UA77760U - Process for the production of ecologically clean, granulated, reinforced polystyrene concrete - Google Patents
Process for the production of ecologically clean, granulated, reinforced polystyrene concrete Download PDFInfo
- Publication number
- UA77760U UA77760U UAU201210028U UAU201210028U UA77760U UA 77760 U UA77760 U UA 77760U UA U201210028 U UAU201210028 U UA U201210028U UA U201210028 U UAU201210028 U UA U201210028U UA 77760 U UA77760 U UA 77760U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- granules
- polystyrene
- concrete
- aqueous solution
- mineral binder
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 title claims abstract description 86
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 65
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 23
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229920006248 expandable polystyrene Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 36
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 16
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 11
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 9
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 abstract description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 abstract description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 abstract 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 28
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011381 foam concrete Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical class [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid 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
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005336 safety glass Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
Description
Корисна модель належить до виробництва будівельних матеріалів і може бути використана при виготовленні заповнювача зі спіненого полістиролу (ПСВ) для отримання теплоізоляційних бетонів з питомою щільністю 150-400 кг/м? (без ведення заповнювачів - піску, шлаку і т. д.) і щільністю 350-600 кг/м" з додаванням заповнювачів і по розрахунках води.The useful model belongs to the production of building materials and can be used in the production of aggregate from expanded polystyrene (EPS) to obtain heat-insulating concrete with a specific density of 150-400 kg/m? (without adding aggregates - sand, slag, etc.) and a density of 350-600 kg/m" with the addition of aggregates and according to water calculations.
Відповідно до існуючих нормативних документів теплоізоляційні матеріали класифікують за декількома основними ознаками: виду початкової сировини, формулі, зовнішньому вигляду, структурі, середній щільності, стисненості, теплопровідності, горючості.In accordance with the existing regulatory documents, heat-insulating materials are classified according to several main characteristics: type of initial raw material, formula, appearance, structure, average density, compressibility, thermal conductivity, flammability.
По вигляду початкової сировини всі теплоізоляційні матеріали підрозділяють на дві великі групи: неорганічні і органічні. До неорганічних матеріалів відносять мінеральну і скляну вату, піноскло, комірчасті бетони, спучений перліт і вермикуліт, теплоізоляційну кераміку, азбестоутримуючі теплоізоляційні маси і вироби. Домінуючі об'єми теплоізоляційної продукції складають неорганічні матеріали. Органічними матеріалами вважають матеріали на основі деревини, різних стебел рослин, а також газонаповнені пластмаси.According to the type of initial raw material, all thermal insulation materials are divided into two large groups: inorganic and organic. Inorganic materials include mineral and glass wool, foam glass, cellular concrete, expanded perlite and vermiculite, heat-insulating ceramics, asbestos-containing heat-insulating masses and products. Inorganic materials make up the dominant volume of thermal insulation products. Organic materials are materials based on wood, various plant stems, as well as gas-filled plastics.
Пінополістирол (ПСВ) - найпоширеніший вид будівельних пінопластів. Використовують його для утеплення фасадів, дахів, фундаментів будівель, для ізоляції трубопроводів, при виготовленні архітектурних деталей. ПСВ розділяється на два основні види: блоковий і екструзійний. Блоковий ПСВ проводять шляхом спінювання полістиролу в прес-формі. У результаті виходять блоки, які потім розрізають на плити. Чим нижчий коефіцієнт теплопровідності, тим краще його теплоіїзоляційна здатність Важливим показником для теплоізоляційних матеріалів також є водопоглинання.Polystyrene foam (PSV) is the most common type of construction foam. It is used to insulate facades, roofs, foundations of buildings, to insulate pipelines, and in the manufacture of architectural details. PSV is divided into two main types: block and extrusion. Block PSV is carried out by foaming polystyrene in a mold. As a result, blocks are obtained, which are then cut into slabs. The lower the coefficient of thermal conductivity, the better its heat-insulating ability. Water absorption is also an important indicator for heat-insulating materials.
Стабільний споживчий попит на пінополістиролові плити в Україні зберігається впродовж останніх 5-6 років, особливо з 2002 року, що було обумовлено нарощуванням об'ємів будівництва, а також дозволом контролюючих органів на широке використання спінених пластиків як утеплювачів. Значною мірою це обумовлено також гостротою питань енергозбереження. Транспортування ПСВ плит на дальні відстані невигідне, набагато доцільніше завозити полістирол і виробляти вказані плити ближче до місця споживання. УStable consumer demand for polystyrene foam boards in Ukraine has been maintained for the past 5-6 years, especially since 2002, which was due to the increase in construction volumes, as well as the permission of the regulatory authorities for the wide use of foamed plastics as insulation. To a large extent, this is also due to the acuteness of energy saving issues. Transporting PSV plates over long distances is unprofitable, it is much more expedient to import polystyrene and produce the specified plates closer to the place of consumption. IN
Україні налічується не менше 40 крупних вітчизняних виробників ізоляції, пінопласту, що забезпечують не менше 90 95 споживчого ринку цих товарів.There are at least 40 large domestic manufacturers of insulation and foam in Ukraine, which provide at least 90% of the consumer market for these products.
У Інтернеті на сайті пир/Лимлиу. роїївтігоІреюп.ги/Іпаех.рир"їа-72 поміщений основоположний огляд "Полістиролбетон - технологія, склади, рецептура", підготовлений в Росії, ТОВ "Центр будівельних технологій", м. Єкатеринбург, пер. Автоматики, 3/2 тел./факс: ї7(343)374-16-03, 217-63-67, що розкриває основні технічні проблеми при його виготовленні і напрями досліджень по вдосконаленню технології.On the Internet at the site Pyr/Limliu. roiivtigoIreyup.gy/Ipaeh.ryr"ia-72 posted fundamental review "Polystyrene concrete - technology, compositions, formulation", prepared in Russia, LLC "Center of Construction Technologies", Yekaterinburg, Avtomatiki lane, 3/2 phone/fax : ї7(343)374-16-03, 217-63-67, which reveals the main technical problems in its manufacture and research directions for improving the technology.
Легкий бетон з пінополістирольним заповнювачем входить до групи надзвичайно легких бетонів, які виробляються з використанням пористих заповнювачів, що звичайно мають малу міцність зерен. Вирішальним чинником для властивостей на стійкість є структура затверділої цементної пасти, що оточує частинки заповнювачів зі спіненого пластику, що впливає і на масу бетону. Крім того, важлива форма і розмір зерен, а також структура поверхні використовуваних пінополістирольних заповнювачів. На відміну від мінеральних заповнювачів, дозування пінополістирольних заповнювачів задається не по масі, а за об'ємом. Таким чином, є можливість точно задати об'єм пор і, завдяки цьому, об'ємну масу полістиролбетону, і виробляти полістиролбетон, що має структуру із закритими порами. За допомогою вибору об'ємної маси бетону можна впливати на характеристики полістиролбетону, щоб вони краще відповідали конкретним вимогам.Lightweight concrete with expanded polystyrene aggregate belongs to the group of extremely lightweight concretes, which are produced using porous aggregates, which usually have low grain strength. The decisive factor for the durability properties is the structure of the hardened cement paste surrounding the particles of foamed plastic aggregates, which also affects the mass of the concrete. In addition, the shape and size of the grains, as well as the surface structure of the polystyrene foam aggregates used, are important. Unlike mineral aggregates, the dosage of expanded polystyrene aggregates is specified not by mass, but by volume. Thus, it is possible to precisely set the volume of pores and, thanks to this, the volume mass of polystyrene concrete, and to produce polystyrene concrete with a structure with closed pores. By choosing the volume of concrete, it is possible to influence the characteristics of polystyrene concrete so that they better meet specific requirements.
