RU2811049C1 - Raw material mixture for production of heat-resistant fibre-vermiculite-pumice concrete - Google Patents
Raw material mixture for production of heat-resistant fibre-vermiculite-pumice concrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811049C1 RU2811049C1 RU2023105496A RU2023105496A RU2811049C1 RU 2811049 C1 RU2811049 C1 RU 2811049C1 RU 2023105496 A RU2023105496 A RU 2023105496A RU 2023105496 A RU2023105496 A RU 2023105496A RU 2811049 C1 RU2811049 C1 RU 2811049C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vermiculite
- concrete
- heat
- pumice
- fraction
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000008262 pumice Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title abstract description 8
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims abstract description 31
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 agloporite Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000012210 heat-resistant fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано промышленными и строительными организациями для изготовления жаростойких изделий из фибровермикулитопемзобетона. The invention relates to the building materials industry and can be used by industrial and construction organizations for the manufacture of heat-resistant products from fiber vermiculite pumice concrete.
Известны составы жаростойких бетонов на портландцементе с тонкомолотыми добавками с применением легких заполнителей. В качестве пористых заполнителей используется вспученный вермикулит, перлит, керамзит, аглопорит, шлаковая пемза и другие [1, 2].Known compositions of heat-resistant concrete based on Portland cement with finely ground additives using lightweight aggregates. Expanded vermiculite, perlite, expanded clay, agloporite, slag pumice and others are used as porous aggregates [1, 2].
Известна бетонная смесь, содержащая мас.%: в качестве вяжущего быстротвердеющий портландцемент – 5,9-21,25 и силикат-глыбу – 0,1-3,75, в качестве заполнителя асбест – 10-17, вермикулит – 4-6, керамзит – 8-12 и воду затворения – 51-59 [1]. Однако изделия данного состава сложны в изготовлении и имеют высокую стоимость, прочность получаемых изделий невысока. A concrete mixture is known containing wt.%: fast-hardening Portland cement as a binder - 5.9-21.25 and silicate block - 0.1-3.75, asbestos as a filler - 10-17, vermiculite - 4-6, expanded clay – 8-12 and mixing water – 51-59 [1]. However, products of this composition are difficult to manufacture and have a high cost; the strength of the resulting products is low.
Авторы [2] исследовали влияние вида тонкомолотой добавки (цемянки, золы-уноса, керамзита, шамота в количестве 33% массы цемента и диатомитового кирпича в количестве 25% массы цемента) на остаточную прочность керамзитобетона после нагревания при температуре 200-1000оС. Недостатками этих составов являются низкая остаточная прочность после воздействия температуры 800оС, относительно низкая прочность при изгибе керамзитобетона.The authors [2] investigated the influence of the type of finely ground additive (cemento, fly ash, expanded clay, fireclay in the amount of 33% of the mass of cement and diatomite brick in the amount of 25% of the mass of cement) on the residual strength of expanded clay concrete after heating at a temperature of 200-1000 o C. Disadvantages These compositions are characterized by low residual strength after exposure to a temperature of 800 o C, and relatively low bending strength of expanded clay concrete.
Наиболее близкими являются сырьевые смеси для изготовления жаростойкого вермикулитобетона со средней плотностью 800-850 кг/м3, содержащая портландцемент, тонкомолотый шамот [2]. Недостатками этих составов являются высокая стоимость, низкая прочность после нагревания при температуре 105оС и 800оС жаростойкого вермикулитобетона.The closest are the raw material mixtures for the production of heat-resistant vermiculite concrete with an average density of 800-850 kg/m 3 , containing Portland cement and finely ground fireclay [2]. The disadvantages of these compositions are the high cost, low strength after heating at a temperature of 105 o C and 800 o C of heat-resistant vermiculite concrete.
Целью изобретения является расширение сырьевой базы, повышение прочности при изгибе и сжатии после нагрева при температуре 105оС и 800оС, снижение стоимости жаростойкого вермикулитобетона.The purpose of the invention is to expand the raw material base, increase the bending and compressive strength after heating at temperatures of 105 o C and 800 o C, and reduce the cost of heat-resistant vermiculite concrete.
