RU2361835C1 - Гранулированный заполнитель на основе стеклобоя для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие - Google Patents
Гранулированный заполнитель на основе стеклобоя для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361835C1 RU2361835C1 RU2007142322/03A RU2007142322A RU2361835C1 RU 2361835 C1 RU2361835 C1 RU 2361835C1 RU 2007142322/03 A RU2007142322/03 A RU 2007142322/03A RU 2007142322 A RU2007142322 A RU 2007142322A RU 2361835 C1 RU2361835 C1 RU 2361835C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- mixture
- aggregate
- products
- concrete construction
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000945 filler Substances 0.000 title abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 title abstract description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 12
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 12
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 9
- 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 claims description 8
- 239000006063 cullet Substances 0.000 claims description 8
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract 1
- -1 sodium fluorsilicate Chemical compound 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 9
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M lithium hydroxide Inorganic materials [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000005356 container glass Substances 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 238000009439 industrial construction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000013008 moisture curing Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000010458 rotten stone Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic materials
- C04B20/1074—Silicates, e.g. glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/021—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by a mineral binder, e.g. cement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, для гражданского и промышленного строительства. Гранулированный заполнитель для бетонной смеси выполнен в виде гранул размером 0,5-10,0 мм, состоящих из ядра и оболочки, где ядро получено гранулированием смеси совместно молотых до удельной поверхности 150-250 м2/кг кремнеземсодержащего компонента - стеклобоя и гидроксида щелочного металла при их массовом соотношении 0,70-0,95:0,05-0,30 со связкой - водным раствором силиката натрия плотностью 1,2-1,3 г/см3 в количестве 0,1-7,0% от смеси, формирование защитной оболочки на поверхности ядра производят в среде сухой пылевидной смеси совместно молотых извести негашеной и натрия кремнефтористого при их массовом соотношении 0,85-0,95:0,05-0,15, с последующим твердением до прочности не менее 0,12 МПа. Бетонная смесь для изготовления строительных изделий включает, мас.%: указанный заполнитель 5-40, вяжущее 10-25, мелкий заполнитель 15-45, вода остальное. Способ получения бетонных строительных изделий включает смешивание компонентов указанной выше смеси, формование строительных изделий, выдержку в формах и тепловлажностную обработку при атмосферном давлении и температуре 85-95°С. Бетонное строительное изделие, полученное указанным выше способом. Технический результат - повышение водостойкости, уменьшение теплопроводности при повышении и сохранении прочностных показателей бетонных строительных изделий, снижение энергозатрат при изготовлении изделий за счет снижения энергозатрат при получении заполнителя. 4 н.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, для гражданского и промышленного строительства.
Известны способ получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, состав бетонной смеси и заполнитель в виде гранулята фракций 5-20 мм, изготовленный из дисперсных золошлаковых отходов мусоросжигательных печей и бетонное строительное изделие. Способ получения бетонных строительных изделий включает смешивание механоактивированного портландцемента (22-23 мас.%), строительного песка (28-34 мас.%), заполнителя в виде гранулята (44-49 мас.%) и воды, формование строительных изделий, выдержку в формах и последующую тепловлажностную обработку их в пропарочной камере при атмосферном давлении [Патент РФ №2201410, кл. 7 С04В 28/02, 2000].
Недостатками данного способа, бетонной смеси и заполнителя является то, что используемый заполнитель не способствует увеличению водостойкости бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, а также высокие энергозатраты при получении механоактивированного портландцемента и гранулята.
Известны также гранулированный заполнитель для бетонной смеси в виде гранул, состоящих из ядра, изготовленного из стеклопора и нанесенной на него оболочки из цементно-зольной смеси, и бетонное строительное изделие. Сырцовые гранулы перед использованием в качестве заполнителя для бетонной смеси предварительно подвергают тепловлажностной обработке в пропарочной камере при атмосферном давлении с изотермической выдержкой в течение 6 часов при температуре 80-90°С [Авторское свидетельство СССР №1219548, кл. 4 С04В 14/24, 1983].