У світлі сьогоднішніх вимог представляє інтерес полістиролбетон, об'ємна маса якого знаходитися в нижньому діапазоні (« 600 кг/м3). В цьому випадку поєднання «теплоїізолюючого матеріалу» і «бетону» у одному матеріалі пропонує будівельникам оптимальну комбінацію несучих властивостей, звукоізоляції, термоізоляції і вогнезахисту.In the light of today's requirements, polystyrene concrete is of interest, the volumetric weight of which is in the lower range ("600 kg/m3). In this case, the combination of "heat-insulating material" and "concrete" in one material offers builders an optimal combination of load-bearing properties, sound insulation, thermal insulation and fire protection.
На відміну від легких бетонів з мінеральними заповнювачами, пінобетонів, газобетонів, у разі полістиролбетону є можливість виробництва гранульованого бетону з об'ємною масою менше 200 кг/му, і відповідно хорошими теплоізоляційними характеристиками.In contrast to light concrete with mineral aggregates, foam concrete, aerated concrete, in the case of polystyrene concrete, it is possible to produce granular concrete with a volume weight of less than 200 kg/m, and accordingly, good thermal insulation characteristics.
Внаслідок цього подальший розвиток сконцентрований на виробництві полістиролбетону, що потрапляє в цей нижчий діапазон об'ємних мас, і зокрема на поліпшення властивостей гранульованого бетону з пінополістирольним заповнювачем, технології виробництва і на розробці будівельних систем із застосуванням полістиролбетону.As a result, further development is focused on the production of polystyrene concrete that falls into this lower range of bulk weights, and in particular on improving the properties of granular concrete with expanded polystyrene aggregate, production technology and on the development of building systems using polystyrene concrete.
Як заповнювач полістиролбетону використовується пінополістирол з об'ємною щільністю 10- 25 кг/му, яка не впливає на кінцеву міцність гранульованого бетону.Styrofoam with a volume density of 10-25 kg/m2 is used as an aggregate for polystyrene concrete, which does not affect the final strength of granular concrete.
Розмір зерен спінених частинок пінополістиролу знаходиться в діапазоні 0,5-3,5 мм, що дозволяє одержувати дрібнопористий скелет бетону і використовується сировинний матеріал з 60 розміром частинок від 0,2 до 1,0 мм. Погана міцність зчеплення між цементним тестом і поверхнею частинок ПСВ може призвести до розшаровування полістиролбетону під час приготування і укладання. У перші роки практичного застосування цьому ефекту протидіяли введенням добавок, поліпшуючих міцність зчеплення. По цьому шляху йдуть ряд виробників, в основному намагаючись збільшити продажі добавок. Застосовують також спеціальні марки пінополістиролу з великою пористою поверхнею частинок або спеціальні пристрої, що дозволяють укладати бетон, який таких добавок не має. Технологія виробництва полістиролбетону від 150 до 600 кг/м? (суха об'ємна маса), що буде характеризуватися хорошими теплоізоляційними властивостями і що має малу масу, відрізняється цілим рядом особливостей від технології отримання аналогічної гранульованого бетону з щільністю більше 600 кг/м3. Ці особливості істотно впливають на однорідність суміші, легке укладання і подачу полістиролбетону, а також на тенденцію до утворення тріщин від усадки і розшарування.The grain size of foamed polystyrene particles is in the range of 0.5-3.5 mm, which allows to obtain a fine-porous skeleton of concrete and raw material with a particle size of 0.2 to 1.0 mm is used. Poor adhesion strength between the cement dough and the surface of PSV particles can lead to delamination of polystyrene concrete during preparation and laying. In the first years of practical use, this effect was counteracted by the introduction of additives that improve the adhesion strength. A number of manufacturers are following this path, mainly trying to increase sales of supplements. Special brands of expanded polystyrene with a large porous surface of particles or special devices that allow laying concrete that does not have such additives are also used. Polystyrene concrete production technology from 150 to 600 kg/m? (dry bulk mass), which will be characterized by good heat-insulating properties and which has a small mass, differs in a number of features from the technology of obtaining similar granular concrete with a density of more than 600 kg/m3. These features significantly affect the homogeneity of the mixture, easy laying and feeding of polystyrene concrete, as well as the tendency to crack due to shrinkage and delamination.
Вирішальний вплив на властивості свіжого полістиролбетону має те, що дуже велику частину його об'єму складають частинки пінополістиролу. У діапазоні об'ємної маси менше 600 кг/м3 кількість цементного розчину недостатньо, для того, щоб повністю заповнити об'єм «міхурів гранульованого заповнювача. Без внесення відповідних добавок полістиролбетон в цьому діапазоні об'ємної щільності можна укладати і ущільнювати тільки з великими зусиллям із-за його в основному незв'язного характеру.The fact that a very large part of its volume consists of polystyrene foam particles has a decisive influence on the properties of fresh polystyrene concrete. In the volume range of less than 600 kg/m3, the amount of cement mortar is not enough to completely fill the volume of "bubbles" of granular aggregate. Without appropriate additives, polystyrene concrete in this range of bulk density can be laid and compacted only with great effort due to its largely incoherent nature.
Додавання великої кількості води вестиме до зменшення міцності при стисненні і посиленню тенденції до утворення тріщин від усадки і розшаруванню.Adding a large amount of water will lead to a decrease in compressive strength and an increased tendency to crack from shrinkage and delamination.
Щоб дізнатися, як можна поліпшити легке укладання і щільність полістиролбетону, проводилися випробування з внесенням різних добавок.In order to find out how it is possible to improve the easy laying and density of polystyrene concrete, tests were carried out with the introduction of various additives.
