RU2715494C1

RU2715494C1 - Method of making articles from decorative concrete with photoluminescent pigment

Info

Publication number: RU2715494C1
Application number: RU2019132453A
Authority: RU
Inventors: Людмила Александровна Сулейманова; Марина Валерьевна Малюкова; Алина Александровна Корякина
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2020-02-28

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to production of construction materials and can be used for making articles, small architectural forms of any configuration and dimensions from decorative concrete, having glow properties during night time for the whole period of operation. Method involves preliminary preparation of a photoluminescent pigment powder, placing the concrete mixture into a mold, vibrating the mold with subsequent packing of the molded article in a waterproof material with holding for at least 24 hours in a mold until complete hardening of the article. Photoluminescent pigment is introduced into the concrete mixture at the dry mixing stage in the range of up to 10 % of the weight of the cement. At the stage of wet mixing a polycarboxylate type additive is introduced to produce a water-to-cement ratio not exceeding 0.45. Article is removed from the mold, after which the product is held for 96 hours under normal conditions of hardening. Then, the article is coated with an acryl-based impregnation.

EFFECT: high durability of article glow during night time during the whole service life without additional coating and without reduction of physical and mechanical properties of concrete.

1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий, малых архитектурных форм любой конфигурации и размеров из декоративного бетона, обладающими свойствами свечения в темное время суток на весь период эксплуатации.The invention relates to the field of production of building materials and can be used for the manufacture of products, small architectural forms of any configuration and size from decorative concrete, with glow properties in the dark for the entire period of operation.

Известен способ получения защитно-декоративного покрытия [Патент RU на изобретение №2093356 C1, Опубликовано: 20.10.1997]. Способ включает операции подготовки поверхности, нанесения механизированной композиции, содержащей жидкое стекло плотностью 1,21 г/см³ и неорганический наполнитель, выбранный из группы: оксид цинка технический для люминофоров, оксид бора, оксид магния, оксид железа, концентрат вермикулитовой руды, серпентинит, тальк при следующем соотношении компонентов, мас. %: жидкое стекло 40-60, и неорганический наполнитель 40-60, и нанесение слоя слюды фракции 1-2 мм с последующей сушкой покрытия.A known method of obtaining a protective and decorative coating [RU patent for the invention No. 2093356 C1, Published: 10/20/1997]. The method includes surface preparation, applying a mechanized composition containing water glass with a density of 1.21 g / cm ³ and an inorganic filler selected from the group: technical zinc oxide for phosphors, boron oxide, magnesium oxide, iron oxide, vermiculite ore concentrate, serpentinite, talc in the following ratio of components, wt. %: liquid glass 40-60, and inorganic filler 40-60, and applying a layer of mica fraction 1-2 mm, followed by drying of the coating.

Недостатком способа является низкое качество получаемого покрытия, так как композиция на основе жидкого стекла имеет низкую адгезию к бетонам.The disadvantage of this method is the low quality of the resulting coating, since the composition based on liquid glass has low adhesion to concrete.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, принятым за прототип, является способ внедрения фотолюминесцентных пигментов в изделия из декоративного бетона [Патент RU на изобретение №2668596, С1, Опубликовано: 02.10.2018 Бюл. №28]. Способ внедрения пигментов в изделия из декоративного бетона заключается в том, что предварительно готовят порошок пигмента и бетонную смесь в объеме изделия. При этом порошок пигмента засыпают в форму из расчета 30-50 г на 1 кв.м поверхности формы, в которую затем выкладывают бетонную смесь и производят вибрацию формы с последующей упаковкой сформированного изделия в водонепроницаемый материал с выдержкой не менее 24 часа до полного затвердевания изделия. Причем в качестве пигмента используют фотолюминесцентный пигмент.Closest to the invention, the technical solution adopted for the prototype is a method for incorporating photoluminescent pigments into decorative concrete products [Patent RU for the invention No. 2668596, C1, Published: 02.10.2018 Bull. No. 28]. The method of introducing pigments into decorative concrete products consists in preliminarily preparing pigment powder and concrete mixture in the volume of the product. In this case, the pigment powder is poured into the mold at the rate of 30-50 g per 1 sq. M of the mold surface, into which the concrete mixture is then laid and the mold is vibrated, followed by packing the formed product in a waterproof material with an exposure time of at least 24 hours until the product solidifies completely. Moreover, a photoluminescent pigment is used as a pigment.