Недостатками данного заполнителя являются высокие энерго- и трудозатраты при получении стеклопора, формировании из него гранул путем дробления и последующей тепловлажностной обработке сырцовых гранул перед использованием их в качестве заполнителя, что увеличивает себестоимость готовых строительных изделий. Применение указанного заполнителя не способствует увеличению водостойкости и существенному уменьшению теплопроводности бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, состав бетонной смеси и бетонное строительное изделие. Способ получения бетонных строительных изделий включает смешивание портландцемента (10-25 мас.%), песка (15-35 мас.%), заполнителя в виде керамзитового гравия (5-40 мас.%) и воды (остальное), формование строительных изделий, выдержку в формах и последующую тепловлажностную обработку их в пропарочной камере при атмосферном давлении по режиму 2+6+2 и температуре изотермической выдержки 85-95°С [Гершберг О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. - М.: Стройиздат, 1971, с.98-102, 305-313].
Недостатками данного способа получения бетонных строительных изделий и бетонной смеси является то, что получаемые бетонные строительные изделия после тепловлажностной обработки имеют невысокую водостойкость и теплоизолирующую способность.
Наиболее близким к предлагаемому решению является также гранулированный заполнитель для получения бетонной смеси, состоящий из ядра и защитной оболочки. Ядро изготавливают грануляцией на тарельчатом грануляторе смеси дисперсных кремнеземсодержащих компонентов - золы ТЭС (дисперсностью не менее 200 м2/кг) и осадка станции аэрации биологической очистки промышленных сточных вод со связкой - молотой известью (дисперсностью 500-600 м2/кг) и гипсом (маркой не менее 100 и дисперсностью не менее 350 м2/кг) в соотношении компонентов смеси соответственно 0,3:0,5:0,15:0,05 по массе. После грануляции на ядро наносится защитная оболочка толщиной 3-5 мм путем смачивания ядра гранулы жидким стеклом и опудривания или скатывания на тарельчатом или барабанном грануляторе его сухой пылевидной смесью извести, гипса и минерального дисперсного наполнителя (золы ТЭЦ, ГРЭС, суглинка и т.д.) в соотношении компонентов смеси соответственно 0,35:0,10:0,55 по массе. После формирования гранул с целью их отверждения применяется тепловлажностная обработка при температуре 90°С с изотермической выдержкой в течение одного часа [Патент РФ №2077517, кл. 6 С04В 20/10, 1993].
Недостатком гранулированного заполнителя по прототипу является то, что при изготовлении бетонных изделий требуются повышенные расходы тепловой энергии для тепловлажностной обработки: сначала тепловлажностной обработке подвергается гранулированный заполнитель, затем - сформованное строительное изделие, включающее вышеназванный заполнитель, а также то, что получаемые бетонные строительные изделия, подвергающиеся тепловлажностной обработке при твердении, имеют невысокую водостойкость, прочность и теплоизолирующую способность.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения водостойкости, уменьшения теплопроводности при повышении и сохранении прочностных показателей бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, и снижения энергозатрат при изготовлении бетонных изделий за счет снижения энергозатрат при изготовлении заполнителя.
Технический результат достигается с помощью гранулированного заполнителя для бетонной смеси, изготовленного из кремнеземсодержащего и известьсодержащего компонентов, согласно предлагаемому решению он выполнен в виде гранул размером 0,5-10,0 мм, состоящих из ядра и оболочки, где ядро получено гранулированием смеси совместно молотых до удельной поверхности 150-250 м2/кг кремнеземсодержащего компонента - стеклобоя и гидроксида щелочного металла при их массовом соотношении 0,70-0,95:0,05-0,30 со связкой - водным раствором силиката натрия плотностью 1,2-1,3 г/см3 в количестве 0,1-7,0% от смеси, формирование защитной оболочки на поверхности ядра гранулы производят в среде сухой пылевидной смеси совместно молотых извести негашеной и натрия кремнефтористого при их массовом соотношении 0,85-0,95:0,05-0,15, с последующим твердением до прочности не менее 0,12 МПа.
Технический результат достигается тем, что бетонная смесь для изготовления строительных изделий включает вышеуказанный заполнитель, вяжущее, мелкий заполнитель и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный заполнитель - 5-40; вяжущее - 10-25; мелкий заполнитель - 15-45 и вода - остальное.
Технический результат достигается тем, что способ получения бетонных строительных изделий из вышеуказанной бетонной смеси включает смешивание ее компонентов, формование строительных изделий, выдержку в формах и последующую тепловлажностную обработку изделий при атмосферном давлении и температуре 85-95°С.
