RU2681036C1 - Method of manufacturing polystyrene-concrete products - Google Patents

Method of manufacturing polystyrene-concrete products Download PDF

Info

Publication number
RU2681036C1
RU2681036C1 RU2018120282A RU2018120282A RU2681036C1 RU 2681036 C1 RU2681036 C1 RU 2681036C1 RU 2018120282 A RU2018120282 A RU 2018120282A RU 2018120282 A RU2018120282 A RU 2018120282A RU 2681036 C1 RU2681036 C1 RU 2681036C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polystyrene
temperature
concrete
mixture
foaming
Prior art date
Application number
RU2018120282A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аврелий Александрович Пак
Раиса Николаевна Сухорукова
Светлана Валентиновна Бастрыгина
Татьяна Павловна Белогурова
Вера Владимировна Тюкавкина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
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 учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
Priority to RU2018120282A priority Critical patent/RU2681036C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2681036C1 publication Critical patent/RU2681036C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/02Selection of the hardening environment
    • C04B40/024Steam hardening, e.g. in an autoclave

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to the technology of building materials, and in particular to methods for the manufacture of heat-insulating and structural-heat-insulating building products using foamed polystyrene. Polystyrene is subjected to foaming in the process of hydration of quicklime with a lime: polystyrene: water mass ratio of 1:0.9–1.0:1.1–1.2 for 3–3.5 minutes to ensure the foaming coefficient K= 8–10. Concrete mix containing portland cement as a mineral binder, a silica component, suspended polystyrene and water with a temperature of 5–15 °C is prepared. Gas-forming additive in the form of aluminum powder is introduced into the composition of the concrete mixture. Mixture is placed in a mold with a lid and placed in a steam chamber, preheated to a temperature of 40–45 °C. After that, the temperature is raised to 90–100 °C for 0.5–1 hours with swelling of the concrete mixture. Then isothermal aging is carried out for 2.5–3.5 hours with the addition of polystyrene granules. After this, the product is cooled.EFFECT: method allows to reduce the duration of the technological cycle and reduce energy consumption by eliminating heat consumption for polystyrene pre-foaming and electric heating of the concrete mixture, while ensuring high strength characteristics of products.1 cl, 5 ex

Description

Изобретение относится к технологии строительных материалов, а именно, к способам изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных строительных изделий с использованием вспененного полистирола.The invention relates to the technology of building materials, namely, to methods for manufacturing heat-insulating and structural-heat-insulating building products using foamed polystyrene.

Для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик полистиролбетонных изделий необходимо обеспечить равномерное распределение гранул пенополистирола в растворной смеси и прочное их сцепление с цементным камнем. В соответствии с ГОСТ Р 51263-2012 при плотности 400, 500, 600 кг/м3 класс прочности полистиролбетона на сжатие должен быть не ниже В 1,5, В2 и В2,5, что соответствует прочности на сжатие не ниже 1,9, 2,5 и 3,1 МПа. Однако выполнение этих требований связано с реализацией весьма продолжительных и энергоемких процессов.To ensure the required performance characteristics of polystyrene concrete products, it is necessary to ensure uniform distribution of polystyrene foam granules in the mortar mixture and their strong adhesion to the cement stone. In accordance with GOST R 51263-2012 at a density of 400, 500, 600 kg / m 3, the compressive strength of polystyrene concrete must be at least B 1.5, B2 and B2.5, which corresponds to a compressive strength of at least 1.9, 2.5 and 3.1 MPa. However, the fulfillment of these requirements is associated with the implementation of very long and energy-intensive processes.

Известен способ изготовления полистиролбетонного изделия с использованием негашеной извести (см. пат. 2132835 РФ, МПК6 С04В 38/10, 40/00, 1999), согласно которому приготавливают пенобетонную смесь, содержащую портландцемент, гранулированный пенополистирол, золу ТЭС, известь-кипелку, техническую пену и воду. При приготовлении смеси вначале перемешивают в скоростном пенобетоносмесителе портландцемент, гранулы пенополистирола и воду, после чего при перемешивании добавляют техническую пену, золу ТЭС и известь-кипелку. Приготовленную пенобетонную смесь заливают в форму и после суточного твердения в комнатных условиях подвергают тепловой обработке в течение 12 часов при температуре 80-85°С. Полученные образцы полистиролбетона имели при плотности 250-350 кг/м3 прочность на сжатие 0,25-0,64 МПа.A known method of manufacturing a polystyrene concrete product using quicklime (see US Pat. No. 2132835, IPC 6 С04В 38/10, 40/00, 1999), according to which a foam concrete mixture is prepared containing Portland cement, granular polystyrene foam, TPP ash, lime lime, technical foam and water. When preparing the mixture, Portland cement, expanded polystyrene granules and water are first mixed in a high-speed concrete mixer, after which technical foam, TPP ash and lime-lime are added while mixing. The prepared foam concrete mixture is poured into the mold and after daily hardening in room conditions it is subjected to heat treatment for 12 hours at a temperature of 80-85 ° C. The obtained samples of polystyrene concrete had a density of 250-350 kg / m 3 compressive strength of 0.25-0.64 MPa.

Недостатком данного способа является длительная тепловая обработка и использование в качестве порообразователя технической пены, не обеспечивающей надежное сцепление гранул пенополистирола с портландцементом, что снижает прочность бетона.The disadvantage of this method is the long heat treatment and the use of technical foam as a blowing agent, which does not provide reliable adhesion of polystyrene foam granules with Portland cement, which reduces the strength of concrete.

