RU2734485C1 - Сырьевая смесь для легкого фибробетона - Google Patents

Сырьевая смесь для легкого фибробетона Download PDF

Info

Publication number
RU2734485C1
RU2734485C1 RU2019133546A RU2019133546A RU2734485C1 RU 2734485 C1 RU2734485 C1 RU 2734485C1 RU 2019133546 A RU2019133546 A RU 2019133546A RU 2019133546 A RU2019133546 A RU 2019133546A RU 2734485 C1 RU2734485 C1 RU 2734485C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
modulus
mixture
fiber
sand
Prior art date
Application number
RU2019133546A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Владимирович Пухаренко
Дмитрий Андреевич Пантелеев
Ольга Юрьевна Пухаренко
Николай Вячеславович Фролов
Original Assignee
Жильцов Игорь Олегович
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 Жильцов Игорь Олегович filed Critical Жильцов Игорь Олегович
Priority to RU2019133546A priority Critical patent/RU2734485C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2734485C1 publication Critical patent/RU2734485C1/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
    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам легких фибробетонных смесей, и может быть использовано при изготовлении элементов внутренних стен, в частности пазогребневых плит для возведения межкомнатных и межквартирных перегородок и др. Сырьевая смесь для легкого фибробетона включает, об. доли: портландцемент 0,08 – 0,11, кварцевый песок с модулем крупности 2,2 0,21 – 0,36, мелкий пористый заполнитель – керамзитовый песок или бой газобетона 0,45 – 0,6, неметаллические армирующие волокона – смесь низкомодульных полипропиленовых и высокомодульных базальтовых волокон при их объемном соотношении 1:(0,4…2,3) и длине, превосходящей наибольший размер мелкого заполнителя в 2…4,8 раза, 0,003 – 0,01, суперпластификатор "Макромер П-163" 0,001 – 0,0015, воду – остальное. Технический результат – создание легкого конструкционно-теплоизоляционного фибробетона с повышенной прочностью, трещиностойкостью и индексом изоляции воздушного шума. 16 табл.