Результат достигается с помощью бетонного строительного изделия, характеризующегося тем, что оно получено указанным способом.
Характеристика компонентов:
1. В качестве вяжущего использовали:
- портландцемент ЗАО «Белгородцемент» по ГОСТ 10178-85. Марка цемента 400. Нормальная густота цементного теста по ГОСТ 310.4-81 - 27,12%, активность при пропаривании 38,4 МПа, активность при нормальном хранении в возрасте 28 суток - 43,7 МПа;
- пуццолановый цемент Фокинского цементного завода, Брянская область по ГОСТ 22266-77, содержащий 30% трепела. Марка цемента 300. Нормальная густота - 37,2%, активность при пропаривании 30,4 МПа, активность при нормальном хранении в возрасте 28 суток - 31,7 МПа;
- шлакопортландцемент ЗАО «Белгородцемент» по ГОСТ 10178-85. Марка цемента 350. Нормальная густота цементного теста - 29,8%, активность при пропаривании 34,4 МПа, активность при нормальном хранении в возрасте 28 суток - 35,7 МПа.
2. В качестве кремнеземсодержащего компонента для изготовления ядра заполнителя использовали дробленый бой зеленого тарного стекла, г.Воронеж. Химический состав, мас.%: SiO2 - 66,3; Аl2О3 - 10,1, Fе2О3 - 1,2, TiO2 - 0,4, CaO - 6,1; MgO - 0,2; R2O - 14,6; SO3 - 0,2, п.п.п. - нет.
Стеклобой дробили в молотковой дробилке и хранили в накопительных бункерах.
3. В качестве гидроксида щелочного металла использовали:
- гидроксид натрия по ГОСТ 2263-79;
- гидроксид калия по ГОСТ 24363-80;
- гидроксид лития по ГОСТ 8595-83.
4. Натрий кремнефтористый Na2SiF6 по ТУ 6-09-1461-91.
5. Для изготовления защитной оболочки заполнителя использовали известь негашеную строительную производства ОАО «Стройматериалы», г.Белгород по ГОСТ 9179-77.
6. В качестве мелкого заполнителя бетонных смесей использовали:
- природный кварцевый Вольский песок по ГОСТ 6139-2003;
- песок из отсевов дробления кварцитопесчаников - вскрышной породы, получаемой при добыче железных руд, г.Губкин, Белгородская область. Модуль крупности 2,1 по ГОСТ 8736-85;
- искусственный песок, полученный при переработке электрометаллургических шлаков, г.Старый Оскол, Белгородская область. Модуль крупности 1,7.
7. Вода водопроводная по ГОСТ 23732-79.
8. При гранулировании порошка совместно молотого стеклобоя с гидроксидом натрия на тарельчатом грануляторе в качестве связки использовали водный раствор силиката натрия (жидкое стекло) по ТУ 2385-001-54824507-2000 плотностью 1,2-1,3
г/см3.
Для получения ядер гранулированного заполнителя при реализации заявляемого способа получения бетонных строительных изделий дробленый стеклобой дозировали с гидроксидом натрия весовым методом. Полученную смесь загружали в шаровую мельницу и производили смешивание и помол до достижения удельной поверхности 150…250 м2/кг. Молотый материал подавали на стандартный тарельчатый гранулятор, где при распылении водного раствора жидкого стекла получали ядра заполнителя заданного размера. Полученные ядра заполнителя направляли на формирование защитной оболочки путем окатывания в барабанный смеситель, в который подавали также сухую пылевидную смесь, т.е. аналогично способу, описанному в патенте РФ №2077517. В качестве сухой пылевидной смеси использовали совместно молотые известь и натрий кремнефтористый при их массовом соотношении 0,85-0,95:0,05-0,15. Контроль набора прочности гранулированного заполнителя при твердении его при температуре окружающей среды путем испытания в цилиндре производили по ГОСТ 9758-86.