Известен также способ изготовления полистиролбетонного изделия с использованием негашеной извести (см. пат. 1551704 РФ, МПК5 С04В 40/02, 1990), включающий приготовление бетонной смеси, содержащей минеральное вяжущее в виде извести-кипелки, подвспененный полистирол, молотый песок, 3% раствор соляной кислоты или трепел и воду. Приготовленную бетонную смесь укладывают в форму с металлическими перфорированными поддоном и крышкой, выдерживают в течение 6-10 минут и прогревают токами промышленной частоты по режиму: подъем температуры до 70-80°С в течение 3-4 минут и выдержка в течение 10-12 минут. За счет гидратации извести температуры бетонной смеси повышается до 95-98°С и происходит до-вспенивание полистирола. Затем температуру смеси повышают электропрогревом до 108-110°С в течение 4-5 минут, после чего форму помещают в предварительно разогретую до 60-70°С пропарочную камеру и пропаривают в течение 3-4 часов с последующим охлаждением изделия в течение 1,5-2,5 часов. Продолжительность технологического цикла составила 5-7,2 часа. Полученные образцы изделия при плотности 400-500 кг/м3 имели прочность 4,2-4,8 МПа.There is also known a method of manufacturing a polystyrene concrete product using quicklime (see US Pat. 1551704 RF, IPC 5 С04В 40/02, 1990), including the preparation of a concrete mixture containing a mineral binder in the form of lime-boiling, foamed polystyrene, ground sand, 3% hydrochloric acid solution or tripoli and water. The prepared concrete mix is placed in a mold with a metal perforated tray and lid, kept for 6-10 minutes and heated with currents of industrial frequency according to the regime: temperature rise to 70-80 ° C for 3-4 minutes and holding for 10-12 minutes . Due to the hydration of lime, the temperature of the concrete mixture rises to 95-98 ° C and polystyrene is foamed. Then, the temperature of the mixture is increased by electric heating to 108-110 ° C for 4-5 minutes, after which the mold is placed in a steaming chamber preheated to 60-70 ° C and steamed for 3-4 hours, followed by cooling of the product for 1.5 -2.5 hours. The duration of the technological cycle was 5-7.2 hours. The obtained product samples at a density of 400-500 kg / m 3 had a strength of 4.2-4.8 MPa.

Недостатками известного способа, при высоких показателях прочности, являются повышенные энергозатраты, обусловленные наличием двухстадийного электропрогрева бетонной смеси токами промышленной частоты, и значительная длительность способа. Электропрогрев бетонной смеси во влажных условиях сопряжен с возможностью короткого замыкания, что снижает электробезопасность способа.The disadvantages of this method, with high strength indicators, are increased energy costs due to the presence of a two-stage electrical heating of the concrete mixture by currents of industrial frequency, and a significant duration of the method. Electric heating of the concrete mixture in wet conditions is fraught with the possibility of short circuit, which reduces the electrical safety of the method.

Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в снижении энергозатрат и длительности способа при обеспечении высоких прочностных характеристик изделий.The invention is aimed at achieving a technical result, which consists in reducing energy costs and the duration of the method while ensuring high strength characteristics of the products.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления полистиролбетонного изделия с использованием негашеной извести, включающем подвспенивание полистирола, приготовление бетонной смеси, содержащей минеральное вяжущее, кремнеземистый компонент, подвспененный полистирол и воду, укладку смеси в форму с крышкой, подъем температуры смеси, довспенивание гранул полистирола, размещение формы в предварительно разогретой пропарочной камере, изотермическую выдержку смеси в камере и охлаждение изделия, согласно изобретению, подвспенивание полистирола осуществляют в процессе гидратации негашеной извести до обеспечения коэффициента вспенивания Квсп=8-10, в состав бетонной смеси вводят газообразующую добавку в виде алюминиевой пудры, в качестве минерального вяжущего используют портландцемент, воду берут с температурой 5-15°С, пропарочную камеру предварительно разогревают до температуры 40-45°С, после размещения формы в камере температуру повышают до 90-100°С в течение 0,5-1 часа со вспучиванием газобетонной смеси, после чего осуществляют изотермическую выдержку в течение 2,5-3,5 часов с до-вспениванием гранул полистирола.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a polystyrene concrete product using quicklime, which includes foaming polystyrene, preparing a concrete mixture containing a mineral binder, siliceous component, foamed polystyrene and water, laying the mixture in a mold with a lid, raising the temperature of the mixture, expanding the polystyrene granules , placing the form in a preheated steaming chamber, isothermal exposure of the mixture in the chamber and cooling the product, according to the invention, penivanie polystyrene is carried out during the hydration of quicklime to ensure foaming coefficient K aux = 8-10, in the concrete mix gassing agent is administered in the form of aluminum powder, a mineral binder used as a Portland cement, water charge at a temperature 5-15 ° C, steam chamber preheated to a temperature of 40-45 ° C, after placing the mold in the chamber, the temperature is increased to 90-100 ° C for 0.5-1 hours with expansion of the aerated concrete mixture, after which isothermal exposure is carried out for ue 2.5-3.5 hours with pre-foaming polystyrene beads.

Технический результат достигается также тем, что подвспенивание полистирола осуществляют при массовом соотношении известь : полистирол : вода, равном 1:0,9-1,0:1,1-1,2, в течение 3,0-3,5 минут.The technical result is also achieved by the fact that the foaming of polystyrene is carried out at a mass ratio of lime: polystyrene: water, equal to 1: 0.9-1.0: 1.1-1.2, for 3.0-3.5 minutes.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, which determine the scope of legal protection and are sufficient to obtain the above technical result, perform functions and relate to the result as follows.