Задача решается за счет использования в жаростойкой сырьевой смеси портландцемента, вспученного вермикулита, вулканической пемзы, базальтового волокна и смолы древесной омыленной (СДО).The problem is solved by using Portland cement, expanded vermiculite, volcanic pumice, basalt fiber and saponified wood resin (WRS) in a heat-resistant raw material mixture.
В экспериментах были использованы вяжущие: портландцемент ПЦ500-ДО производства АО «Белгородский цемент». В качестве активной минеральной добавки и заполнителя применялся пемзовый песок Псыхурейского месторождения фракции 0,16-0,63 мм с насыпной плотностью 700 кг/м3.The binders used in the experiments were Portland cement PC500-DO produced by Belgorod Cement JSC. Pumice sand from the Psykhureyskoe deposit, fraction 0.16-0.63 mm, with a bulk density of 700 kg/m 3 was used as an active mineral additive and filler.
Химический состав вулканической пемзы представлен в таблице 1.The chemical composition of volcanic pumice is presented in Table 1.
Таблица 1Table 1
Заполнитель – вспученный вермикулит Санкт-Петербургской слюдяной фабрики фракции 0,16-5 мм с насыпной плотностью 150 кг/м3.The filler is expanded vermiculite from the St. Petersburg mica factory, fraction 0.16-5 mm, with a bulk density of 150 kg/ m3 .
Гранулометрический состав вспученного вермикулита приведен в табл. 2.The granulometric composition of expanded vermiculite is given in table. 2.
Таблица 2table 2
Гранулометрический состав вермикулитаGranulometric composition of vermiculite
Для дисперсного армирования жаростойкого вермикулитобетона применялось базальтовое волокно производства ПАО «Ивотстекло» марки РНБ-9-1200-4с, соотношение длины волокон к диаметру на основе предварительных экспериментов принималось .For dispersed reinforcement of heat-resistant vermiculite concrete, basalt fiber produced by PJSC "Ivotsteklo" brand RNB-9-1200-4s was used, the ratio of fiber length to diameter was accepted based on preliminary experiments .
Для улучшения реологических характеристик огнезащитной смеси и физико-механических свойств раствора и бетона использовалась поверхностно-активная воздухововлекающая добавка СДО, разработанная ВНИИжелезобетон и ЦНИИЛХИ (ТУ–81–05–2–78).To improve the rheological characteristics of the fire-retardant mixture and the physical and mechanical properties of the mortar and concrete, the surface-active air-entraining additive SDO, developed by VNIIzhelezobeton and TsNIILKHI (TU-81-05-2-78), was used.
Приготовление смеси осуществляют в смесителе принудительного действия, в котором после подачи воды с добавкой СДО последовательно загружают смесь портландцемента, базальтового волокна, вулканической пемзы, затем – вспученного вермикулита, или предварительно перемешанную всухую смесь портландцемента, базальтового волокна, вулканической пемзы и вспученного вермикулита. Перемешивание всех компонентов продолжают до получения однородной жаростойкой фибровермикулитопемзобетонной сырьевой смеси. Продолжительность перемешивания смеси составляет 1,5–2 мин.The mixture is prepared in a forced-action mixer, in which, after supplying water with the addition of SDO, a mixture of Portland cement, basalt fiber, volcanic pumice, then expanded vermiculite, or a pre-mixed dry mixture of Portland cement, basalt fiber, volcanic pumice and expanded vermiculite is sequentially loaded. Mixing of all components is continued until a homogeneous heat-resistant fibrovermiculite-pumice-concrete raw material mixture is obtained. The duration of mixing the mixture is 1.5–2 minutes.
Формование вермикулитопемзобетонных образцов размерами производили на лабораторной виброплощадке. Подвижность смеси составляла 3-5 см по погружению конуса СтройЦНИЛ (ГОСТ 5802). Образцы хранились в воздушно-сухих условиях. До начала испытаний проводилось высушивание образцов до постоянной массы в сушильном шкафу при .Forming vermiculite pumice concrete samples with dimensions were carried out on a laboratory vibration platform. The mobility of the mixture was 3-5 cm according to the immersion of the StroyTsNIL cone (GOST 5802). The samples were stored in air-dry conditions. Before testing, the samples were dried to constant weight in an oven at .