Пример. Приготовление ядер гранулированного заполнителя. Стеклобой (8 кг) и гидроксид натрия (2 кг), т.е. в соотношении 0,80:0,20 по массе (табл.1, смесь 1), мололи в мельнице совместно до удельной поверхности 200 м2/кг. Полученный порошковый материал подавали на тарельчатый гранулятор. На поверхность порошка путем разбрызгивания наносился водный раствор силиката натрия плотностью 1,25 г/см3 в количестве 4% по отношению к массе ядра заполнителя. Скоростью вращения и углом наклона тарелки гранулятора регулировали диаметр получаемых ядер, который составлял в данном случае 4,4-4,5 мм.
Получение защитной оболочки на ядрах. Полученные ядра направляли на опудривание порошком извести (9 кг), молотой совместно с кремнефтористым натрием (1 кг), т.е. в соотношении 0,90:0,10 до получения гранул размером 5,0 мм (табл.1, смесь 1). Опудривание производили в барабанном смесителе.
Часть полученного гранулированного материала после хранения в течение 7 часов при температуре окружающей среды испытывали на прочность путем сдавливания в цилиндре по ГОСТ 9758, прочность составила 0,3 МПа; остальной использовали при приготовлении бетонных смесей для изготовления образцов строительных изделий.
Приготовление бетонной смеси. Дозировку компонентов производили весовым способом: 2 кг портландцемента (20 мас.%, табл.1, смесь 1), 2,5 кг кварцевого песка (25 мас.%) и 3,5 кг (35 мас.%) гранулированного заполнителя перемешивали в шнековом смесителе до однородного состояния и добавляли 2 кг (20 мас.%) воды.
Формование образцов производили традиционным способом путем заполнения стандартных форм 2ФК-100 по ГОСТ 10181-2000. Время выдержки в формах - 6 часов.
Тепловлажностную обработку бетонных образцов производили в пропарочной камере при атмосферном давлении по режиму 2+6+2 и температуре изотермической выдержки 90°С, таким образом, приготовление бетонной смеси, формовку образцов и их тепловлажностную обработку производили по известной методике [Гершберг О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. - М.: Стройиздат, 1971, с.98-102, 305-313].
Гранулированный заполнитель по патенту РФ №2077517 состоял из ядра и защитной оболочки. Заполнитель диаметром 15 мм после пропарки по режиму 2+1+2 ч при температуре изотермической выдержки 90°С имел прочность при раздавливании в цилиндре 0,21 МПа. При изготовлении бетонных образцов использовали в качестве вяжущего портландцемент, мелкого заполнителя - Вольский песок, гранулированный заполнитель - по прототипу (табл.1, смесь 16).
| Таблица 2 | |||||
| Физико-механические свойства бетонных строительных изделий после тепловлажностной обработки | |||||
| № смеси | Температура тепловлажностной обработки, °С | Теплопроводность, Вт/(м·К) | Марка бетона по водонепроницаемости | Предел прочности при сжатии, МПа | Примечания |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 90 | 0,44 | В6 | 36,9 | - |
| 2 | 95 | 0,69 | В2 | 22,5 | Низкая активность взаимодействия заполнителя с матрицей бетонных образцов. |
| 3 | 85 | 0,39 | В2 | 30,2 | Образцы имеют крупные поры и дефекты структуры допустимых размеров. |
| 4 | 90 | 0,85 | - | 17,3 | Заполнитель практически не взаимодействует с бетонной матрицей, механическое разрушение происходит по зонам контакта «заполнитель-бетон». |
| 5 | 90 | 0,49 | - | 17,9 | Наблюдается частичное растворение межпоровых перегородок бетонной матрицы. |
| 6 | 90 | 0,44 | В6 | 26,1 | - |
| 7 | 95 | 0,69 | В2 | 14,8 | Низкая активность взаимодействия заполнителя с матрицей бетонных образцов. |
| 8 | 85 | 0,39 | В2 | 20,1 | Образцы имеют крупные поры и дефекты структуры допустимых размеров. |
| 9 | 90 | 0,85 | - | 9,3 | Заполнитель практически не взаимодействует с бетонной матрицей, механическое разрушение происходит по зонам контакта «заполнитель-бетон». |
| 10 | 90 | 0,49 | - | 9,9 | Наблюдается частичное растворение межпоровых перегородок бетонной матрицы. |
| 11 | 90 | 0,44 | В6 | 31,8 | - |
| 12 | 95 | 0,69 | В2 | 19,5 | Низкая активность взаимодействия заполнителя с матрицей бетонных образцов. |
| 13 | 85 | 0,39 | В2 | 20,2 | Образцы имеют крупные поры и дефекты структуры допустимых размеров. |
| 14 | 90 | 0,85 | - | 12,3 | Заполнитель практически не взаимодействует с бетонной матрицей, механическое разрушение происходит по зонам контакта «заполнитель-бетон». |
| 15 | 90 | 0,49 | - | 11,9 | Наблюдается частичное растворение межпоровых перегородок бетонной матрицы. |
| 16 (прототип) | 90 | 0,61 | В2 | 28,9 | Низкая активность взаимодействия заполнителя с матрицей бетонных образцов, механическое разрушение происходит по зонам контакта. |
Образцы изделий испытывали на прочность (по ГОСТ 10180), определяли теплопроводность (по ГОСТ 7076-99) и водонепроницаемость (по ГОСТ 12730.5-84). Результаты испытаний приведены в таблице (смесь 1).
