2010-03-09 2011-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет CELL-CONCRETE FIRE-PROTECTIVE RAW MATERIAL MIXTURE
RU2433096C2 (en) * 2007-02-12 2011-11-10 Оливер Тёне Mixture of substances used particularly as additive for concrete mixture
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
CN106431487A (en) * 2016-09-29 2017-02-22 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 Foam concrete

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2339600C2 (en) * 2006-09-21 2008-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" Raw mixture and method of products' manufacture from foam concrete
RU2433096C2 (en) * 2007-02-12 2011-11-10 Оливер Тёне Mixture of substances used particularly as additive for concrete mixture
RU2010108587A (en) * 2010-03-09 2011-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет CELL-CONCRETE FIRE-PROTECTIVE RAW MATERIAL MIXTURE
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
CN106431487A (en) * 2016-09-29 2017-02-22 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 Foam concrete

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХЕЖЕВ Т.А. и др. Фиброгипсовермикулитобетонные композиты с применением вулканического пепла, Электронный научный журнал "Инженерный вестник Дона", 2015, N 1, ч.2. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017109790A (en) 2018-09-24
RU2017109790A3 (en) 2018-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2002302913B2 (en) Low density calcium silicate hydrate strength accelerant additive for cementitious products
RU2392245C1 (en) Dry mortar for preparation of cellular concrete
CN108164222A (en) Cement-based grouting material and grout and mortar
RU2381191C2 (en) Organic mineral modifying agent of gypsum binding agents, building solutions, concretes, and products on their base
CN108117340B (en) Ceramsite high-strength plate product and preparation method thereof
RU2592907C1 (en) Crude mixture for making foamed concrete
RU2678286C2 (en) Raw mixture for making foamed concrete
RU2378228C1 (en) Cellular concrete of autoclave hardening
Chi et al. Utilization of circulating fluidized bed combustion (CFBC) fly ash and coal-fired fly ash in Portland cement
RU2525565C1 (en) Concrete mixture
RU2569422C1 (en) Wood-cement mix
RU2605110C1 (en) Wood-cement mixture for making building blocks
RU2570214C1 (en) Wood-talcum peach-cement mixture
RU2339600C2 (en) Raw mixture and method of products' manufacture from foam concrete
RU2803561C1 (en) Raw mix for the production of fiber foam concrete
RU2734485C1 (en) Crude mixture for light fibre concrete
RU2570215C1 (en) Wood-marble-cement mixture
RU2660675C1 (en) Raw mixture for the manufacture of foam concrete composites
US7402205B2 (en) Composition comprising water- and air-hardenable binders and its use notably to the preparation of a product having the aspect of a natural stone
RU2452714C1 (en) Method to prepare concrete mix on porous filler
RU2594493C1 (en) Crude mixture for making fibre-gypsum-concrete composite
CN115784690B (en) High-temperature-resistant EPS concrete material for improving 3D printing anisotropy and preparation method thereof
KR20190047911A (en) Slag mixed type calcium silicated inorganic insulation fabrication method
RU2811704C1 (en) Raw mixture for fire retardant plaster mortar
US8435342B2 (en) Concrete composition

Legal Events

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

Effective date: 20200324