В результаті виявилось, що найбільші переваги забезпечують добавки, що містять утримуючі повітря компоненти, а також компоненти для стабілізації і розрідження полістиролбетонної суміші. За допомогою створення дуже маленьких сферичних повітряних міхурів (з діаметром до 0,3 мм) об'єм цементного розчину збільшується і відповідно зменшується відмінність в щільності між цементним розчином і легким пінополістиролбетонним заповненням. Суміш набуває пластичної в'язкої консистенції. Завдяки цьому запобігаємо спливанню піносполістирольного заповнювача, навіть у разі інтенсивного вібраційного ущільнення, і легке укладання свіжого полістиролбетону значно поліпшується. ОсобливеAs a result, it turned out that the greatest advantages are provided by additives containing air-retaining components, as well as components for stabilization and thinning of the polystyrene concrete mixture. By creating very small spherical air bubbles (with a diameter of up to 0.3 mm), the volume of the cement mortar increases and, accordingly, the difference in density between the cement mortar and the light polystyrene foam concrete filling decreases. The mixture acquires a plastic viscous consistency. Thanks to this, we prevent the polystyrene foam aggregate from floating, even in the case of intensive vibration compaction, and the easy laying of fresh polystyrene concrete is significantly improved. Special
Зо положення займають білкові піноутворювачі, використовувані при механічному виробництві повітряних пін. Вони характеризуються дуже стабільною структурою піни. Рухливість і прекрасна адгезія цих повітряних пін надає виключно сприятливу дію на легку укладуваність полістиролбетону, навіть у разі малих відносин води до цементу.The position is occupied by protein foaming agents used in the mechanical production of air foams. They are characterized by a very stable foam structure. The mobility and excellent adhesion of these air foams have an exceptionally favorable effect on the easy laying of polystyrene concrete, even in the case of small water-to-cement ratios.
Еластичні піностирольні заповнювачі і відносно висока пропорція повітряних міхурів не можуть протидіяти усадці затверділого цементного тіста. Проте вплив надмірно великої усадки під час схоплювання і тенденцію до утворення тріщин можна зменшити, підтримуючи полістиролбетон вологим протягом достатньо тривалого часу. На практиці дуже ефективним виявилося додавання в суміш сумісних з цементом армуючих волокон. Армуючі волокна в затверділому скелеті з цементного тесту в полістиролбетоні приймають на себе напруги, що виникають при розтягуючій усадці і зміні температури під час схоплювання і твердіння полістиролбетону, зменшуючи тим самим тенденцію до утворення тріщин, і значно збільшуючи міцність на розтягування при вигині. Але є ускладнення при застосуванні армуючих волокон, яке існує в тому, що мала вага заповнювача не в змозі роз'єднати волокна з розміщенням їх по усьому об'єму полістиролбетону. Відомий патент Рф Мо 2309134 на "армовану полістиролбетону суміш" виданого на ім'я Пузанов Б.О. включає в себе приготування полістиролбетону з додатком армуючих волокон у герметичному змішувачі. Змішування ведеться під тиском 5 ат.Elastic styrofoam aggregates and a relatively high proportion of air bubbles cannot counteract the shrinkage of the hardened cement paste. However, the effect of excessive shrinkage during setting and the tendency to crack can be reduced by keeping the polystyrene concrete moist for a sufficiently long time. In practice, the addition of cement-compatible reinforcing fibers to the mixture turned out to be very effective. Reinforcing fibers in the hardened skeleton of cement dough in polystyrene concrete absorb the stresses arising from tensile shrinkage and temperature changes during the setting and hardening of polystyrene concrete, thus reducing the tendency to crack and significantly increasing the tensile strength during bending. But there is a complication in the application of reinforcing fibers, which exists in the fact that the low weight of the aggregate is unable to separate the fibers and place them throughout the entire volume of polystyrene concrete. The well-known patent of the Russian Federation Mo. 2309134 for "reinforced polystyrene concrete mixture" issued in the name of Puzanov B.O. includes the preparation of polystyrene concrete with the addition of reinforcing fibers in a hermetic mixer. Mixing is carried out under a pressure of 5 at.
Піна додається в змішувач під час приготування суміші, для чого використовується піногенератор. Для приготування полістиролбетону придатні звичайні змішувачі з примусовим перемішуванням. Гравітаційні бетонозмішувачі придатні тільки умовно. Для отримання якісної суміші компоненти закладаються в певній послідовності. Час перемішування повинен складати приблизно 2 хвилини. Об'ємне дозування пінополістирольного гравію може змінюватися в певних межах залежно від того, використовується свіжий спінений матеріал або здрібнені матеріали, яких необхідно більше на 20-25 95, ніж спінений.Foam is added to the mixer during the preparation of the mixture, for which a foam generator is used. Ordinary mixers with forced mixing are suitable for preparing polystyrene concrete. Gravity concrete mixers are only conditionally suitable. To obtain a high-quality mixture, the components are laid in a certain sequence. Mixing time should be about 2 minutes. The volume dosage of expanded polystyrene gravel can vary within certain limits depending on whether fresh foamed material or crushed materials are used, which need 20-25 95 more than foamed.
За замовленням того ж НП "Міжнародний впроваджуваний Центр будівельних технологій" розроблено і випускається ВАТ "Еврогостсрой" концентрована комплексна добавка "ВЦД-О1", призначена для підвищення змочування і обволікання гранул полістиролів цементним молоком, прискорення схоплювання і набору міцності в ранні терміни твердіння, підвищення адгезії полістиролбетонної суміші до незнімної опалубки. бо Спосіб застосування полягає в наступному.By order of the same NP "International Implemented Center of Construction Technologies", OJSC "Eurogostsroy" developed and produced the concentrated complex additive "VCD-O1", designed to increase the wetting and coating of polystyrene granules with cement milk, acceleration of setting and gaining strength in the early stages of hardening, increase adhesion of polystyrene concrete mixture to fixed formwork. because the method of application is as follows.
Дозована добавка заливається в змішувач після заливки в нього води, але перед засипкою гранул полістиролів і до засипки цементу. Витрата добавки може корегуватися залежно від марки використовуваного цементу і якості (м'якості) води.The dosed additive is poured into the mixer after pouring water into it, but before pouring polystyrene granules and before pouring cement. Additive consumption can be adjusted depending on the brand of cement used and the quality (softness) of the water.
Недоліком є те, що вказана добавка належить до групи слаботоксичних в рідкому вигляді матеріалів. При роботі з добавкою слід використовувати гумові рукавички, захисні окуляри, фартух або комбінезон.The disadvantage is that this additive belongs to the group of slightly toxic materials in liquid form. When working with the additive, you should use rubber gloves, safety glasses, an apron or coveralls.
Відомі гранули діаметром 3-6 мм спіненого полістиролу, оброблені на початковій стадії виробництва спеціальною добавкою "Е.І.А.2", що дозволяє досягати відмінних характеристик замісу, уникнути викиду гранул на поверхню. Проте, для замісів необхідно використовувати тільки портландцемент класу м 450-500. Використання цементів іншого типу або меншого класу може понизити дію добавки і кінцеві характеристики розчину.Well-known granules of foamed polystyrene with a diameter of 3-6 mm, treated at the initial stage of production with a special additive "E.I.A.2", which allows to achieve excellent mixing characteristics, to avoid the release of granules on the surface. However, only Portland cement of class m 450-500 should be used for mixing. The use of cements of a different type or a lower class can reduce the effect of the additive and the final characteristics of the solution.