Description

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам легких фибробетонных смесей, и может быть использовано при изготовлении элементов внутренних стен (в частности пазогребневых плит для возведения межкомнатных и межквартирных перегородок и др.).
Известна керамзитобетонная смесь для малоэтажного строительства (Патент РФ №2527974, МПК С04В 38/02, 38/08, опубл. 10.09.2014), включающая портландцемент, керамзит, суперпластификатор ЛСТМ, воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент 18,87 – 21,34
Керамзит 41,13 – 41,56
Суперпластификатор ЛСТМ 0,0312
Зола-унос ТЭЦ 13,92 – 18,87
Газообразующая добавка ПАК-3 0,022 – 0,025
Вода Остальное
Недостатком данной смеси является низкая прочность, трещиностойкость и вязкость разрушения, изготавливаемого из нее керамзитобетона.
Известна бетонная смесь для изготовления ограждающих конструкций из легкого бетона (Патент РФ №2116273, МПК С04В 28/00, 38/00, опубл. 27.07.1998), состоящая из цемента, заполнителей, обладающих абсорбционно-адсорбционными свойствами (крупного пористого заполнителя фракции 5-10 и 10-20 мм, мелкого заполнителя фракции 0,15-5 мм) и воды, при следующем соотношении компонентов, на 1 м3 бетона:
Цемент 0,125 – 0,168
Крупный пористый заполнитель фракции 5-10 мм 0,38 – 0,43
фракции 10-20 мм 0,58 – 0,62
Мелкий заполнитель 0,2 – 0,28
Тонкомолотый «королек» с удельной поверхностью
1500-2000 см2 0,06 – 0,081
Газообразующая добавка ПАК-3 0,022 – 0,025
Вода 0,16 – 0,198
Воздухововлекающая добавка 0,02 – 1,0% от массы цемента
Недостатком известной бетонной смеси является низкая прочность при сжатии и растяжении легкого бетона средней плотностью более 1200 кг/м3, а также низкие звукоизоляционные и звукопоглощающие свойства легкого бетона со средней плотностью менее 1200 кг/м3.
Наиболее близким к изобретению (прототип) является (Патент РФ №2502709, МПК С04В 38/08, опубл. 27.12.2013) легкий фибробетон, приготовленный из смеси, включающей портландцемент в качестве вяжущего, микросферы, пластифицирующую добавку, стабилизирующую добавку – микрокремнезем, фиброволокно и воду, при следующем соотношении компонентов, об.%:
Портландцемент 10,0 – 22,0
Гранулированное пеностекло 40,0 – 70,0
Микрокремнезем в уплотненном или
неуплотненном виде 0,5 – 3,0
Суперпластификатор 4 поколения 0,1 – 0,3% от массы вяжущего
Фиброволокно 0,5 – 4,0 г на 1 л готовой смеси
Вода Остальное
Недостатком данной фибробетонной смеси является относительно невысокая прочность на растяжение при изгибе и трещиностойкость, изготавливаемого из нее легкого фибробетона, при одновременно высоком расходе цемента, что вызвано применением исключительно низкомодульных полипропиленовых волокон, имеющих низкое сцепление с бетонной матрицей композита на границе раздела фаз. Низкая плотность легкого фибробетона ρ = 850-1000 кг/м3, заявленная в прототипе, не позволяет добиться высокого индекса изоляции воздушного шума, что приводит к пониженным звукоизоляционным свойствам, являющимися важнейшими для межкомнатных и межквартирных перегородок.
Задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в создании легких конструкционно-теплоизоляционных бетонов для изготовления элементов внутренних стен (в частности пазогребневых плит для возведения межкомнатных и межквартирных перегородок и др.) с повышенными показателями прочности при сжатии, прочности на растяжение при изгибе, трещиностойкости и индекса изоляции воздушного шума.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении совместной работы высокомодульных и низкомодульных волокон в единой комбинации. При этом, надежное сцепление базальтовой высокомодульной фибры с цементным камнем повышает способность материала к пластическому деформированию и, таким образом, сдерживает процесс трещинообразования на микроуровне. В дальнейшем, при увеличении нагрузки, когда микротрещины переходит в магистральную, в работу на макроуровне включается полипропиленовая фибра. В этот момент модуль деформации бетона в результате пластического деформирования снижается, и полипропиленовые волокна начинают вести себя относительно бетонной матрицы, как высокомодульные, блокируя дальнейший рост трещины, и увеличивая прочность композита.
Технический результат достигается тем, что фибробетонная смесь для получения легкого бетона, состоящая из портландцемента, песка, мелкого пористого заполнителя, неметаллических армирующих волокон, суперпластификатора и воды, отличающаяся тем, что в качестве фибры она содержит смесь низкомодульных полипропиленовых и высокомодульных базальтовых волокон при их объемном соотношении 1: (0,4…2,3) и длине, превосходящей наибольший размер мелкого заполнителя в 2…4,8 раза, при следующем соотношении компонентов, об. доли:
Портландцемент 0,08-0,11
Кварцевый песок с модулем крупности 2,2 0,21-0,36
Мелкий пористый заполнитель – керамзитовый песок,
или бой газобетона 0,45-0,6
Армирующие волокна 0,003-0,01
Суперпластификатор «Макромер П-163» 0,001-0,0015
Вода Остальное
Для решения поставленной задачи были использованы следующие материалы: портландцемент бездобавочный марки ПЦ500Д0Н производства ОАО «ЕВРОЦЕМЕНТ групп» с завода ЗАО «Осколцемент»; кварцевый песок с модулем крупности 2,2; мелкий пористый заполнитель (керамзитовый песок, бой газобетона); высокомодульная базальтовая фибра, длиной 12 мм, диаметром 18 мкм; низкомодульная полипропиленовая фибра, длиной 12 мм, диаметром 18 мкм; суперпластификатор «Макромер П-163».
Фибробетонную смесь готовили следующим образом.
В смеситель принудительного действия последовательно помещали кварцевый песок, мелкий пористый заполнитель (керамзитовый песок, бой газобетона), портландцемент и воду с растворенной в ней добавкой суперпластификатора в количестве 0,4% от массы цемента, взятые в заявляемом количестве, и перемешивали в течение 2-х минут. По мере готовности раствора в него вводили высокомодульную базальтовую фибру и низкомодульную полипропиленовую фибру при их объемном соотношении 1:(0,4…2,3) соответственно при общем проценте армирования по объему, равном 0,2-1,2%. Далее смесь перемешивали еще в течение 45-60 секунд до обеспечения равномерного распределения волокон по всему объему замеса.
Для обоснования преимуществ заявляемой фибробетонной смеси по сравнению со смесью, принятой в качестве прототипа, на действующей технологической линии по изготовлению пазогребневых плит были проведены испытания. Для этого изготовили изделия следующим образом.
Приготовленную по вышеописанному способу смесь формовали по технологии вибропрессования, заключающуюся в уплотнении бетонной смеси вибрированием с одновременным давлением. Время одной формовки составляло 30-45 секунд.
Предварительно, по вышеописанной технологии, для подбора матрицы композита, было изготовлено десять контрольных составов бетонных смесей, приведенных в таблице 1 и таблице 2.
Figure 00000001
В таблице 3 и таблице 4 представлены полученные, в ходе эксперимента, результаты прочности при сжатии, прочности на растяжение при изгибе, трещиностойкости и индексу изоляции воздушного шума.
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
В качестве матрицы для легкого бетона был выбран состав №4 и №9.
После подбора матрицы было приготовлено десять составов фибробетонных смесей, с одинаковым объемным соотношением полипропиленовых и базальтовых волокон, равным 1:1, и отличающихся разным общим процентом армирования. Конкретные составы фибробетонных смесей для легких бетонов приведены в таблице 5 и таблице 6.
Figure 00000005
Figure 00000006
В таблице 7 и таблице 8 приведены полученные, после испытаний, результаты по прочности при сжатии, прочности на растяжение при изгибе, трещиностойкости и индексу изоляции воздушного шума готовой композиции.
Figure 00000007
Figure 00000008
По полученным данным можно сделать вывод о том, что составы, в которых общий процент армирования по объему составляет 0,3%, 0,6% и 1,0%, обладают наибольшими прочностными характеристиками, трещиностойкостью и индексом изоляции воздушного шума. При этом изготовление фибробетонных смесей, в составах которых общий процент армирования по объему выходит за заявляемые пределы, является нецелесообразным в виду низких итоговых характеристик легкого фибробетона в случае применения полидисперсного армирования с общим объемным содержанием волокон менее 0,3%, и прекращения роста прочности на растяжение при изгибе и трещиностойкости в случае применения полидисперсного армирования с общим объемным содержанием волокна более 1,0%, что вызвано невозможностью обеспечить однородность структуры получаемого бетона.
Для сравнительного анализа заявляемой фибробетонной смеси с прототипом было изготовлено еще десять составов по вышеописанному способу с общим процентом армирования по объему, равным 1% при объемном соотношении полипропиленовой и базальтовой фибры, равном 1:(0,4…2,3). Составы указанных фибробетонных смесей приведены в таблице 9 и таблице 10.
Figure 00000009
Figure 00000010
Полученные, в ходе эксперимента результаты, приведены в таблице 11 и таблице 12.
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Наилучшие характеристики продемонстрировали легкие фибробетоны, изготовленные из состава №21 и №26, с объемным соотношением полипропиленовой фибры к базальтовой 1:2,3.
Для определения влияния длины применяемых армирующих волокон на прочностные и звукоизоляционные характеристики легкого фибробетона, были приготовлены восемь составов с постоянным содержанием фибры равном 1% по объему, объемным соотношением полипропиленовой и базальтовой фибры, равным 1:2,3, и разной длиной волокон: 10 мм, 12 мм, 18 мм, и 24 мм соответственно. Составы фибробетонных смесей приведены в таблице 13 и таблице 14.
Figure 00000014
Figure 00000015
Полученные результаты приведены в таблице 15 и таблице 16.
Figure 00000016
Figure 00000017
На основании результатов, приведенных в таблице 15 и таблице 16, можно сделать вывод о том, что заявляемый полиармированный легкий фибробетон при указанных соотношениях, входящих в нее компонентов, способствует увеличению прочности на сжатие по сравнению с прототипом до 7,7%; прочности на растяжение при изгибе - до 36,6%; трещиностойкости - до 38,8% и индекса изоляции воздушного шума - до 15,4%.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами, и методами, с помощью которых возможно осуществление изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения.