С существенными признаками прототипа совпадает следующая совокупность признаков изобретения: предварительно готовят порошок фотолюминесцентного пигмента, укладывают бетонную смесь в форму, производят вибрацию формы с последующей упаковкой сформированного изделия в водонепроницаемый материал с выдержкой не менее 24 часа до полного затвердевания изделия, после чего изделие извлекают из формы и его поверхность покрывают пропиткой на основе акрила.With the essential features of the prototype, the following combination of features of the invention coincides: a photoluminescent pigment powder is preliminarily prepared, the concrete mixture is placed in the mold, the mold is vibrated and the formed product is packaged in a waterproof material with a holding time of at least 24 hours until the product is completely cured, after which the product is removed from the mold and its surface is coated with acrylic-based impregnation.

Недостатком прототипа является то, что он направлен на обеспечение свечения только верхнего декоративного слоя, что не позволяет обеспечить свечение на весь период эксплуатации изделий из декоративного бетона, так как верхний декоративный светящийся слой под действием атмосферных осадков смывается за 1-2 года; высокая концентрация фотолюминесцентного пигмента на поверхности изделия (30-50 г на 1 кв.м) снижает физико-механические характеристики декоративного бетона; не возможность применения известного способа при изготовлении изделий с декоративной поверхностью, формуемой в вертикальном и любых других положениях, так как как пигмент будет стекать вместе с бетонной смесью.The disadvantage of the prototype is that it is aimed at ensuring the glow of only the upper decorative layer, which does not allow to provide a glow for the entire period of operation of products from decorative concrete, since the upper decorative luminous layer under the influence of atmospheric precipitation is washed off in 1-2 years; a high concentration of photoluminescent pigment on the surface of the product (30-50 g per 1 sq. m) reduces the physical and mechanical characteristics of decorative concrete; it is not possible to use the known method in the manufacture of products with a decorative surface, molded in a vertical and any other positions, since the pigment will drain together with the concrete mixture.

Изобретение направлено на получение изделий из декоративного бетона с фотолюминесцентным пигментом с возможностью изготовления изделий с лицевой поверхностью, формуемой в любом положении и любой конфигурации, с обеспечением высокой архитектурно-декоративной выразительности в дневное время и обеспечения стойкого свечения изделия в темное время суток в течение всего срока службы без дополнительного покрытия и без снижения физико-механических характеристик бетона.The invention is directed to obtaining products from decorative concrete with photoluminescent pigment with the possibility of manufacturing products with a front surface, molded in any position and any configuration, with high architectural and decorative expressiveness in the daytime and ensuring a stable glow of the product in the dark during the whole period of time services without additional coverage and without reducing the physical and mechanical characteristics of concrete.

Способ изготовления изделий из декоративного бетона с фотолюминесцентным пигментом, заключающийся в том, что предварительно готовят порошок фотолюминесцентного пигмента и вводят его в бетонную смесь на стадии сухого перемешивания в диапазоне до 10% от массы цемента, на стадии мокрого перемешивания вводят добавку поликарбоксилатного типа, при этом водоцементное отношение не должно превышать 0,45. Затем укладывают бетонную смесь в форму, производят вибрацию формы с последующей упаковкой отформованного изделия в водонепроницаемый материал с выдержкой не менее 24 часов в форме, затем изделие извлекают и выдерживают еще в течение 96 часов без воздействия атмосферных факторов, после чего его поверхность покрывают пропиткой на основе акрила. При этом введение в смесь фотолюминесцентного пигмента не ухудшает декоративные свойства изделия, оцениваемые при дневном освещении, а добавка поликарбоксилатного типа, кроме обеспечения водоредуцирующего эффекта, еще и оказывает интенсифицирующее действие на процессы гидратации, что приводит к ускоренному росту новообразований на поверхности частиц клинкера и повышению прочности бетона за счет взаимодействия молекул с повышенным электростатическим эффектом с гидратированными цементными частицами, что в том числе, улучшает связь с частицами фотолюминесцентного пигмента.A method of manufacturing decorative concrete products with a photoluminescent pigment, which consists in preliminarily preparing a photoluminescent pigment powder and introducing it into the concrete mixture at the stage of dry mixing in the range up to 10% by weight of the cement, at the stage of wet mixing the polycarboxylate type additive is introduced, while water-cement ratio should not exceed 0.45. Then the concrete mixture is placed in the mold, the mold is vibrated, followed by packing the molded product in a waterproof material with a holding time of at least 24 hours in the mold, then the product is removed and kept for another 96 hours without exposure to atmospheric factors, after which its surface is coated with an impregnation based on acrylic. At the same time, the introduction of a photoluminescent pigment into the mixture does not impair the decorative properties of the product, evaluated in daylight, and the addition of the polycarboxylate type, in addition to providing a water-reducing effect, also has an intensifying effect on hydration processes, which leads to an accelerated growth of neoplasms on the surface of clinker particles and an increase in strength concrete due to the interaction of molecules with an increased electrostatic effect with hydrated cement particles, which, among other things, improves bonding particles of photoluminescent pigment.