Подвспенивание полистирола в процессе гидратации негашеной извести до обеспечения коэффициента вспенивания Квсп=8-10 позволяет использовать для вспенивания полистирола теплоту взаимодействия негашеной извести с водой, что исключает энергозатраты на подвспенивание полистирола. При этом температура гидратации извести достигает 90-105°С, что является достаточным для вспенивания полистирола. Образующаяся гидратированная известь может быть выведена из процесса или использована для приготовления бетонной смеси.The foaming of polystyrene during the hydration of quicklime to ensure a foaming coefficient of Ksp = 8-10 allows you to use the heat of interaction of quicklime with water for foaming polystyrene, which eliminates the energy consumption for foaming polystyrene. The temperature of lime hydration reaches 90-105 ° C, which is sufficient for foaming polystyrene. The resulting hydrated lime can be removed from the process or used to prepare the concrete mix.

Подвспенивание полистирола до коэффициента вспенивания менее 8 может привести к недовспениванию полистирола при последующей тепловой обработке, а подвспенивание до коэффициента вспенивания более 10 - к недостаточному обжатию гранул полистирола.Sub-foaming of polystyrene to a foaming coefficient of less than 8 can lead to under-foaming of polystyrene during subsequent heat treatment, and foaming to a coefficient of foaming of more than 10 can lead to insufficient compression of polystyrene granules.

Введение в состав бетонной смеси газообразующей добавки в виде алюминиевой пудры обеспечивает увеличение объема газобетонной смеси и способствует всестороннему обволакиванию гранул полистирола с обжатием и надежным сцеплением гранул с растворной смесью. Для этого необходимо формовать изделия в форме, закрытой сверху крышкой, поскольку в результате химической реакции алюминиевой пудры с известью, содержащейся в портландцементе, либо в специально введенном известьсодержащем компоненте, выделяется газ - водород, который вспучивает и увеличивает в объеме растворную составляющую бетонной смеси. Вследствие этого, при формовании изделия в закрытой форме происходит уплотнение и упрочнение бетонных перегородок между гранулами полистирола, что способствует повышению прочности полистиролбетона.The introduction of a gas-forming additive in the form of aluminum powder into the concrete mix ensures an increase in the volume of the aerated concrete mix and contributes to the comprehensive enveloping of polystyrene granules with compression and reliable adhesion of the granules to the mortar mixture. To do this, it is necessary to mold the products in a form that is closed on top by a lid, because as a result of a chemical reaction of aluminum powder with lime contained in Portland cement, or in a specially introduced lime-containing component, hydrogen gas is released, which swells and increases the volume of the mortar component of the concrete mixture. As a result of this, when the product is molded in closed form, the concrete partitions between the polystyrene granules are compacted and hardened, which increases the strength of polystyrene concrete.

Использование портландцемента в качестве минерального вяжущего позволяет получать полистиролбетон с высокими прочностными характеристиками, а также повышенными морозо-, водо- и атмосферостойкостью.The use of Portland cement as a mineral binder makes it possible to obtain polystyrene concrete with high strength characteristics, as well as increased frost, water and weather resistance.

Использование холодной воды с температурой 5-15°С позволяет исключить затраты тепловой энергии на разогрев воды (50-70°С по традиционной технологии газобетона) и замедлить газообразование и вспучивание смеси, так как эти процессы напрямую зависят от температуры бетонной смеси, которая является оптимальной в диапазоне 40-45°С. Замедление этих процессов позволяет исключить преждевременное вспучивание газобетонной смеси и выполнить операции, необходимые для формования изделия, в спокойном режиме. Температура воды ниже 5°С нежелательна ввиду удлинения процесса разогрева газобетонной смеси до требуемой температуры газообразования и вспучивания, а при температуре воды выше 15°С газобетонная смесь может начать вспучиваться до окончания операции формования изделия.The use of cold water with a temperature of 5-15 ° C eliminates the cost of thermal energy for heating water (50-70 ° C using traditional aerated concrete technology) and slows down the gas formation and expansion of the mixture, since these processes directly depend on the temperature of the concrete mixture, which is optimal in the range of 40-45 ° C. Slowing down these processes eliminates premature swelling of the aerated concrete mixture and performs the operations necessary for molding the product in a quiet mode. A water temperature below 5 ° C is undesirable due to the lengthening of the process of heating the aerated concrete mixture to the required temperature of gas formation and expansion, and at a temperature of water above 15 ° C, the aerated concrete mixture may begin to expand before the end of the molding operation.

Предварительный разогрев пропарочной камеры до температуры 40-45°С обеспечивает ускоренный нагрев бетонной смеси до требуемой температуры газообразования. Разогрев пропарочной камеры до температуры ниже 40°С удлиняет нагревание смеси, а разогрев до температуры выше 45°С может привести к повышенным температурным градиентам и неравномерному вспучиванию газобетонной смеси по сечению заформованного изделия.Preheating the steaming chamber to a temperature of 40-45 ° C provides accelerated heating of the concrete mixture to the desired gas formation temperature. Heating a steaming chamber to a temperature below 40 ° C prolongs the heating of the mixture, and heating to a temperature above 45 ° C can lead to increased temperature gradients and uneven swelling of the aerated concrete mixture over the cross section of the molded product.

Повышение температуры после размещения формы в камере до 90-100°С в течение 0,5-1 часа и изотермическая выдержка в течение 2,5-3,5 часов обеспечивают пропаривание изделия со вспучиванием газобетонной смеси и довспениванием гранул полистирола, что в итоге приводит к повышению прочности полистиролбетонного изделия.The temperature increase after placing the mold in the chamber to 90-100 ° C for 0.5-1 hours and isothermal exposure for 2.5-3.5 hours provide steaming of the product with expansion of the aerated concrete mixture and the expansion of polystyrene granules, which ultimately leads to to increase the strength of polystyrene concrete products.