Claims (2)

  1. Сырьевая смесь для легкого фибробетона, состоящая из портландцемента, песка, мелкого пористого заполнителя, неметаллических армирующих волокон, суперпластификатора и воды, отличающаяся тем, что в качестве фибры она содержит смесь низкомодульных полипропиленовых и высокомодульных базальтовых волокон при их объемном соотношении 1:(0,4…2,3) и длине, превосходящей наибольший размер мелкого заполнителя в 2…4,8 раза, при следующем соотношении компонентов, об. доли:
  2. портландцемент 0,08 – 0,11 кварцевый песок с модулем крупности 2,2 0,21 – 0,36 мелкий пористый заполнитель – керамзитовый песок или бой газобетона 0,45 – 0,6 армирующие волокна 0,003 – 0,01 суперпластификатор "Макромер П-163" 0,001 – 0,0015 вода остальное
RU2019133546A 2019-10-21 2019-10-21 Сырьевая смесь для легкого фибробетона RU2734485C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133546A RU2734485C1 (ru) 2019-10-21 2019-10-21 Сырьевая смесь для легкого фибробетона

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133546A RU2734485C1 (ru) 2019-10-21 2019-10-21 Сырьевая смесь для легкого фибробетона

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2734485C1 true RU2734485C1 (ru) 2020-10-19

Family

ID=72940401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019133546A RU2734485C1 (ru) 2019-10-21 2019-10-21 Сырьевая смесь для легкого фибробетона