Для обеспечения повышенной архитектурной выразительности изделий из декоративного бетона при дневном освещении, используется смесь на основе белого портландцемента (СЕМ I 52,5 N) в качестве вяжущего и мраморных заполнителей, что позволяет получать изделия, по своей структуре максимально имитирующие натуральный мрамор (табл. 1).To ensure increased architectural expressiveness of decorative concrete products in daylight, a mixture based on white Portland cement (CEM I 52.5 N) is used as a binder and marble aggregate, which allows to obtain products that in their structure maximize imitation of natural marble (Table 1 )

При этом введение в смесь фотолюминесцентного пигмента не ухудшает декоративные свойства изделия, оцениваемые при дневном освещении.At the same time, the introduction of a photoluminescent pigment into the mixture does not impair the decorative properties of the product, evaluated in daylight.

Для оценки влияния количественного содержания фотолюминесцентного пигмента в составе декоративного бетона на основные физико-механические характеристики изделий, были изготовлены образцы бетона на основе состава, приведенного в табл. 1. Только при таком соотношении фракций (табл. 1) достигается оптимальная упаковка частиц материала, которая обеспечивает высокие декоративные свойства и требуемые физико-механические характеристики бетона при относительно низком расходе вяжущего и применении фотолюминесцентного пигмента. Результаты испытаний образцов бетона контрольного состава и составов с разной дозировкой фото люминесцентного пигмента представлены в табл. 2.To assess the effect of the quantitative content of the photoluminescent pigment in the composition of decorative concrete on the basic physical and mechanical characteristics of the products, concrete samples were made based on the composition shown in Table. 1. Only with such a ratio of fractions (Table 1) is an optimal packing of material particles achieved that provides high decorative properties and the required physical and mechanical characteristics of concrete with a relatively low consumption of binder and the use of photoluminescent pigment. The test results of concrete samples of control composition and compositions with different dosages of photo-luminescent pigment are presented in table. 2.

Составы под номерами 2 и 4, при условии дозировки фотолюминесцентного пигмента до 10% от массы цемента и при условии соблюдения В/Ц, не превышающего 0,45, показали высокие результаты по прочности и морозостойкости.Compositions numbered 2 and 4, subject to a dosage of photoluminescent pigment up to 10% by weight of cement and subject to a W / C not exceeding 0.45, showed high results in strength and frost resistance.

ПримерExample

Заявленным способом изготовили вазон из декоративного бетона с применением фотолюминесцентного пигмента.The claimed method made a pot of decorative concrete using photoluminescent pigment.