Таким же образом были получены стеновые изделия с другими составами компонентов (табл.1), результаты испытаний приведены в табл.2, смеси 1-16.
Анализ результатов испытаний свойств образцов бетонных строительных изделий, приведенных в табл.2, показывает следующее.
1. Введение в состав бетонной смеси заявляемого гранулированного заполнителя размером 0,5-10 мм, состоящего из ядра в виде связанных между собой жидким стеклом совместно молотых кремнеземсодержащего компонента - стеклобоя и гидроксида щелочного металла, которое покрыто оболочкой из молотой извести и кремнефтористого натрия в заявляемых количествах, позволяет получать прочные бетонные строительные изделия с пониженными теплопроводностью и водопроницаемостью, при этом за счет исключения пропарки заполнителя значительно снижается энергоемкость полученных стеновых изделий.
2. Уменьшение количества гранулированного заполнителя в составе бетонной смеси до 5 мас.%, а также соотношения в ядре заполнителя гидроксида щелочного металла до 0,05 по отношению к массе стеклобоя, удельной поверхности порошкового материала ядра до 150 м2/кг, соотношения кремнефтористого натрия в защитной оболочке гранулы до 0,05 по отношению к массе извести и диаметра гранул заполнителя до 0,5 мм приводит к снижению прочности гранулированного заполнителя, уменьшает его реакционную способность, что приводит к увеличению теплопроводности, уменьшению водонепроницаемости и прочности получаемых образцов бетонных строительных изделий (смеси 2, 7 и 12, табл.2), данные составы приняты как граничные.
Дальнейшее уменьшение названных соотношений и параметров приводит к существенному снижению физико-механических показателей бетонных строительных изделий, поэтому составы смесей 4, 9 и 14 выходят за рамки заявляемых составов бетонных строительных изделий.
3. Использование гранулированного заполнителя в составе бетонной смеси в количестве 40 мас.%, а также соотношения в ядре заполнителя гидроксида щелочного металла в количестве 0,30% по отношению к массе стеклобоя, удельной поверхности порошкового материала ядра до 250 м2/кг, соотношения кремнефтористого натрия в защитной оболочке гранулы до 0,15 по отношению к массе извести и диаметра гранул заполнителя до 10 мм приводит также к снижению прочности гранулированного заполнителя. Чрезмерно высокая активность гранулированного заполнителя размером 10 мм при тепловлажностной обработке бетонных изделий приводит к образованию крупных пор в их массиве с множеством структурных дефектов, что также приводит к увеличению теплопроводности, уменьшению водонепроницаемости и прочности получаемых образцов бетонных строительных изделий (смеси 3, 8 и 13, табл.2), данные составы приняты как граничные.
Дальнейшее увеличение названных соотношений и параметров приводит к существенному снижению физико-механических показателей бетонных строительных изделий, поэтому составы смесей 5, 10 и 15 выходят за рамки заявляемых составов бетонных строительных изделий.
При оптимальном соотношении компонентов (смесь 1, 6 и 11, табл.1) полученные бетонные строительные изделия имеют следующие преимущества по сравнению с известными:
1) прочностные показатели увеличиваются на 15-20%, марка по водонепроницаемости при этом увеличивается с В2 до В6, теплопроводность уменьшается в 1,5-1,7 раза;
2) заявляемый гранулированный композиционный заполнитель не требует автоклавной обработки перед вводом его в состав бетонной смеси, за счет этого снижаются энергозатраты при получении строительных изделий.