Відомий патент РФ Мо 2230717. СО4В 38/08; 38/10 на комплексний винахід "конструкційно- теплоізоляційний екологічно чистий полістиролбетон, спосіб виготовлення з нього виробів і спосіб зведення з них афективних до тепла захищаючих конструкцій будівель за системою "Юникон", виданого на ім'я ВАТ Технологічного інституту "ВНІЇ железобетон". Опис винаходу містить цілий ряд інформаційних посилань по рівню техніки даної проблеми.Known patent of the Russian Federation No. 2230717. СО4В 38/08; 38/10 for the complex invention "structural heat-insulating environmentally friendly polystyrene concrete, the method of manufacturing products from it and the method of erecting from them affective heat-protective constructions of buildings according to the "Unikon" system, issued in the name of OJSC VNII Zelezobeton Technological Institute. Description of the invention contains a number of informative references on the level of technology of this problem.
Відомий полістиролбетон ГОСТ Р 51263-99, розроблений "ВНІ! железобетон", що складається із заповнювача, полістиролу, портландцементу або шлакопортландцементу, добавок і води.Known polystyrene concrete GOST R 51263-99, developed "VNI! reinforced concrete", consisting of aggregate, polystyrene, Portland cement or slag Portland cement, additives and water.
Відомий склад для виготовлення суміші, полістиролу, по патенту РФ Мо 2150446, що включає, мас. 9о:A well-known composition for the manufacture of a mixture, polystyrene, according to the patent of the Russian Federation Mo 2150446, which includes, wt. 9 o'clock:
Мінеральне в'яжуче 68-90; заповнювач, полістиролу, 0,7-2,3; волокнистий матеріал 1,4-5,2; утримуючу повітря добавку 0,3-0,7; пластифікуючу добавку 0,25-0,55 і воду - інше. Як заповнювач полістиролу, полістиролбетон, містить суміш частинок зі спінених гранул полістиролів фракції 0,04-1,25 мм і /"або частинок рваного пінополістиролу фракції 0,04-1,63 мм при їх масовому співвідношенні 1:(8-12).Mineral binder 68-90; filler, polystyrene, 0.7-2.3; fibrous material 1.4-5.2; air-retaining additive 0.3-0.7; plasticizing additive 0.25-0.55 and water - other. As a polystyrene aggregate, polystyrene concrete contains a mixture of particles of foamed polystyrene granules of fraction 0.04-1.25 mm and /" or particles of torn polystyrene foam of fraction 0.04-1.63 mm at their mass ratio of 1:(8-12).
Недоліком даного технічного рішення є невисока механічна міцність матеріалу і відсутність заходів екологічного захисту від легсолетючих органічних домішок.The disadvantage of this technical solution is the low mechanical strength of the material and the lack of environmental protection measures against volatile organic impurities.
Відомий спосіб приготування полістиролбетонної суміші (патент РФ Мо 2103241), полягає вA well-known method of preparing a polystyrene concrete mixture (patent RF Mo 2103241) consists in
Зо тому, що готують суміш, яка містить глину, спінений полістирол і воду, укладають суміш в простір поясу з цегли, перемішують і здійснюють електропрогрівання до температури 40-45 "С із швидкістю нагріву 100-120 "С.Because a mixture containing clay, expanded polystyrene and water is prepared, the mixture is placed in the space of the brick belt, mixed and electrically heated to a temperature of 40-45 "C with a heating rate of 100-120 "C.
За авторським свідоцтвом СРСР Мо 1449555, СО4В 16/08. 28/04 відомий спосіб виготовлення легкої бетонної суміші, який вирішує задачу збільшення рухливості бетонної суміші, а також міцності бетону і зниження його водного поглинання.According to the author's certificate of the USSR Mo 1449555, СО4В 16/08. 28/04 a known method of manufacturing a lightweight concrete mixture, which solves the problem of increasing the mobility of the concrete mixture, as well as the strength of concrete and reducing its water absorption.
У складі легкої бетонної суміші використовують гранули пінополістиролу, які перед введенням в сировинну суміш опудрюють динатрієвою сіллю етилендіамінтетраоцтової кислоти як модифікатор рухливості бетонного розчину.As part of the lightweight concrete mixture, polystyrene foam granules are used, which are powdered with disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid as a modifier of the mobility of the concrete solution before being introduced into the raw mixture.
По патенту РФ Мо 2082696 відомий аналогічний спосіб виготовлення особливо легких полістиролбетонних виробів, що полягають в тому, що у складі суміші, полістиролу, що містить портландцемент, гранули полістиролу, поверхнево-активну добавку і воду, використовують заздалегідь оброблений поверхнево-активною добавкою гранульований полістирол.According to the patent of the Russian Federation Mo 2082696, a similar method of manufacturing especially light polystyrene concrete products is known, which consists in the fact that in the composition of the mixture, polystyrene containing Portland cement, polystyrene granules, a surface-active additive and water, granulated polystyrene pre-treated with a surface-active additive is used.
Спінювання полістиролу здійснюють в суміші у фіксованому об'ємі форми при одночасній гідратації цементу шляхом теплової обробки гострою парою при температурі 95-105 76.Foaming of polystyrene is carried out in a mixture in a fixed volume of the form with simultaneous hydration of cement by heat treatment with hot steam at a temperature of 95-105 76.
Відомий спосіб виготовлення, по патенту РФ Мо 2082695, що полягає в тому, що спочатку виготовляють пінополістирольний заповнювач шляхом термостатованої обробки гранул полістиролу, а потім обробляють їх комплексною хімічною добавкою, що складається з суміші дикарбонових кислот, суміші солей органічних кислот і смоли деревної помиленої при наступному співвідношенні компонентів, мас. 95: цемент 67-75; гранульований термостатований пінополістирол 4,75-5,55; комплексна хімічна добавка 0,25-0,45 і вода - інше. Готують суміш з вказаного заповнювача, мінерального в'язкого, комплексної добавки і води, розподіляють і ущільнюють її у формах, здійснюють твердіння і розбирання форм.There is a known method of production, according to the patent of the Russian Federation Mo 2082695, which consists in the fact that polystyrene aggregate is first manufactured by thermostatically treating polystyrene granules, and then they are treated with a complex chemical additive consisting of a mixture of dicarboxylic acids, a mixture of salts of organic acids and wood resin the following ratio of components, wt. 95: cement 67-75; granulated thermostated expanded polystyrene 4.75-5.55; complex chemical additive 0.25-0.45 and water - other. Prepare a mixture of the specified aggregate, mineral binder, complex additive and water, distribute and compact it in molds, harden and disassemble the molds.
Приведені вище три аналоги показують, що модифікація поверхні гранул полістиролу за допомогою нанесення хімічних добавок є достатньо поширеною операцією, не дивлячись на цілий ряд негативних моментів при її використанні.The above three analogues show that the modification of the surface of polystyrene granules by applying chemical additives is a fairly common operation, despite a number of negative aspects of its use.
