RU2691198C1 - Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона - Google Patents

Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона Download PDF

Info

Publication number
RU2691198C1
RU2691198C1 RU2018101836A RU2018101836A RU2691198C1 RU 2691198 C1 RU2691198 C1 RU 2691198C1 RU 2018101836 A RU2018101836 A RU 2018101836A RU 2018101836 A RU2018101836 A RU 2018101836A RU 2691198 C1 RU2691198 C1 RU 2691198C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
expanded clay
portland cement
light concrete
popcorn
Prior art date
Application number
RU2018101836A
Other languages
English (en)
Inventor
Наталья Петровна Лукутцова
Алексей Алексеевич Пыкин
Юлия Александровна Клейменичева
Сергей Николаевич Головин
Инна Алексеевна Шкловец
Екатерина Григорьевна Боровик
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет"
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 "Брянский государственный инженерно-технологический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет"
Priority to RU2018101836A priority Critical patent/RU2691198C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2691198C1 publication Critical patent/RU2691198C1/ru

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
    • C04B14/00Use 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
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/10Clay
    • C04B14/12Expanded clay
    • 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
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02Treatment
    • 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
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions 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
    • C04B28/04Portland cements
    • 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
    • C04B38/08Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно крупнопористых легких бетонов, и может быть использовано для изготовления мелкоштучных конструкционно-теплоизоляционных стеновых изделий для малоэтажного и коттеджного строительства. В способе приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона, включающем смешение портландцемента, крупного пористого заполнителя, наномодификатора и воды, в качестве заполнителя применяют керамзитовый гравий, обрабатываемый ультразвуком частотой 35 кГц в воде в течение 3 мин, а в качестве наномодификатора – комплексную нанодисперсную добавку с размером частиц 20-80 нм, получаемую в виде суспензии путем ультразвукового диспергирования метакаолина в водной среде суперпластификатора С-3, при смешении портландцемента сначала с наномодификатором и частью воды затворения до получения цементного теста нормальной густоты, а затем с керамзитовым гравием и остатком воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 25,4-28,7, керамзитовый гравий 62,4, наномодификатор 2-2,3, вода 6,6-10,2. Технический результат – повышение прочности на сжатие и снижение водопоглощения крупнопористого легкого бетона. 2 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно крупнопористых легких бетонов, и может быть использовано для изготовления мелкоштучных конструкционно-теплоизоляционных стеновых изделий для малоэтажного и коттеджного строительства.
Известен крупнопористый бетон на модифицированном керамзитовом гравии [1]. В качестве модификатора керамзитового гравия применяется 1-3%-ный водный раствор плавиковой кислоты в количестве 10-12% от массы керамзита, которым обрабатывается поверхность заполнителя за 5-15 мин до приготовления бетонной смеси. При этом используется керамзитовый гравий, опудренный в процессе обжига при температуре 1000-1100°С доломитовой мукой в количестве 2-3% от массы керамзита.
Недостатком указанного крупнопористого бетона является трудоемкость изготовления бетонной смеси, связанная с опудриванием заполнителя доломитовой мукой в процессе высокотемпературного обжига, что усложняет технологию, повышает энергоемкость производства и, соответственно, ведет к удорожанию бетона и изделий на его основе.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является крупнопористый бетон с использованием керамзитового гравия, пропитываемого до смешивания с цементом нанодисперсными добавками [2], получаемыми в результате ультразвукового диспергирования при частоте ультразвука 35 кГц водной суспензии с концентрацией твердой фазы 3%, содержащей, мас. %: метакаолин 65-70, суперпластификатор С-330-35 [3].
Однако данный крупнопористый бетонимеет следующие недостатки: относительно низкая прочность на сжатие, большой расход модифицирующих добавок (20-22% от массы заполнителя), сложность и длительность приготовления бетонной смеси.
Техническая задача, положенная в основу заявляемого изобретения, состоит в разработке способа приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона, обеспечивающего повышенную адгезионную прочность между зернами крупного пористого заполнителя и затвердевшим вяжущим веществом, повышенную прочность на сжатие и пониженное водопоглощение бетона, сокращение расхода модифицирующих добавок, упрощение и ускорение технологии приготовления смеси.