Подъем температуры до 90-100°С в течение менее 0,5 часа может привести к неравномерному разогреву изделия по сечению, а более 1 часа - к удлинению процесса тепловой обработки.Raising the temperature to 90-100 ° C for less than 0.5 hours can lead to uneven heating of the product over the cross section, and more than 1 hour - to lengthen the heat treatment process.

Изотермическая выдержка в течение менее 2,5 часов не обеспечивает требуемую прочность полистиролбетонного изделия, а более 3,5 часов не обеспечивает заметного увеличения прочности и ведет к необоснованным затратам энергии.Isothermal exposure for less than 2.5 hours does not provide the required strength of the polystyrene concrete product, and more than 3.5 hours does not provide a noticeable increase in strength and leads to unreasonable energy costs.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в снижении энергозатрат и длительности способа при обеспечении высоких прочностных характеристик изделий.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in reducing energy consumption and the duration of the method while ensuring high strength characteristics of the products.

В частном случае осуществления изобретения предпочтительны следующие режимные параметры.In the particular case of the invention, the following mode parameters are preferred.

Подвспенивание полистирола при массовом соотношении известь : полистирол : вода, равном 1:0,9-1,0:1,1-1,2, в течение 3-3,5 минут позволяет получить пенополистирол с коэффициентом вспенивания Квсп=8-10.Foaming polystyrene with a mass ratio of lime: polystyrene: water, equal to 1: 0.9-1.0: 1.1-1.2, for 3-3.5 minutes allows you to get polystyrene foam with a foaming coefficient K pop = 8-10 .

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения достижения технического результата.The above particular features of the invention allow the method to be carried out in an optimal mode from the point of view of achieving a technical result.

Сущность и преимущества предлагаемого способа изготовления полистиролбетонного изделия могут быть пояснены следующими Примерами конкретного выполнения изобретения.The essence and advantages of the proposed method for the manufacture of polystyrene concrete products can be explained by the following Examples of specific embodiments of the invention.

Пример 1. При осуществлении способа предварительно подвспенивают полистирол в смеси негашеной извести с водой. Для этого берут 6 г негашеной извести активностью 88% по содержанию СаО, 5,4 г невспененного бисерного полистирола с насыпной плотностью γ=90 кг/м3 и 6,6 мл воды при массовом соотношении компонентов 1:0,9:1,1. Подвспенивание полистирола осуществляют в течение 3 минут в процессе гидратации негашеной извести до обеспечения коэффициента вспенивания Квсп=8. Насыпная плотность подвспененного полистирола составила 70 кг/м3.Example 1. When carrying out the method, polystyrene is pre-foamed in a mixture of quicklime with water. To do this, take 6 g of quicklime with an activity of 88% by CaO content, 5.4 g of non-foamed polystyrene beads with a bulk density of γ = 90 kg / m 3 and 6.6 ml of water with a mass ratio of components of 1: 0.9: 1.1 . Foaming of polystyrene is carried out for 3 minutes in the process of hydration of quicklime to ensure a coefficient of foaming K pop = 8. The bulk density of the expanded polystyrene was 70 kg / m 3 .

Для определения показателей плотности и прочности бетона на сжатие формуют образцы-кубы с размерами 7,07×7,07×7,07 см. Объем замеса бетонной смеси на одну форму составляет 1 л. Приготавливают бетонную смесь при следующем расходе компонентов на расчетную плотность бетона в сухом состоянии 400 кг/м3: портландцемент марки ЦЕМ II/А-З 42,5-144 г, известково-песчаное вяжущее ИПВ, получаемое путем совместного помола песка с известью в соотношении 1:1 и вводимое для активизации процесса газообразования - 36 г, кремнеземистый компонент в виде золошлаковой смеси ЗШС из золоотвала Апатитской ТЭЦ с насыпной плотностью 1000 кг/м3 - 180 г, полистирол, подвспененный до Квсп=8,-5,25 г, алюминиевая пудра ПАП-1 - 0,55 г, вода с температурой 5°С - 200 мл. Соотношение твердых минеральных компонентов составляет, мас. %: портландцемент : ИПВ : ЗШС=40:10:50.To determine the density and compressive strength of concrete, cube samples are formed with dimensions of 7.07 × 7.07 × 7.07 cm. The volume of the concrete mix for one mold is 1 liter. A concrete mixture is prepared at the following consumption of components for an estimated concrete density in the dry state of 400 kg / m 3 : Portland cement grade CEM II / A-Z 42.5-144 g, lime-sand binder IPV, obtained by co-grinding sand with lime in the ratio 1: 1 and introduced to activate the process of gas formation - 36 g, a silica component in the form of an ash-slag mixture of ash and slag from the ash dump of the Apatitskaya CHPP with a bulk density of 1000 kg / m 3 - 180 g, polystyrene, foamed to Ksp = 8, -5.25 g , aluminum powder PAP-1 - 0.55 g, water with a temperature of 5 ° C - 200 ml. The ratio of solid mineral components is, wt. %: Portland cement: IPV: ZHS: = 40: 10: 50.