Таким чином, на підставі представленого детального вивчення існуючого рівня техніки з проблеми приготування гранульованого полістиролбетону на основі ПСВ встановлено, що продовжують залишатися актуальними завдання подальшого підвищення міцності, легке складування, пошуку екологічно чистих добавок для поліпшення змочування поверхні гранул і 60 підвищення адгезії до ним мінеральних в'язких. Як на екологічно безпечну добавку для ефективнішого приготування гранульованого, на основі ПСВ, полістиролбетону, автори звернули увагу на добре відомий і вживаний в будівництві матеріал як рідке натрієве скло - це водний розчин силікату натрію. Натрієве рідке скло є екологічно чистим матеріалом і використовується при виробництві бетонів із спеціальними властивостями (кислототривких, жаростійких, водостійких).Thus, on the basis of the presented detailed study of the existing state of the art on the problem of preparing granular polystyrene concrete based on PSV, it was established that the tasks of further increasing strength, easy stacking, and the search for environmentally friendly additives to improve the wetting of the surface of the granules and increase the adhesion of minerals to them continue to be relevant. sticky As an ecologically safe additive for more efficient preparation of granulated PSV-based polystyrene concrete, the authors drew attention to a well-known and used material in construction such as liquid sodium glass, which is an aqueous solution of sodium silicate. Sodium liquid glass is an environmentally friendly material and is used in the production of concrete with special properties (acid-resistant, heat-resistant, water-resistant).
Відомий ряд джерел інформації про спроби використання добавок рідкого скла при приготуванні легких бетонів на основі спучених неорганічних матеріалів (а. с. МоМо 1194854, 1219548, 1530598, 1530620, 1573009).A number of sources of information about attempts to use liquid glass additives in the preparation of lightweight concrete based on expanded inorganic materials are known (a. s. MoMo 1194854, 1219548, 1530598, 1530620, 1573009).
Так, відомий спосіб отримання безвипалюваного порожнистого заповнювача по авт. св.Yes, there is a known method of obtaining non-fired hollow aggregate according to author. St.
СРСР Мо 1219548, СО4В 14/24, 20/10. Згідно з яким для зниження об'ємної насипної маси і підвищення міцності заповнювача як ядро гранули використовують склопір з об'ємною масою 40-80 кг/м3, а перед нанесенням мінеральної суміші, наприклад цементно-зольної, ядра заздалегідь обробляють пульверизацією водним розчином рідкого скла щільністю 1,2-1,3 кг/м3, а потім на них накочують в тарілчастому грануляторі шар заздалегідь меленої і зволоженої 15- 2095 цементно-зольної суміші, що складається з 4095 цементу і 6095 золи теплоелектростанцій. Потім одержані сирцеві гранули пропарюють протягом 6 годин при 80- 90 "С. Під час теплої та вогкої обробки відбувається руйнування ядра, і утворюються порожнисті гранули.USSR Mo 1219548, СО4В 14/24, 20/10. According to which, in order to reduce the volumetric bulk mass and increase the strength of the aggregate, a glass core with a volumetric mass of 40-80 kg/m3 is used as the core of the granules, and before applying a mineral mixture, for example, cement-ash, the cores are pre-treated by spraying with an aqueous solution of liquid glass with a density of 1.2-1.3 kg/m3, and then a layer of pre-ground and moistened 15-2095 cement-ash mixture consisting of 4095 cement and 6095 ash of thermal power plants is rolled on them in a plate granulator. Then the obtained raw granules are steamed for 6 hours at 80-90 "C. During warm and moist processing, the core is destroyed, and hollow granules are formed.
За авторським свідоцтвом СРСР Мо 1573009, СО4В 14/24, 20/10 відомий спосіб виготовлення невипалюваного порожнистого заповнювача, яким розв'язувалося завдання підвищення морозостійкості і зниження собівартості заповнювача. Спочатку для отримання гранульованого заповнювача готують ядро з суміші золи і розчину рідкого скла необхідної щільності при їх співвідношенні по масі 1: (2-10). Щільність розчину рідкого скла розраховують залежно від вибираного співвідношення золи і розчину рідкого скла в суміші. Потім вказану суміш перемішують в змішувачі примусової дії протягом 2-4 хвилин і гранулюють шляхом пропускання крапель суміші в розчин хлористого кальцію 30-40 9о-ної концентрації. Через 40-50 мін. затверділі гранули витягують і підсушують при температурі 70-80 "С протягом 30 мін. Після сушіння гранули спучуються при 350-550 "С і одержують готові ядра розміром 3-15 мм. Ядра обробляють розчином рідкого скла щільністю 1,2-1,3 кг/мУ, наприклад, шляхом пульверизації.According to the author's certificate of the USSR Mo 1573009, СО4В 14/24, 20/10, a method of manufacturing unfired hollow aggregate is known, which solved the task of increasing frost resistance and reducing the aggregate cost. First, in order to obtain granular aggregate, a core is prepared from a mixture of ash and a solution of liquid glass of the required density with their ratio by weight of 1: (2-10). The density of the liquid glass solution is calculated depending on the selected ratio of ash and liquid glass solution in the mixture. Then the specified mixture is mixed in a forced-action mixer for 2-4 minutes and granulated by passing drops of the mixture into a calcium chloride solution of 30-40 9% concentration. After 40-50 min. hardened granules are extracted and dried at a temperature of 70-80 "C for 30 minutes. After drying, the granules are swollen at 350-550 "C and ready-made kernels with a size of 3-15 mm are obtained. Cores are treated with a solution of liquid glass with a density of 1.2-1.3 kg/mU, for example, by pulverization.
Зо Потім на тарілчастому грануляторі на них наносять мінеральну, наприклад цементно-зольну суміш. Одержані сирцеві гранули піддають пропарюванню при 80-90 "С протягом 4-6 годин. В результаті фізико-хімічної взаємодії продуктів розкладання рідкого скла і золи з матеріалом оболонки відбувається утворення порожнистих гранул з ущільненою оболонкою. Це призводить до зниження водного поглинання заповнювача і до підвищення його морозостійкості.Then a mineral, for example, cement-ash mixture is applied to them on a plate granulator. The resulting raw granules are subjected to steaming at 80-90 "C for 4-6 hours. As a result of the physical and chemical interaction of the decomposition products of liquid glass and ash with the shell material, hollow granules with a compacted shell are formed. This leads to a decrease in the water absorption of the aggregate and an increase its frost resistance.
У даних рішеннях нанесення рідкого скла на поверхню гранул використовувалося тільки як засіб формування ядра і оболонки порожнистих гранул в результаті хімічних реакцій, що реалізовуються в процесі термообробки при температурі 70-90 "С в перебігу декількох годин.In these solutions, the application of liquid glass on the surface of the granules was used only as a means of forming the core and shell of hollow granules as a result of chemical reactions that take place in the process of heat treatment at a temperature of 70-90 "С in the course of several hours.