Составы жаростойкой фибровермикулитопемзобетонной сырьевой смеси согласно изобретению и их основные физико-механические свойства приведены в таблице 3. The compositions of the heat-resistant fibrovermiculite-pumice-concrete raw material mixture according to the invention and their main physical and mechanical properties are given in Table 3.
в смеси, мас.%Component ratio
in the mixture, wt.%
Таблица 3Table 3
Из таблицы 3 видно, что при меньшем расходе портландцемента и примерно одинаковой плотности разработанные вермикулитопемзобетонные составы имеют более высокие прочности на сжатие до нагрева и после нагрева при температуре 105оС и 800оС по сравнению с прототипом. Применение базальтовых волокон и СДО в вермикулитопемзобетонной матрице существенно повышает прочности при изгибе и сжатии после нагрева при температуре 105оС и 800оС, повышаются жаростойкие свойства, снижается средняя плотность фибровермикулитопемзобетона за счет поризации СДО. Гранулометрический состав вулканической пемзы (0,16-0,315 мм или 0,16-0,63 мм) не оказывает заметного влияния на среднюю плотность, прочность и жаростойкие свойства вермикулитопемзобетона и состава фибровермикулитопемзобетона.From Table 3 it can be seen that with a lower consumption of Portland cement and approximately the same density, the developed vermiculite pumice concrete compositions have higher compressive strengths before heating and after heating at temperatures of 105 o C and 800 o C compared to the prototype. The use of basalt fibers and SDO in a vermiculite pumice concrete matrix significantly increases the bending and compressive strength after heating at temperatures of 105 o C and 800 o C, heat-resistant properties increase, and the average density of fibrovermiculite pumice concrete decreases due to the porosity of SDO. The granulometric composition of volcanic pumice (0.16-0.315 mm or 0.16-0.63 mm) does not have a noticeable effect on the average density, strength and heat-resistant properties of vermiculite pumice concrete and the composition of fiber vermiculite pumice concrete.
Стоимость разработанного состава фибровермикулитопемзобетона существенно меньше стоимости прототипа благодаря замене дорогостоящего вспученного вермикулита вулканической пемзой и существенного снижения расхода портландцемента и отсутствия в составе дорогостоящего шамота.The cost of the developed composition of fibrovermiculite pumice concrete is significantly less than the cost of the prototype due to the replacement of expensive expanded vermiculite with volcanic pumice and a significant reduction in the consumption of Portland cement and the absence of expensive fireclay in the composition.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР № 464559. МПК C04B 15/00, C04B 31/08, C04B 31/26, C04B 19/04. Бетонная смесь / Тарасова А.П., Некрасов К.Д., Бахвалова Н.А., Краюхин В.И., Жданова Н.П.1. Copyright certificate of the USSR No. 464559. IPC C04B 15/00, C04B 31/08, C04B 31/26, C04B 19/04. Concrete mixture / Tarasova A.P., Nekrasov K.D., Bakhvalova N.A., Krayukhin V.I., Zhdanova N.P.
2. Некрасов, К. Д. Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях [Текст] / К. Д. Некрасов, М. Г. Масленникова. – М.: Стройиздат, 1982. – 152 с.2. Nekrasov, K. D. Lightweight heat-resistant concrete on porous aggregates [Text] / K. D. Nekrasov, M. G. Maslennikova. – M.: Stroyizdat, 1982. – 152 p.