При смешении компонентов в смеситель вначале наливают воду, затем засыпают перемешанные в сухом состоянии портландцемент, известково-песчаное вяжущее и золошлаковую смесь и перемешивают в течение 2 минут. Затем засыпают гранулы подвспененного полистирола, перемешивают 2 минуты, заливают водную суспензию алюминиевой пудры и перемешивают еще 1 минуту. Приготовленную таким образом бетонную смесь укладывают в форму, которую закрывают крышкой. Форму размещают в предварительно разогретой до 40°С пропарочной камере. После размещения формы в камере температуру повышают до 90°С в течение 0,5 часа со вспучиванием газобетонной смеси. Затем осуществляют изотермическую выдержку в течение 3 часов с довспениванием гранул полистирола. После этого температуру в пропарочной камере снижают до 35°С в течение 1,5 часов с охлаждением изделия. Длительность технологического цикла составила 5,1 часа. После охлаждения образцы распалубливают, взвешивают и помещают в сушильный шкаф при температуре 100°С. После высушивания до постоянной массы образцы испытывают для определения показателей плотности и прочности полистиролбетона на сжатие. Прочность полученного блочного полистиролбетонного изделия составила 1,98 МПа при плотности в сухом состоянии 400 кг/м3, что удовлетворяет требованиям ГОСТ.When mixing the components, water is first poured into the mixer, then Portland cement, a lime-sand binder and ash and slag mixture are mixed in a dry state and mixed for 2 minutes. Then the granules of expanded polystyrene are poured, mixed for 2 minutes, an aqueous suspension of aluminum powder is poured and mixed for another 1 minute. The concrete mix thus prepared is laid in a mold which is closed with a lid. The form is placed in a steaming chamber preheated to 40 ° C. After placing the mold in the chamber, the temperature is increased to 90 ° C for 0.5 hours with expansion of the aerated concrete mixture. Then carry out isothermal exposure for 3 hours with the expansion of polystyrene granules. After that, the temperature in the steaming chamber is reduced to 35 ° C for 1.5 hours with cooling of the product. The duration of the technological cycle was 5.1 hours. After cooling, the samples are redistributed, weighed and placed in an oven at a temperature of 100 ° C. After drying to constant weight, the samples are tested to determine the density and compressive strength of polystyrene concrete. The strength of the obtained block polystyrene concrete product was 1.98 MPa at a density in the dry state of 400 kg / m 3 that meets the requirements of GOST.

Пример 2. При осуществлении способа предварительно подвспенивают полистирол в смеси негашеной извести с водой. Для этого берут 5 г негашеной извести активностью 88% по содержанию СаО, 4,75 г невспененного бисерного полистирола с насыпной плотностью γ=90 кг/м3 и 5,5 мл воды при массовом соотношении компонентов 1:0,95:1,1. Подвспенивание полистирола осуществляют в течение 3,3 минут в процессе гидратации негашеной извести до обеспечения коэффициента вспенивания Квсп=9. Насыпная плотность подвспененного полистирола составила 58 кг/м3.Example 2. When carrying out the method, polystyrene is pre-foamed in a mixture of quicklime with water. To do this, take 5 g of quicklime with an activity of 88% by CaO content, 4.75 g of non-foamed polystyrene beads with a bulk density of γ = 90 kg / m 3 and 5.5 ml of water with a mass ratio of components of 1: 0.95: 1.1 . Foaming of polystyrene is carried out for 3.3 minutes in the process of hydration of quicklime to ensure the coefficient of foaming K pop = 9. The bulk density of the expanded polystyrene was 58 kg / m 3 .

Далее процесс приготовления смеси и формования изделия ведут аналогично Примеру 1. Отличие заключается в том, что при приготовлении бетонной смеси берут полистирол, подвспененный до Квсп=9, в количестве 4,35 г, а бетонную смесь затворяют водой с температурой 10°С.Next, the process of preparing the mixture and molding the product is carried out similarly to Example 1. The difference is that in the preparation of the concrete mixture take polystyrene, foamed to Ksp = 9, in the amount of 4.35 g, and the concrete mixture is shut with water at a temperature of 10 ° C.

Форму размещают в предварительно разогретой до 43°С пропарочной камере. После размещения формы в камере температуру повышают до 95°С в течение 0,7 часа со вспучиванием газобетонной смеси. Затем осуществляют изотермическую выдержку в течение 2,5 часов с довспениванием гранул полистирола. После этого температуру в пропарочной камере снижают до 35°С в течение 1,5 часов с охлаждением изделия. Длительность технологического цикла составила 4,8 часа. После охлаждения образцы распалубливают, взвешивают и помещают в сушильный шкаф при температуре 105°С. После высушивания до постоянной массы образцы испытывают для определения показателей плотности и прочности полистиролбетона на сжатие. Прочность полученного блочного полистиролбетонного изделия составила 2,13 МПа при плотности в сухом состоянии 400 кг/м3, что превышает требования ГОСТ.The form is placed in a steaming chamber preheated to 43 ° C. After placing the mold in the chamber, the temperature is increased to 95 ° C for 0.7 hours with expansion of the aerated concrete mixture. Then carry out isothermal exposure for 2.5 hours with the expansion of polystyrene granules. After that, the temperature in the steaming chamber is reduced to 35 ° C for 1.5 hours with cooling of the product. The duration of the technological cycle was 4.8 hours. After cooling, the samples are redistributed, weighed and placed in an oven at a temperature of 105 ° C. After drying to constant weight, the samples are tested to determine the density and compressive strength of polystyrene concrete. The strength of the obtained block polystyrene concrete product amounted to 2.13 MPa at a density in the dry state of 400 kg / m 3 , which exceeds the requirements of GOST.