Поставленная задача достигается тем, что способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона, включающий смешение портландцемента, крупного пористого заполнителя, наномодификатора и воды отличается тем, что в качестве заполнителя применяется керамзитовый гравий, обрабатываемый ультразвуком частотой 35 кГц в воде в течение 3 мин, а в качестве наномодификатора - комплексная нанодисперсная добавка с размером частиц 20-80 нм, получаемая в виде суспензии путем ультразвукового диспергирования метакаолина в водной среде суперпластификатора С-3, при смешении портландцемента сначала с наномодификатором и частью воды затворения до получения цементного теста нормальной густоты, а затем с керамзитовым гравием и остатком воды при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 25,4-28,7, керамзитовый гравий 62,4, наномодификатор 2-2,3, вода 6,6-10,2.
Пример. В качестве исходных сырьевых материалов при приготовлении смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона применяли:
- бездобавочный нормально твердеющий портландцемент марки ЦЕМ I 42,5 Н ГОСТ 31108 (ЗАО «Мальцовский портландцемент», г. Фокино, Брянская область);
- керамзитовый гравий фракции 10-20 мм, марки по насыпной плотности М350, марки по прочности П50, водопоглощением по массе 14% (ОАО «Завод керамзитового гравия г. Новолукомль», республика Беларусь);
- комплексная нанодисперсная добавка, получаемая по патенту RU 2563264 [3] путем ультразвукового диспергирования при частоте ультразвука 35 кГц водной суспензии с концентрацией твердой фазы 3%, содержащей, мас. %: метакаолин 65-70, суперпластификатор С-330-35;
- водопроводная вода с показателем рН = 6,98-7,12.
Приготовление смеси осуществляли в следующей последовательности:
- получение в течение 7 мин наномодификатора (комплексной нанодисперсной добавки);
- 3-минутная ультразвуковая обработка керамзитового гравия в воде с помощью импульсного механоактиватора ПСБ-4035-04 при частоте ультразвука 35 кГц и температуре воды (20±2)°С;
- смешивание в течение 3 мин портландцемента с наномодификатором и частью воды затворения до получения теста нормальной густоты;
- смешивание в течение 1,5 мин наномодифицированного цементного теста с керамзитовым гравием, обработанным ультразвуком, до получения бетонной смеси маркой по подвижности П1.
Общая продолжительность приготовления бетонной смеси составляет 14 мин.
Из приготовленной смеси изготовляли образцы крупнопористого легкого бетона размерами 10×10×10 см согласно стандартной методике. Испытания образцов проводили через 28 суток нормального твердения. Составы бетонных смесей представлены в табл. 1, результаты испытаний образцов крупнопористого легкого бетона в табл. 2.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Из данных табл. 2 следует, что, по сравнению с контрольным составом №1, предлагаемый способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона позволяет:
- повысить адгезионную прочность между зернами крупного пористого заполнителя и затвердевшим вяжущим веществом в 1,5, 2,3 и 4,2 раза при соотношениях цемента к керамзиту 1:2,46 (состав №2), 1:2,3 (состав №3) и 1:2,17 (состав №4) соответственно;
- повысить прочность на сжатие бетона в 1,7 раза (состав №3) и в 2,2 раза(состав №4) при незначительном изменении средней плотности;
- снизить водопоглощение бетона на 5,6% (состав №3) и на 14,4% (состав №4);
- снизить расход цемента на 6% без снижения класса бетона по прочности на сжатие (состав №2).
Повышение адгезионной прочности между зернами крупного пористого заполнителя и затвердевшим вяжущим веществом и прочности на сжатие предлагаемого крупнопористого легкого бетона достигается:
- увеличением шероховатости поверхности керамзитового гравия в результате ультразвуковой обработки в воде;
- улучшением смачивания обработанного керамзита наномодифицированным цементным тестом;
- направленным воздействием наночастиц добавки на формирование структуры цементного камня в зоне контакта с керамзитом, связанным с дополнительным образованием упрочняющих кристаллических сростков, идентичных гидросиликатам, гидроалюминатам кальция, эттрингиту и способствующих уплотнению цементной матрицы.
По сравнению с прототипом (состав №5), крупнопористый легкий бетон, изготовленный из смеси, приготовленной предложенным способом, отличается сокращенным расходом нанодисперсной добавки (от 12,3 до 2,2 мас. %) при одинаковом соотношении цемента к керамзиту 1:2,3 без снижения класса по прочности на сжатие, а также упрощенной и ускоренной от 23,5 до 14,5 мин технологией приготовления смеси.
Использованные источники:
1. Патент РФ 2448930. Керамзитобетон на модифицированном керамзитовом гравии / Минаков Ю.А., Кононова О.В., Софронов С.П.; Заявл. 09.11.2010. Опубл. 27.04.2012. Бюл. №12.
2. Пыкин А.А., Васюнина С.В., Калугин А.А., Споденейко А.А., Аверьяненко Ю.А., Александрова М.Н. Повышение эффективности крупнопористого керамзитобетона нанодисперсными добавками // Строительные материалы. 2015. №11. С. 20-23.
3. Патент РФ 2563264. Способ изготовления комплексной нанодисперсной добавки для высокопрочного бетона / Лукутцова Н.П., Пыкин А.А., Суглобов А.В.; Заявл. 30.07.2014. Опубл. 20.09.2015.