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2734485C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775842C1 (ru) * 2021-12-21 2022-07-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Деформационно-упрочняющийся цементный композит с полипропиленовым волокном

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1528761A1 (ru) * 1987-12-11 1989-12-15 Ленинградский инженерно-строительный институт Способ получени фибробетона
EP1749803A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-07 Eerland Operations B.V. Concrete composition
RU2493122C1 (ru) * 2012-07-17 2013-09-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Бетонная смесь
RU2502709C2 (ru) * 2011-11-22 2013-12-27 Александр Александрович Зайцев Легкий фибробетон
RU2548303C1 (ru) * 2014-04-11 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") Высокопрочный легкий фибробетон
RU2618819C1 (ru) * 2016-05-05 2017-05-11 Общество с ограниченной ответственностью "Ажио" (ООО "Ажио") Композиция для изготовления облегченных архитектурных изделий
RU2681166C1 (ru) * 2018-01-10 2019-03-04 Общество с ограниченной ответственностью "Главстрой-Усть-Лабинск" Изделие из ячеистого бетона автоклавного твердения, способ его изготовления, смесь для его изготовления и способ изготовления смеси

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1528761A1 (ru) * 1987-12-11 1989-12-15 Ленинградский инженерно-строительный институт Способ получени фибробетона
EP1749803A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-07 Eerland Operations B.V. Concrete composition
RU2502709C2 (ru) * 2011-11-22 2013-12-27 Александр Александрович Зайцев Легкий фибробетон
RU2493122C1 (ru) * 2012-07-17 2013-09-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Бетонная смесь
RU2548303C1 (ru) * 2014-04-11 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") Высокопрочный легкий фибробетон
RU2618819C1 (ru) * 2016-05-05 2017-05-11 Общество с ограниченной ответственностью "Ажио" (ООО "Ажио") Композиция для изготовления облегченных архитектурных изделий
RU2681166C1 (ru) * 2018-01-10 2019-03-04 Общество с ограниченной ответственностью "Главстрой-Усть-Лабинск" Изделие из ячеистого бетона автоклавного твердения, способ его изготовления, смесь для его изготовления и способ изготовления смеси

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775842C1 (ru) * 2021-12-21 2022-07-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Деформационно-упрочняющийся цементный композит с полипропиленовым волокном
RU2796932C1 (ru) * 2022-11-23 2023-05-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Способ приготовления фибробетонных смесей

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111072348B (zh) 含粗骨料的超高性能混凝土材料及其制备方法
AU2002302913B2 (en) Low density calcium silicate hydrate strength accelerant additive for cementitious products
RU2681166C1 (ru) Изделие из ячеистого бетона автоклавного твердения, способ его изготовления, смесь для его изготовления и способ изготовления смеси
RU2502709C2 (ru) Легкий фибробетон
US20230391670A1 (en) Hybrid fiber reinforced cementitious material
CN104945007A (zh) 一种加气陶粒混凝土预制构件及其制备方法
CN115304311A (zh) 一种超高性能混凝土及其制备方法
Ali et al. Production of light weight foam concrete with sustainable materials
WO2006123632A1 (ja) 繊維補強された軽量セメント系硬化体
RU2396233C1 (ru) Композиция для изготовления дисперсно-армированного пенобетона
Ramli et al. Effects of palm fiber on the mechanical properties of lightweight concrete crushed brick
Pérez et al. Influence of coconut fiber on mortar properties in masonry walls
RU2734485C1 (ru) Сырьевая смесь для легкого фибробетона
CN115321924B (zh) 地下结构工程用耐久自密实填充混凝土材料
Amed et al. Glass fibre reinforced precast concrete containing high content pozzolanic materials
Qasim Perlite powder and steel fiber effects on properties of light weight concrete
Bui et al. Effect of coconut fiber content on the mechanical properties of mortars
Ibrahim et al. Mechanical properties of lightweight aggregate moderate strength concrete reinforcement with hybrid fibers
Sami et al. Influence of Nano Silica on the compressive strength and flexural behaviour of Bridge rubberised concrete
Al Rawi et al. effect of adding sisal fiber and Iraqi bauxite on some Properties of concrete
Abd et al. Improving the mechanical properties of lightweight foamed concrete using silica fume and steel fibers
RU2770375C1 (ru) Композиционная сырьевая смесь для изготовления фибробетона
RU2678286C2 (ru) Сырьевая смесь для изготовления пенобетона
Moceikis et al. Effect of aggregates on the technological and mechanical properties of glass and basalt fibres reinforced concrete
Durgun Investigating the utilization of waste glass powder, colemanite ore waste and sugar factory filter cake in gypsum-lime based mortars