Пример 3. При осуществлении способа предварительно подвспенивают полистирол в смеси негашеной извести с водой. Для этого берут 5 г негашеной извести активностью 88% по содержанию СаО, 5 г невспененного бисерного полистирола с насыпной плотностью γ=90 кг/м3 и 6 мл воды при массовом соотношении компонентов 1:1:1,2. Подвспенивание полистирола осуществляют в течение 3,5 минут в процессе гидратации негашеной извести до обеспечения коэффициента вспенивания Квсп=10. Насыпная плотность подвспененного полистирола составила 47 кг/м3.Example 3. When carrying out the method, polystyrene is pre-foamed in a mixture of quicklime with water. To do this, take 5 g of quicklime with an activity of 88% by CaO content, 5 g of non-foamed polystyrene beads with a bulk density of γ = 90 kg / m 3 and 6 ml of water with a mass ratio of components of 1: 1: 1.2. Foaming of polystyrene is carried out for 3.5 minutes in the process of hydration of quicklime to ensure the coefficient of foaming K pop = 10. The bulk density of the expanded polystyrene was 47 kg / m 3 .

Далее процесс приготовления смеси и формования изделия ведут аналогично Примеру 1. Отличие заключается в том, что при приготовлении бетонной смеси берут полистирол, подвспененный до Квсп=10, в количестве 3,5 г, а бетонную смесь затворяют водой с температурой 15°С.Next, the process of preparing the mixture and molding the product is carried out similarly to Example 1. The difference is that in the preparation of the concrete mixture take polystyrene, foamed to Ksp = 10, in an amount of 3.5 g, and the concrete mixture is shut with water at a temperature of 15 ° C.

Форму размещают в предварительно разогретой до 45°С пропарочной камере. После размещения формы в камере температуру повышают до 100°С в течение 1 часа со вспучиванием газобетонной смеси. Затем осуществляют изотермическую выдержку в течение 2,5 часов с довспениванием гранул полистирола. После этого температуру в пропарочной камере снижают до 35°С в течение 2 часов с охлаждением изделия. Длительность технологического цикла составила 5,6 часа. После охлаждения образцы распалубливают, взвешивают и помещают в сушильный шкаф при температуре 105°С. После высушивания до постоянной массы образцы испытывают для определения показателей плотности и прочности полистиролбетона на сжатие. Прочность полученного блочного полистиролбетонного изделия составила 2,37 МПа при плотности в сухом состоянии 400 кг/м3, что превышает требования ГОСТ.The form is placed in a steaming chamber preheated to 45 ° C. After placing the mold in the chamber, the temperature is increased to 100 ° C for 1 hour with expansion of the aerated concrete mixture. Then carry out isothermal exposure for 2.5 hours with the expansion of polystyrene granules. After that, the temperature in the steaming chamber is reduced to 35 ° C for 2 hours with cooling of the product. The duration of the technological cycle was 5.6 hours. After cooling, the samples are redistributed, weighed and placed in an oven at a temperature of 105 ° C. After drying to constant weight, the samples are tested to determine the density and compressive strength of polystyrene concrete. The strength of the obtained block polystyrene concrete product was 2.37 MPa with a density in the dry state of 400 kg / m 3 , which exceeds the requirements of GOST.

Пример 4. При осуществлении способа берут полистирол, подвспененный по Примеру 1. Для определения показателей плотности и прочности бетона на сжатие формуют образцы-кубы с размерами 7,07×7,07×7,07 см. Объем замеса бетонной смеси на одну форму составляет 1 л. Приготавливают бетонную смесь при следующем расходе компонентов на расчетную плотность бетона в сухом состоянии 500 кг/м3: портландцемент марки ЦЕМ II/А-З 42,5-180 г, известково-песчаное вяжущее ИПВ, получаемое путем совместного помола песка с известью в соотношении 1:1 и вводимое для активизации процесса газообразования - 45 г, кремнеземистый компонент в виде золошлаковой смеси ЗШС из золоотвала Апатитской ТЭЦ с насыпной плотностью 1000 кг/м3 - 225 г, полистирол, подвспененный до Квсп=8,-5,25 г, алюминиевая пудра ПАП-1 - 0,47 г, вода с температурой 10°С - 180 мл. Соотношение твердых минеральных компонентов составляет, мас. %: портландцемент : ИПВ : ЗШС=40:10:50.Example 4. When carrying out the method, polystyrene is taken, foamed in Example 1. To determine the density and compressive strength of concrete, cube samples are formed with dimensions of 7.07 × 7.07 × 7.07 cm. The volume of the concrete mix for one mold is 1 liter A concrete mixture is prepared at the following consumption of components for an estimated concrete density in the dry state of 500 kg / m 3 : Portland cement of the CEM II / AZ grade 42.5-180 g, lime-sand binder IPV, obtained by co-grinding sand with lime in the ratio 1: 1 and introduced to activate the process of gas formation - 45 g, a silica component in the form of an ash-slag mixture of ash and slag from the ash dump of the Apatitskaya CHPP with a bulk density of 1000 kg / m 3 - 225 g, polystyrene, foamed to Ksp = 8, -5.25 g , aluminum powder PAP-1 - 0.47 g, water with a temperature of 10 ° C - 180 ml . The ratio of solid mineral components is, wt. %: Portland cement: IPV: ZHS: = 40: 10: 50.