Claims (1)

  1. Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона, включающий смешение портландцемента, крупного пористого заполнителя, наномодификатора и воды, отличающийся тем, что в качестве заполнителя применяется керамзитовый гравий, обрабатываемый ультразвуком частотой 35 кГц в воде в течение 3 мин, а в качестве наномодификатора – комплексная нанодисперсная добавка с размером частиц 20-80 нм, получаемая в виде суспензии путем ультразвукового диспергирования метакаолина в водной среде суперпластификатора С-3, при смешении портландцемента сначала с наномодификатором и частью воды затворения до получения цементного теста нормальной густоты, а затем с керамзитовым гравием и остатком воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 25,4 - 28,7, керамзитовый гравий 62,4, наномодификатор 2 - 2,3, вода 6,6 - 10,2.
RU2018101836A 2018-01-17 2018-01-17 Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона RU2691198C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101836A RU2691198C1 (ru) 2018-01-17 2018-01-17 Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101836A RU2691198C1 (ru) 2018-01-17 2018-01-17 Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691198C1 true RU2691198C1 (ru) 2019-06-11

Family

ID=66947497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018101836A RU2691198C1 (ru) 2018-01-17 2018-01-17 Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691198C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU456799A1 (ru) * 1972-07-03 1975-01-15 Способ получени керамзитобетонных изделий
RU2422408C1 (ru) * 2010-04-30 2011-06-27 Владимир Александрович Перфилов Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления
RU2448930C1 (ru) * 2010-11-09 2012-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет Керамзитобетон на модифицированном керамзитовом гравии
RU2563264C1 (ru) * 2014-07-30 2015-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Способ изготовления комплексной нанодисперсной добавки для высокопрочного бетона
EP2642041B1 (en) * 2012-03-23 2015-09-30 Cemex Research Group AG Structural concrete wall with thermal insulation and manufacturing process
RU2620696C1 (ru) * 2016-05-11 2017-05-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ТермоДревПром" (ООО "НПП ТермоДревПром") Способ изготовления арболита

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU456799A1 (ru) * 1972-07-03 1975-01-15 Способ получени керамзитобетонных изделий
RU2422408C1 (ru) * 2010-04-30 2011-06-27 Владимир Александрович Перфилов Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления
RU2448930C1 (ru) * 2010-11-09 2012-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет Керамзитобетон на модифицированном керамзитовом гравии
EP2642041B1 (en) * 2012-03-23 2015-09-30 Cemex Research Group AG Structural concrete wall with thermal insulation and manufacturing process
RU2563264C1 (ru) * 2014-07-30 2015-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Способ изготовления комплексной нанодисперсной добавки для высокопрочного бетона
RU2620696C1 (ru) * 2016-05-11 2017-05-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ТермоДревПром" (ООО "НПП ТермоДревПром") Способ изготовления арболита

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПЫКИН А.А и др. Повышение эффективности крупнопористого керамзитобетона нанодисперсными добавками. Строительные материалы, N11, 2015, с.20 - 23. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cristelo et al. Effect of calcium content on soil stabilisation with alkaline activation
Chindaprasirt et al. Workability and strength of coarse high calcium fly ash geopolymer
Varaprasad et al. Strength and workability of low lime fly-ash based geopolymer concrete
RU2392245C1 (ru) Сухая строительная смесь для приготовления ячеистого бетона
CN105174890A (zh) 一种复合轻质隔墙条板及其制作方法
CN103951350A (zh) 一种结构保温轻骨料混凝土
WO2014141051A1 (en) High-strength geopolymer composite cellular concrete
JPS6319462B2 (ru)
CN114605121B (zh) 一种钨尾矿蒸压加气混凝土及其制备方法
Chernyisheva et al. Thermal insulating and constructive foamed concrete on a composite gypsum binder
Xu et al. Effects of GGBFS on hydration and carbonation process, microstructure, and mechanical properties of NHL-based materials
RU2407719C1 (ru) Сырьевая смесь для приготовления поризованного бетона
RU2691198C1 (ru) Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона
RU2489381C2 (ru) Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты)
RU2572432C1 (ru) Добавка для модификации гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов на их основе
RU2543847C2 (ru) Способ приготовления смеси для производства композиционного ячеистого бетона
RU2288899C1 (ru) Дунитовый цемент
RU2563264C1 (ru) Способ изготовления комплексной нанодисперсной добавки для высокопрочного бетона
CN115124308A (zh) 一种多孔骨料、板材及其制备方法
Liu et al. Effects of fly ash/diatomite admixture with variable particle sizes on the mechanical properties and porosity of concrete
RU2472735C1 (ru) Способ получения композиционного вяжущего, композиционное вяжущее для производства прессованных изделий автоклавного твердения, прессованное изделие
Potapova et al. Effective ecological building materials based on activated ash-cement mixtures
US8475586B2 (en) Structural composite having novel organic components and method of manufacture
RU2376258C1 (ru) Известково-кремнеземистое вяжущее, способ получения известково-кремнеземистого вяжущего и способ получения формовочной смеси для прессованных силикатных изделий
RU2308428C1 (ru) Бесклинкерное вяжущее

Legal Events

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

Effective date: 20200118