Предварительно приготовили порошок фотолюминесцентного пигмента, в количестве 30 кг. Перемешали в течение 60 секунд до гомогенного состояния сухие сырьевые материалы в количестве на 1 м³: белый портландцемент СЕМ I 52,5 N (ПЦБ 1-500 Д0) 415 кг, мраморная крошка фр. 0,2-0,5 196 кг, мраморная крошка фр. 0,5-1,0 153 кг, мраморная крошка фр. 1,5-2,0 153 кг, мраморная крошка фр. 3,0-7,0 350 кг, мраморный щебень фр. 5,0-10,0 680 кг, мраморный щебень фр. 10,0-20,0 239 кг, в планетарном смесителе, обеспечивающем необходимое качество распределения сырьевых материалов. После сухого перемешивания в смесь ввели фотолюминесцентный пигмент в приведенной выше дозировке. После чего смесь перемешали еще в течение 120 секунд и ввели воду затворения, а также добавку поликарбоксилатного типа в количестве 1,3 кг (0,3%), обеспечивающую водоцементное отношение 0,42 и требуемую подвижность смеси, с возможностью уложить ее в форму необходимой конфигурации. После этого смесь уложили в форму вазона и провибрировали на вибростоле. Далее выдержали изделие в течение 24 часов в форме, а затем еще в течение 96 часов при нормальных условиях твердения для того, чтобы обеспечить бетонному вазону остаточную влажность, не превышающую 6%, и требуемую прочность на сжатие, соответствующую классу В30.Pre-prepared powder of photoluminescent pigment in an amount of 30 kg Dry raw materials were mixed for 60 seconds until a homogeneous state in an amount of 1 m ³ : white Portland cement СЕМ I 52.5 N (ПЦБ 1-500 Д0) 415 kg, crushed marble. 0.2-0.5 196 kg, marble chips fr. 0.5-1.0 153 kg, marble chips fr. 1.5-2.0 153 kg, marble chips fr. 3.0-7.0 350 kg, marble crushed stone fr. 5.0-10.0 680 kg, marble crushed stone fr. 10.0-20.0 239 kg, in a planetary mixer, providing the necessary quality of distribution of raw materials. After dry mixing, a photoluminescent pigment was introduced into the mixture in the above dosage. After which the mixture was stirred for another 120 seconds and the mixing water was introduced, as well as the addition of a polycarboxylate type in an amount of 1.3 kg (0.3%), providing a water-cement ratio of 0.42 and the required mobility of the mixture, with the possibility to lay it in the form necessary configurations. After that, the mixture was placed in the form of a flowerpot and vibrated on a vibrating table. Then the product was kept in shape for 24 hours, and then for 96 hours under normal hardening conditions in order to provide a concrete pot with a residual moisture content not exceeding 6% and the required compressive strength corresponding to class B30.

С целью получения улучшенных декоративных характеристик, а также обеспечения возможности фотолюминесцентному пигменту «работать» в изделии, лицевую поверхность вазона отшлифовали до обнажения заполнителя и проявления мраморной структуры. Далее поверхность покрыли пропиткой на основе акрила, повышающей декоративную выразительность структуры поверхности, и обеспечивающей длительный защитный эффект поверхности на протяжении не менее 5 лет.In order to obtain improved decorative characteristics, as well as to enable the photoluminescent pigment to “work” in the product, the front surface of the flowerpot was ground to expose the aggregate and the appearance of the marble structure. Further, the surface was coated with acrylic-based impregnation, which increases the decorative expressiveness of the surface structure and provides a long-lasting protective effect of the surface for at least 5 years.

Таким образом, в предложенном способе достигается требуемый технический результат, заключающийся в правильной дозировке фотолюминесцентного пигмента, обеспечения его равномерного распределение в изделиях из декоративного бетона с фотолюминесцентным пигментом и свечение в массе изделий, поскольку фотолюминесцентные пигменты внедрены по всему объему изделий, а не нанесены на поверхность, а также получены высокие декоративные характеристики изделий при дневном освещении за счет применения бетонной смеси на основе белого портландцемента, в качестве вяжущего, и мраморных заполнителей, шлифования поверхности и ее обработки акриловым лаком с соблюдением всех сроков выдержки изделий до начала обработки поверхности.Thus, in the proposed method, the required technical result is achieved, which consists in the correct dosage of the photoluminescent pigment, ensuring its uniform distribution in decorative concrete products with a photoluminescent pigment and a glow in the mass of products, since the photoluminescent pigments are embedded throughout the volume of the products, and not applied to the surface and also obtained high decorative characteristics of products in daylight due to the use of concrete mix based on white Portland coagulant, as a binder, and the marble aggregates, surface grinding and processing acrylic lacquer with all exposure periods products prior to surface treatment.

Claims

1. A method of manufacturing decorative concrete products with a photoluminescent pigment, which consists in preliminarily preparing a photoluminescent pigment powder, laying the concrete mixture in a mold, vibrating the mold, followed by packing the molded product in a waterproof material with a holding time of at least 24 hours in the mold until full hardening of the product, after which the product is removed from the mold and coated with acrylic-based impregnation, characterized in that the photoluminescent pigment is introduced into the concrete mixture in stud dry mixing in the range up to 10% by weight of cement; at the stage of wet mixing, a polycarboxylate type additive is added to obtain a water-cement ratio not exceeding 0.45; after removing the product from the mold, it is kept for another 96 hours under normal hardening conditions before surface coating acrylic based impregnation.

2. The method according to p. 1, characterized in that the front surface of the product after the required exposure is polished.