Далее смешение компонентов бетонной смеси производят аналогично Примеру 1. Форму размещают в предварительно разогретой до 40°С пропарочной камере. После размещения формы в камере температуру повышают до 90°С в течение 1 часа со вспучиванием газобетонной смеси. Затем осуществляют изотермическую выдержку в течение 3 часов с довспениванием гранул полистирола. После этого температуру в пропарочной камере снижают до 35°С в течение 1,5 часов с охлаждением изделия. Длительность технологического цикла составила 5,6 часа. После охлаждения образцы распалубливают, взвешивают и помещают в сушильный шкаф при температуре 100°С. После высушивания до постоянной массы образцы испытывают для определения показателей плотности и прочности полистиролбетона на сжатие. Прочность полученного блочного полистиролбетонного изделия составила 2,86 МПа при плотности в сухом состоянии 500 кг/м3, что превышает требования ГОСТ.Next, the mixing of the components of the concrete mixture is carried out similarly to Example 1. The form is placed in a steaming chamber preheated to 40 ° C. After placing the mold in the chamber, the temperature is increased to 90 ° C for 1 hour with expansion of the aerated concrete mixture. Then carry out isothermal exposure for 3 hours with the expansion of polystyrene granules. After that, the temperature in the steaming chamber is reduced to 35 ° C for 1.5 hours with cooling of the product. The duration of the technological cycle was 5.6 hours. After cooling, the samples are redistributed, weighed and placed in an oven at a temperature of 100 ° C. After drying to constant weight, the samples are tested to determine the density and compressive strength of polystyrene concrete. The strength of the obtained block polystyrene concrete product was 2.86 MPa at a density in the dry state of 500 kg / m 3 , which exceeds the requirements of GOST.

Пример 5. При осуществлении способа берут полистирол, подвспененный по Примеру 3. Расход и смешение компонентов осуществляют согласно Примеру 4 на расчетную плотность бетона в сухом состоянии 500 кг/м3. Отличие заключается в том, что при приготовлении бетонной смеси берут полистирол, подвспененный до Квсп=10, в количестве 3,5 г, а бетонную смесь затворяют водой с температурой 15°С.Example 5. When carrying out the method take polystyrene, foamed according to Example 3. Consumption and mixing of the components is carried out according to Example 4 to the estimated density of concrete in a dry state of 500 kg / m 3 . The difference is that in the preparation of the concrete mixture take polystyrene, foamed to K pop = 10, in an amount of 3.5 g, and the concrete mixture is shut with water at a temperature of 15 ° C.

Форму размещают в предварительно разогретой до 45°С пропарочной камере. После размещения формы в камере температуру повышают до 100°С в течение 1 часа со вспучиванием газобетонной смеси. Затем осуществляют изотермическую выдержку в течение 3,5 часов с довспениванием гранул полистирола. После этого температуру в пропарочной камере снижают до 35°С в течение 2 часов с охлаждением изделия. Длительность технологического цикла составила 6,6 часа. После охлаждения образцы распалубливают, взвешивают и помещают в сушильный шкаф при температуре 105°С. После высушивания до постоянной массы образцы испытывают для определения показателей плотности и прочности полистиролбетона на сжатие. Прочность полученного блочного полистиролбетонного изделия составила 3,37 МПа при плотности в сухом состоянии 500 кг/м3, что превышает требования ГОСТ.The form is placed in a steaming chamber preheated to 45 ° C. After placing the mold in the chamber, the temperature is increased to 100 ° C for 1 hour with expansion of the aerated concrete mixture. Then carry out isothermal exposure for 3.5 hours with the expansion of polystyrene granules. After that, the temperature in the steaming chamber is reduced to 35 ° C for 2 hours with cooling of the product. The duration of the technological cycle was 6.6 hours. After cooling, the samples are redistributed, weighed and placed in an oven at a temperature of 105 ° C. After drying to constant weight, the samples are tested to determine the density and compressive strength of polystyrene concrete. The strength of the obtained block polystyrene concrete product was 3.37 MPa at a density in the dry state of 500 kg / m 3 , which exceeds the requirements of GOST.

Из вышеприведенных Примеров видно, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет сократить длительность технологического цикла и снизить энергозатраты за счет исключения расхода тепла на подвспенивание полистирола и электропрогрева бетонной смеси при обеспечении высоких прочностных характеристик изделий. Заявляемый способ относительно прост, технологичен и может быть реализован в промышленных условиях.From the above Examples, it can be seen that the proposed method compared to the prototype can reduce the duration of the technological cycle and reduce energy consumption by eliminating heat consumption for foaming polystyrene and electric heating of the concrete mixture while ensuring high strength characteristics of the products. The inventive method is relatively simple, technologically advanced and can be implemented in an industrial environment.

Claims (2)