Claims (7)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2811049C1 true RU2811049C1 (en) | 2024-01-10 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU464559A1 (en) * | 1973-07-11 | 1975-03-25 | Научно-исследовательский институт бетона и железобетона | Concrete mix |
EP1156022B1 (en) * | 2000-05-17 | 2003-12-10 | Memarco AG | Concrete mixture with increased fire resistance |
RU2372314C1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Fireproof raw mix |
RU2595016C1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Fire-retardant fibre-vermiculite-concrete crude mixture |
EA026204B1 (en) * | 2013-02-05 | 2017-03-31 | Промат Рисерч Энд Текнолоджи Сентр Н.В. | Fire protection mortar |
RU2671010C2 (en) * | 2017-03-23 | 2018-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Fire resistant fiber vermiculite pumice concrete raw mix |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU464559A1 (en) * | 1973-07-11 | 1975-03-25 | Научно-исследовательский институт бетона и железобетона | Concrete mix |
EP1156022B1 (en) * | 2000-05-17 | 2003-12-10 | Memarco AG | Concrete mixture with increased fire resistance |
RU2372314C1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Fireproof raw mix |
EA026204B1 (en) * | 2013-02-05 | 2017-03-31 | Промат Рисерч Энд Текнолоджи Сентр Н.В. | Fire protection mortar |
RU2595016C1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Fire-retardant fibre-vermiculite-concrete crude mixture |
RU2671010C2 (en) * | 2017-03-23 | 2018-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Fire resistant fiber vermiculite pumice concrete raw mix |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ХЕЖЕВ Т.А. КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОС. УНИВЕРСИТЕТ. ОГНЕЗАЩИТНЫЕ И ЖАРОСТОЙКИЕ КОМПОЗИТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВУЛКАНИЧЕСКОГО ТУФА И ПЕМЗЫ, ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК ДОНА N2, 29.02.2005. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ramujee et al. | Mechanical properties of geopolymer concrete composites | |
Sivakumar et al. | An experimental study on combined effects of glass fiber and Metakaolin on the rheological, mechanical, and durability properties of self-compacting concrete | |
Ahmad et al. | Performance of self-compacting concrete at room and after elevated temperature incorporating Silica fume | |
Liu et al. | Physical and mechanical properties of expanded vermiculite (EV) embedded foam concrete subjected to elevated temperatures | |
Khater | Development and characterization of sustainable lightweight geopolymer composites | |
Alonso et al. | Viability of the use of construction and demolition waste aggregates in alkali-activated mortars | |
Rani et al. | Self Compacting Concrete using Polypropylene Fibers | |
RU2811049C1 (en) | Raw material mixture for production of heat-resistant fibre-vermiculite-pumice concrete | |
Sarıdemir et al. | Effects of Ms modulus, Na concentration and fly ash content on properties of vapour-cured geopolymer mortars exposed to high temperatures | |
KR101203419B1 (en) | Crack retardant mixture for cement mortar | |
Lima et al. | Evaluation of the effect of nanosilica and recycled fine aggregate in Portland cement rendering mortars | |
Kockal et al. | Effect of binder type and content on physical and mechanical properties of geopolymers | |
JP2015189628A (en) | Method of producing crack-reduced cement product and crack-reduced cement product | |
JP7466391B2 (en) | Fiber-reinforced cement composition | |
RU2339600C2 (en) | Raw mixture and method of products' manufacture from foam concrete | |
RU2536693C2 (en) | Crude mixture for producing non-autoclaved aerated concrete and method of producing non-autoclaved aerated concrete | |
RU2799677C1 (en) | Fire retardant plaster raw mix | |
RU2120926C1 (en) | Raw mix for manufacturing non-autoclave cellular concrete of natural hardening, and method of manufacturing products from cellular concrete | |
JP2018052748A (en) | A fiber-reinforced cement molded body and method for the preparation thereof | |
RU2811704C1 (en) | Raw mixture for fire retardant plaster mortar | |
Abdelmoamen et al. | Effect of Potassium Hydroxide and Sodium silicate as an alkaline Activator on the properties of GPC | |
Marvila et al. | Application of Flue Gas Desulfurization Waste for the Production of Geopolymer Tiles | |
RU2803561C1 (en) | Raw mix for the production of fiber foam concrete | |
JPH10167792A (en) | Fiber-reinforced cement composition and production of cement cured product | |
RU2309132C2 (en) | Heat-resistant concrete mix |