Як прототип, співпадаючий з корисною моделлю, що заявляється, за призначенням і ряду загальних ознак, ухвалено технічне рішення по процитованому раніше патенту РФ Мо 2082695 "Спосіб виготовлення екологічно чистих гранульованих полістиролбетонних виробів".As a prototype, coinciding with the claimed utility model, in terms of purpose and a number of common features, a technical solution was adopted according to the previously cited Russian patent No. 2082695 "Method of manufacturing environmentally friendly granulated polystyrene concrete products".
Недоліком прототипу є низька продуктивність і висока трудомісткість виготовлення полістиролбетонних виробів; необхідність використання досить складної хімічної добавки.The disadvantage of the prototype is the low productivity and high labor intensity of the production of polystyrene concrete products; the need to use a rather complex chemical additive.
Загальними ознаками прототипу і корисної моделі, що заявляється, є процес виготовлення екологічно чистого гранульованого полістиролбетону, що включає: 1) попереднє спінювання гранул полістиролу; 2) нанесення на поверхню спінених гранул полістиролу модифікуючи добавки для поліпшення змочування і підвищення адгезії мінерального в'яжучого;General features of the proposed prototype and useful model are the process of manufacturing environmentally friendly granulated polystyrene concrete, which includes: 1) preliminary foaming of polystyrene granules; 2) applying on the surface of foamed polystyrene granules modifying additives to improve wetting and increase the adhesion of the mineral binder;
З перемішування оброблених гранул з мінеральним в'яжучим, з добавкою при необхідності води; 4 завантаження одержаного гранульованого матеріалу у форми для подальшої обробки.From mixing processed granules with a mineral binder, with the addition of water if necessary; 4 loading of the obtained granulated material into molds for further processing.
У основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення процесу виготовлення екологічно чистого, гранульованого, армованого полістиролбетону шляхом застосування екологічно безпечної добавки для змочування поверхні спінених гранул, підвищення адгезії і прискорення гідратації на їх поверхні мінерального в'яжучого, а також техніку її нанесення, щоб забезпечити отримання полістиролбетонів з рівномірним розподілом легких гранул в розчині мінерального в'яжучого з мінімальною кількістю води і поліпшеними параметрами по міцності і теплоізоляції, з розширенням сировинної бази вживаних мінеральних в'яжучих.The basis of the useful model is the task of improving the production process of environmentally clean, granulated, reinforced polystyrene concrete by using an environmentally safe additive for wetting the surface of foamed granules, increasing adhesion and accelerating the hydration of the mineral binder on their surface, as well as the technique of its application to ensure the production of polystyrene concrete with a uniform distribution of light granules in a mineral binder solution with a minimum amount of water and improved strength and thermal insulation parameters, with an expansion of the raw material base of used mineral binders.
Поставлена задача в процесі виготовлення екологічно чистого гранульованого, армованого полістиролбетону, що включає попереднє спінювання сировинних гранул полістиролу (або бо дроблення упаковок з ПСВ, відходів виробництва пінопласту), нанесення на поверхню спінених гранул полістиролу, модифікуючі добавки для поліпшення змочування і підвищення адгезії мінерального в'язкого, перемішування оброблених по поверхні гранул з мінеральними в'яжучими, з добавкою при необхідності води і заповнювача, завантаження одержаного гранульованого матеріалу у форми для подальшої обробки.The task is set in the process of manufacturing environmentally friendly granulated, reinforced polystyrene concrete, which includes preliminary foaming of raw polystyrene granules (or crushing of PSV packages, foam production waste), applying on the surface of foamed polystyrene granules, modifying additives to improve wetting and increase the adhesion of mineral in viscous, mixing the granules treated on the surface with mineral binders, with the addition of water and aggregate if necessary, loading the resulting granulated material into molds for further processing.
Згідно з корисною моделлю - як модифікуючу добавку застосовують водний розчин силікату натрію - натрієвого "рідкого скла" відповідної концентрації для регулювання щільності одержуваного гранульованого полістиролбетону, - нанесення адсорбуючого шару модифікуючі добавки здійснюють одноразовим зануренням спінених гранул під поверхню вказаного водного розчину з швидким (за рахунок малої щільності) випливання гранул ПСВ на поверхню, - оперативно перенавантажують оброблені вказаним водним розчином спінені гранули в змішувач примусового типу, рівномірно розподіляють по довжині змішувача завантаження мінерального в'яжучого, кількість якого визначають відповідно до заданої щільності полістиролбетону, із забезпеченням формування на поверхні гранул зовнішнього шару мінерального в'яжучого рівномірної товщини, - в процесі перемішування мінерального в'яжучого з гранулами ПСВ в змішувач слідом додасться через повітродувний шланг роз'єднана на окремі волокна армуюча фібра (базальтова, поліпропіленова) як зміцнюючий елемент. Роз'єднання фібри проходить у окремій ємкості направленим тиском повітря.According to a useful model - an aqueous solution of sodium silicate - sodium "liquid glass" of the appropriate concentration is used as a modifying additive to regulate the density of the resulting granulated polystyrene concrete - the application of the adsorbing layer of the modifying additives is carried out by a one-time immersion of the foamed granules under the surface of the specified aqueous solution with a quick (due to the small density) of PSV granules floating on the surface, - quickly reload the foamed granules treated with the indicated aqueous solution into the forced-type mixer, evenly distribute along the length of the mixer loading of mineral binder, the amount of which is determined according to the given density of polystyrene concrete, ensuring the formation of an outer layer on the surface of the granules mineral binder of uniform thickness, - in the process of mixing the mineral binder with PSV granules, a reinforcing fiber (basalt, polypropylene) separated into separate fibers will be added to the mixer through the air blower hose. as a strengthening element. Fiber separation takes place in a separate container by directed air pressure.
Конкретні відмінності корисної моделі, що заявляється, полягають в наступному. 1. Як водний розчин рідкого скла на підставі проведених експериментів приймають водний розчин 10-20 мас. 95 силікату натрію, силікатним модулем від М1,5 до М3, при вмісті води 80-90 мас. 95. 2. Нанесення адсорбуючого шару водного розчину рідкого скла здійснюється в місткості для заливки необхідного об'єму, забезпеченої дозатором для завантаження гранул ПСВ з розміщенням у його випускному отворі поворотного колеса з лопатями, виконаними для максимального захоплення гранул по ширині вказаної місткості і забезпеченими по поверхні отворами просічень для проходження розчину, по типу друшляка, причому поворотне колесо поThe specific differences of the claimed utility model are as follows. 1. As an aqueous solution of liquid glass, based on the conducted experiments, an aqueous solution of 10-20 wt. 95 sodium silicate, silicate module from M1.5 to M3, with a water content of 80-90 wt. 95. 2. The application of an adsorbing layer of an aqueous solution of liquid glass is carried out in a capacity for filling the required volume, equipped with a dispenser for loading PSV granules with a rotary wheel with blades located in its outlet opening for maximum capture of granules across the width of the specified capacity and equipped with surface with holes of intersections for the passage of the solution, according to the type of colander, and the rotary wheel according to
Зо горизонтальний осі розміщують у вказаному водному розчині.The horizontal axis is placed in the specified aqueous solution.