1. Способ изготовления полистиролбетонного изделия с использованием негашеной извести, включающий подвспенивание полистирола, приготовление бетонной смеси, содержащей минеральное вяжущее, кремнеземистый компонент, подвспененный полистирол и воду, укладку смеси в форму с крышкой, подъем температуры смеси, довспенивание гранул полистирола, размещение формы в предварительно разогретой пропарочной камере, изотермическую выдержку смеси в камере и охлаждение изделия, отличающийся тем, что подвспенивание полистирола осуществляют в процессе гидратации негашеной извести до обеспечения коэффициента вспенивания Квсп=8-10, в состав бетонной смеси вводят газообразующую добавку в виде алюминиевой пудры, в качестве минерального вяжущего используют портландцемент, воду берут с температурой 5-15°С, пропарочную камеру предварительно разогревают до температуры 40-45°С, после размещения формы в камере температуру повышают до 90-100°С в течение 0,5-1 часа со вспучиванием газобетонной смеси, после чего осуществляют изотермическую выдержку в течение 2,5-3,5 часов с довспениванием гранул полистирола.1. A method of manufacturing a polystyrene concrete product using quicklime, including foaming of polystyrene, preparation of a concrete mixture containing a mineral binder, siliceous component, foamed polystyrene and water, laying the mixture in a mold with a lid, raising the temperature of the mixture, expanding the polystyrene granules, placing the mold in pre-foam a heated steaming chamber, isothermal exposure of the mixture in the chamber and cooling the product, characterized in that polystyrene is foamed in the process all hydration of quicklime to ensure a foaming coefficient of Ksp = 8-10, a gas-forming additive in the form of aluminum powder is introduced into the concrete mix, Portland cement is used as a mineral binder, water is taken at a temperature of 5-15 ° С, the steaming chamber is preheated to a temperature 40-45 ° C, after placing the mold in the chamber, the temperature is increased to 90-100 ° C for 0.5-1 hours with expansion of the aerated concrete mixture, after which isothermal exposure is carried out for 2.5-3.5 hours with the expansion of the granules sheet roll. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подвспенивание полистирола осуществляют при массовом соотношении известь : полистирол : вода, равном 1:0,9-1,0:1,1-1,2, в течение 3-3,5 минут.2. The method according to p. 1, characterized in that the foaming of polystyrene is carried out at a mass ratio of lime: polystyrene: water, equal to 1: 0.9-1.0: 1.1-1.2, for 3-3.5 minutes.
RU2018120282A 2018-05-31 2018-05-31 Method of manufacturing polystyrene-concrete products RU2681036C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120282A RU2681036C1 (en) 2018-05-31 2018-05-31 Method of manufacturing polystyrene-concrete products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120282A RU2681036C1 (en) 2018-05-31 2018-05-31 Method of manufacturing polystyrene-concrete products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2681036C1 true RU2681036C1 (en) 2019-03-01

Family

ID=65632677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120282A RU2681036C1 (en) 2018-05-31 2018-05-31 Method of manufacturing polystyrene-concrete products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2681036C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU444749A1 (en) * 1972-12-08 1974-09-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Им. В.В.Куйбышева The method of obtaining lightweight concrete
SU1551704A1 (en) * 1987-12-23 1990-03-23 Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева Method of manufacturing light concrete articles
JPH03223146A (en) * 1990-01-30 1991-10-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Production of steam-cured lightweight aerated concrete
RU2097363C1 (en) * 1996-08-14 1997-11-27 Антон Львович Хохлов Raw materials mixture for manufacturing of porous concrete, production of raw materials mixture for manufacturing of porous concrete, method for manufacturing of construction of porous concrete and method for raising of buildings
RU2132835C1 (en) * 1997-09-11 1999-07-10 Всероссийский федеральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский технологический институт строительной индустрии "ВНИИжелезобетон" Method of manufacturing non-pressure especially light concrete with cement binder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU444749A1 (en) * 1972-12-08 1974-09-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Им. В.В.Куйбышева The method of obtaining lightweight concrete
SU1551704A1 (en) * 1987-12-23 1990-03-23 Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева Method of manufacturing light concrete articles
JPH03223146A (en) * 1990-01-30 1991-10-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Production of steam-cured lightweight aerated concrete
RU2097363C1 (en) * 1996-08-14 1997-11-27 Антон Львович Хохлов Raw materials mixture for manufacturing of porous concrete, production of raw materials mixture for manufacturing of porous concrete, method for manufacturing of construction of porous concrete and method for raising of buildings
RU2132835C1 (en) * 1997-09-11 1999-07-10 Всероссийский федеральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский технологический институт строительной индустрии "ВНИИжелезобетон" Method of manufacturing non-pressure especially light concrete with cement binder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104774033B (en) A kind of ultralight physical blowing foam concrete of common portland cement base
CN105218146B (en) A kind of low-density foamed concrete of heat preservation and soundproof
CN104556954A (en) Magnesium phosphate cement-base porous material and preparation method thereof
CN104829187A (en) Novel foam concrete block for self-heat-insulation of wall body and producing method of same
CN108484211A (en) A kind of preparation method of foamed concrete thermal insulation board
CN111205032A (en) Light-weight heat-preservation concrete material and preparation method thereof
CN103951361B (en) A kind of preparation method mixing the inorganic foamed building thermal insulation material of vanadium mine tailing
CN106986663A (en) A kind of preparation method of foam concrete block
KR101892391B1 (en) Method for manufacturing bottom ash molded foam article
CN112430050A (en) Non-autoclaved aerated concrete and preparation method thereof
CN109095850B (en) High-early-strength concrete mixture and winter construction method thereof
RU2681036C1 (en) Method of manufacturing polystyrene-concrete products
CN112551935A (en) Concrete hydration heat inhibiting material and preparation method thereof
CN102320804A (en) Non-bearing insulating brick
RU2524364C2 (en) Method of producing heat-insulating structural material
CN102863253A (en) Preparation method of foaming cement insulating plate
CN111138151A (en) Wall foam brick for building
CN109881884A (en) Reinforced building disassembly-free thermal-insulation form board of one kind and preparation method thereof
JPH01208317A (en) Control of slaking reaction time of quick lime
CN108314396A (en) The production method and autoclaved aerated concrete slab of autoclaved aerated concrete slab
CN108395170B (en) Foamed cement heat-insulation board based on foamed concrete waste
RU2671582C1 (en) Method of producing heat-insulating material - foam glass and mixture for production thereof
JP2001294460A (en) Ultra high-early-strength expansive admixture for concrete and production process of concrete product using the same
RU2405757C1 (en) Light-weight foam cement composition
CN108101499A (en) The preparation method of ultralight foamed concrete compound insulating material