З. Як мінеральне в'яжуче, для вирішення певних завдань по характеристиках полістиролбетону, можуть застосовуватися цементи менших марок, а також мінеральні в'яжучі, гідратація яких у присутності силікату натрію істотно прискорюється. 4. Як початковий матеріал може використовуватися подрібнений ПСВ з упаковки, відходів виробництва пінопласту, що значно знижує собівартість виготовлення полістиролбетону і практично не погіршує його властивості. 5. Для виготовлення гранульованого теплоїзолюючого бетону з малою щільністю 150-450 кг/м" формування виробів, можна здійснювати без додаткового введення води, оскільки її у складі нанесеного на гранули ПСВ водного розчину рідкого скла достатньо для стабільного водоцементного (В/Ц) співвідношення 0,25-0,3 а для гідратації цементу теоретично потрібен в/Ц-0,2-0,25. 6. Отримання легкого гранульованого полістиролбетону з малою щільністю від 150 кг/м3 і вище, з мінімальним В/Ц при формуванні самонесучих виробів, на основі гранул полістиролу з нанесеним зовнішнім шаром мінерального в'яжучого, здійснює можливість застосувати метод пресування і вібропрасування, як для жорстких бетонів. 7. З метою отримання полістиролбетону із кращими показниками міцності при малій щільності, разом з мінеральним в'яжучим в змішувач примусового типу подається через повітродувний шланг армуюча фібра (базальтова, пропіленова) попередньо оброблена у окремій ємкості направленим тиском повітря для роз'єднання склеєних волокон до одиничних.Z. As a mineral binder, to solve certain problems regarding the characteristics of polystyrene concrete, cements of smaller brands can be used, as well as mineral binders, the hydration of which is significantly accelerated in the presence of sodium silicate. 4. Crushed PSV from packaging, foam production waste can be used as a starting material, which significantly reduces the cost of polystyrene concrete production and practically does not deteriorate its properties. 5. For the production of granulated heat-insulating concrete with a low density of 150-450 kg/m", the formation of products can be carried out without additional introduction of water, since it is sufficient in the composition of the aqueous solution of liquid glass applied to the PSV granules for a stable water-cement (W/C) ratio of 0 ,25-0.3 and for hydration of cement, theoretically, W/C-0.2-0.25 is needed. 6. Production of light granular polystyrene concrete with a low density of 150 kg/m3 and higher, with minimal W/C when forming self-supporting products , on the basis of polystyrene granules with an applied outer layer of mineral binder, makes it possible to apply the method of pressing and vibro-ironing, as for hard concrete. 7. In order to obtain polystyrene concrete with better strength indicators at low density, together with mineral binder in the mixer of forced type is supplied through an air-blower hose, reinforcing fiber (basalt, propylene) is pre-treated in a separate container with directed air pressure to separate the glued fibers to single.
Причинно-наслідковий зв'язок між ознаками корисної моделі і результатами, що досягаються, полягає в наступному. Відомо, що для забезпечення високих стійкісних властивостей полістиролбетону важливою характеристикою є щільність упаковки гранул у виробі, причому істотний вплив робить структура затверділої цементної пасти в проміжках між гранулами. Використання водного розчину рідкого скла забезпечує, по-перше, хорошу змочуваність і рівномірну адгезію його шару до поверхні спінених гранул ПСВ із закритою внутрішньою порожниною, в других, забезпечує поліпшення рухливості суміші унаслідок хорошого ковзання таких гранул один щодо одного. Це дозволяє виключити широковживаний метод пульверизації і підвищити ефективність нанесення рівномірного шару водного розчину силікату натрію за рахунок використання методу занурення шляхом короткочасного занурення бо одночасно значної маси ПСВ в об'єм вказаного розчину. Одноразовий оберт колеса за допомогою захоплення гранул лопатями з отворами по їх поверхні дозволяє швидко накопичити достатній об'єм гранул ПСВ, негайно спливаючих з розчину за рахунок відштовхуючої сили.The causal relationship between the features of a useful model and the results achieved is as follows. It is known that in order to ensure high durability properties of polystyrene concrete, an important characteristic is the packing density of the granules in the product, and the structure of the hardened cement paste in the spaces between the granules has a significant impact. The use of an aqueous solution of liquid glass ensures, firstly, good wettability and uniform adhesion of its layer to the surface of foamed PSV granules with a closed internal cavity, and secondly, it provides an improvement in the mobility of the mixture as a result of good sliding of such granules relative to each other. This makes it possible to exclude the widely used method of pulverization and to increase the efficiency of applying a uniform layer of an aqueous solution of sodium silicate due to the use of the immersion method by the short-term immersion of a significant mass of PSV in the volume of the indicated solution. A single rotation of the wheel by means of capturing the granules with blades with holes on their surface allows you to quickly accumulate a sufficient volume of PSV granules, which immediately float out of the solution due to the repulsive force.
На поверхні гранул ПСВ змоченої водним розчином рідкого скла, здійснюється рівномірне закріплення заданої розрахункової маси в'яжучого, завдяки тому, що гідратація в'яжучого у присутності силікату натрію протікає набагато швидше, ніж у воді.On the surface of PSV granules moistened with an aqueous solution of liquid glass, the given calculated mass of the binder is uniformly fixed, due to the fact that the hydration of the binder in the presence of sodium silicate proceeds much faster than in water.
Кількість закріпленого на поверхні ПСВ мінерального в'яжучого залежить від концентрації силікату натрію до (2095) в адсорбуючому розчині, що дає широкі можливості керувати параметрами полістиролбетону. При застосуванні портландцементу для виготовлення термоїзолюючого бетону щільністю 150-450 Кг/м" додавання води не обов'язково, оскільки водоцементне співвідношення виходить стабільним в межах В/Ц 0,25-0,3, що достатнє для протікання процесу гідратації. Полістиролбетон, одержаний з мінімальною кількістю води, дозволяє працювати з ним, як з жорсткими бетонами - застосовувати вібрацію і пресування навіть при малій його щільності 150-500 кг/мУ, що не можливо при інших способах отримання полістиролбетону.The amount of mineral binder fixed on the PSV surface depends on the concentration of sodium silicate up to (2095) in the adsorbing solution, which provides ample opportunities to control the parameters of polystyrene concrete. When using Portland cement for the production of heat-insulating concrete with a density of 150-450 Kg/m", it is not necessary to add water, since the water-cement ratio is stable within the W/C range of 0.25-0.3, which is sufficient for the hydration process to proceed. Polystyrene concrete, obtained with a minimal amount of water, allows you to work with it as with hard concrete - use vibration and pressing even with its low density of 150-500 kg/mU, which is not possible with other methods of obtaining polystyrene concrete.
Використання адсорбуючого розчину силікату натрію дозволяє застосовувати не тільки портландцемент (М400-М500) для отримання полістиролбетону як це показано за іншими технологіями, але і цементи менших марок, а також мінеральні в'яжучі, гідратація яких у присутності силікату натрію істотно прискорюється (глиноземисті цементи, вапно, гіпс і т.п.).The use of an adsorbing solution of sodium silicate allows the use not only of Portland cement (M400-M500) for the production of polystyrene concrete, as shown by other technologies, but also cements of smaller brands, as well as mineral binders, the hydration of which is significantly accelerated in the presence of sodium silicate (alumina cements, lime, gypsum, etc.).
Введення армуючих волокон, зокрема базальтової фібри в полістиролбетон додає йому тривимірне армування, зниження утворення усадкових мікротріщин до 90 95, зменшення утворення внутрішньої напруги при пластичній усадці до 50 95, підвищення зносостійкості, підвищення ударної і втомної міцності до 500 ФоThe introduction of reinforcing fibers, in particular basalt fiber, into polystyrene concrete adds three-dimensional reinforcement to it, reducing the formation of shrinkage microcracks to 90 95, reducing the formation of internal stress during plastic shrinkage to 50 95, increasing wear resistance, increasing impact and fatigue strength to 500 Fo
Якість полістиролбетону практично не погіршується при застосуванні як заповнювача вторинної сировини - подрібненого полістиролу (упаковка, відходи виробництва пінопласту), що значно знижує його собівартість.The quality of polystyrene concrete practically does not deteriorate when used as an aggregate of secondary raw materials - crushed polystyrene (packaging, foam production waste), which significantly reduces its cost price.
Експерименти із застосуванням технології, що заявляється, дозволяють одержувати полістиролбетон з наступними властивостями: - важкогорючий матеріал, група горючості - Г 1. - марка по середній щільності від 150 до 600 кг/м3.Experiments with the application of the claimed technology make it possible to obtain polystyrene concrete with the following properties: - fire-resistant material, flammability group - G 1. - average density grade from 150 to 600 kg/m3.
Ко) - морозостійкість від Е 25 до Е 100 і більш, при додача фібри збільшується до 35 95 - коефіцієнт теплопровідності від 0,055 до 0,125 Вт/м'С - середня міцність на стиснення від 0,73 до 3,6 В, МПа. (клас по міцності на стиснення від М 2,5 до В 2,5), при додачі фібри збільшується до 35 95. - межа міцності на розтягування при вигині від 0,10 до 0,73 МПа., при додачі фібри збільшується до 35 95. - температура застосування від -60 "С до -70 "С.Ko) - frost resistance from Е 25 to Е 100 and more, with the addition of fiber increases to 35 95 - thermal conductivity coefficient from 0.055 to 0.125 W/m'С - average compressive strength from 0.73 to 3.6 V, MPa. (compressive strength class from M 2.5 to B 2.5), with the addition of fiber increases to 35 95. - tensile strength limit during bending from 0.10 to 0.73 MPa., with the addition of fiber increases to 35 95. - application temperature from -60 "C to -70 "C.
Представлені дані підтверджують можливість вирішення поставленої задачі в частині виготовлення екологічно чистого гранульованого, армованого полістиролбетону і відповідність корисної моделі, що заявляється, нормативній вимозі новизни і вимозі промислової застосовності.The presented data confirm the possibility of solving the task in terms of the production of environmentally friendly granulated, reinforced polystyrene concrete and the compliance of the claimed useful model with the regulatory requirement of novelty and the requirement of industrial applicability.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201210028U UA77760U (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | Process for the production of ecologically clean, granulated, reinforced polystyrene concrete |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201210028U UA77760U (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | Process for the production of ecologically clean, granulated, reinforced polystyrene concrete |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA77760U true UA77760U (en) | 2013-02-25 |
Family
ID=51586578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201210028U UA77760U (en) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | Process for the production of ecologically clean, granulated, reinforced polystyrene concrete |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA77760U (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110803905A (en) * | 2019-11-21 | 2020-02-18 | 中铁隧道局集团有限公司 | Novel lightweight concrete suitable for cold region tunnel and preparation method thereof |
| RU2750501C2 (en) * | 2019-07-30 | 2021-06-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Fiber from pet containers for polystyrene concrete |
-
2012
- 2012-08-20 UA UAU201210028U patent/UA77760U/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2750501C2 (en) * | 2019-07-30 | 2021-06-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Fiber from pet containers for polystyrene concrete |
| CN110803905A (en) * | 2019-11-21 | 2020-02-18 | 中铁隧道局集团有限公司 | Novel lightweight concrete suitable for cold region tunnel and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100463881C (en) | Heat preservation and energy saving type lightweight, gas filled wall bricks, and preparation method | |
| CN102285778B (en) | Ultra-light cement-based composite foaming material and preparation method thereof | |
| US5641584A (en) | Highly insulative cementitious matrices and methods for their manufacture | |
| CN105967535A (en) | Geopolymer foamed concrete, foamed concrete sandwich composite thermal insulation wallboard and preparation method | |
| CN105152598B (en) | A kind of rack type ceramsite foam concrete and preparation method thereof | |
| CN101172881A (en) | Foam concrete and method for producing the same | |
| CN103011896A (en) | Foam concrete | |
| CN106242426A (en) | External-wall heat-insulation material and preparation method thereof | |
| EP3568273B1 (en) | Plant and method for producing pumice blocks having cavities filled with insulation material | |
| CN103408272A (en) | Design method of ceramsite foam concrete | |
| CN102765905A (en) | EPS light aggregate concrete composite wall and its construction method | |
| CN105731888A (en) | High-strength waste rock powder aerated concrete block | |
| CN106431136A (en) | Compound insulation board and preparation method thereof | |
| CN104773987A (en) | Glass fiber gridding cloth reinforced polystyrene particle foam concrete insulation board, and production method thereof | |
| JP2021181402A (en) | System and method for preparing and applying non-portland cement-based material | |
| CN103483001A (en) | Manufacturing method of halogen-resistant-strengthened lightweight composite wallboard and building block made of light magnesium powder | |
| CN101457566A (en) | Self- insulating energy-conserving building block for construction wall and method for producing the same | |
| CN102898088A (en) | Heat-insulation sound-insulation light-weight high-strength aerated concrete building block and producing method thereof | |
| Wahane | Manufacturing process of AAC block | |
| CN102887670A (en) | Production method of light foamed concrete block | |
| CN103922661A (en) | Air conditioning type foam concrete material and preparation method thereof | |
| CN101492280A (en) | Phosphate cellular concrete and process for producing its product | |
| RU2338724C1 (en) | Dry heat-insulating plastered cellular polystyrene construction mixture for coatings, items and structures and method of its preparation | |
| UA77760U (en) | Process for the production of ecologically clean, granulated, reinforced polystyrene concrete | |
| CN103964890A (en) | Novel foam concrete thermal-insulation building block and preparation method thereof |