При использовании сырьевых бетонных смесей с граничными соотношениями компонентов (смеси 2, 3, 7, 8, 12 и 13, табл.1) полученные бетонные строительные изделия практически сохраняют марку по водонепроницаемости и прочностные характеристики по сравнению с аналогичными свойствами прототипа.
В процессе нанесения защитной оболочки из молотой извести и кремнефтористого натрия на ядро заполнителя происходит взаимодействие компонентов оболочки с жидким стеклом, приводящее к быстрому росту прочности гранул композиционного заполнителя при температуре окружающей среды, что позволяет использовать его при приготовлении бетонных смесей без дополнительного энергоемкого тепловлажностного отверждения. В процессе тепловлажностной обработки заявляемых бетонных строительных изделий в ядрах гранулированного заполнителя синтезируются водорастворимые силикаты натрия, которые, проникая сквозь защитную оболочку, обеспечивают чрезвычайно прочное сцепление заявляемых гранул с бетонной матрицей изделия.
Гранулированный заполнитель по прототипу при введении его в состав бетонных строительных изделий в процессе тепловлажностной обработки не проявляют какой-либо активности и не взаимодействуют с бетонной матрицей по объему. При приложении внешней нагрузки (испытание прочности при сжатии и изгибе) разрушение этих строительных изделий происходит по границам контактов между данными гранулами и бетоном, т.е. прочного сцепления их с бетоном не наблюдается.
Получаемые по заявляемому способу бетонные строительные изделия обладают улучшенными адгезионными свойствами по отношению к штукатурным растворам.
Claims (4)
1. Гранулированный заполнитель для бетонной смеси, изготовленный из кремнеземсодержащего и известьсодержащего компонентов, отличающийся тем, что он выполнен в виде гранул размером 0,5-10,0 мм, состоящих из ядра и оболочки, где ядро получено гранулированием смеси совместно молотых до удельной поверхности 150-250 м2/кг кремнеземсодержащего компонента - стеклобоя и гидроксида щелочного металла при их массовом соотношении 0,70-0,95:0,05-0,30 со связкой - водным раствором силиката натрия плотностью 1,2-1,3 г/см3 в количестве 0,1-7,0% от смеси, формирование защитной оболочки на поверхности ядра гранулы производят в среде сухой пылевидной смеси совместно молотых извести негашеной и натрия кремнефтористого при их массовом соотношении 0,85-0,95:0,05-0,15 с последующим твердением до прочности не менее 0,12 МПа.
2. Бетонная смесь для изготовления строительных изделий, включающая заполнитель по п.1, вяжущее, мелкий заполнитель и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
указанный заполнитель 5-40
вяжущее 10-25
мелкий заполнитель 15-45
вода остальное
3. Способ получения бетонных строительных изделий из бетонной смеси по п.2, включающий смешивание ее компонентов, формование строительных изделий, выдержку в формах и последующую тепловлажностную обработку изделий при атмосферном давлении и температуре 85-95°С.
4. Бетонное строительное изделие, характеризующееся тем, что оно получено способом по п.3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007142322/03A RU2361835C1 (ru) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Гранулированный заполнитель на основе стеклобоя для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007142322/03A RU2361835C1 (ru) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Гранулированный заполнитель на основе стеклобоя для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007142322A RU2007142322A (ru) | 2009-05-20 |
| RU2361835C1 true RU2361835C1 (ru) | 2009-07-20 |
Family
ID=41021463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007142322/03A RU2361835C1 (ru) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Гранулированный заполнитель на основе стеклобоя для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2361835C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530816C1 (ru) * | 2013-05-15 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Гранулированный композиционный заполнитель на основе диатомита для бетонной смеси и бетонное строительное изделие |
| RU2602436C1 (ru) * | 2015-10-15 | 2016-11-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Гидрофобизирующий гранулированный заполнитель на основе кремнеземистого сырья для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1496858A (en) * | 1976-08-31 | 1978-01-05 | Proizv Tekhn Ob Rosorgtekhstro | Composition for the manufacture of heat insulating material |
| RU2077517C1 (ru) * | 1993-11-30 | 1997-04-20 | Багров Борис Олегович | Способ получения заполнителя для бетона |
| RU2182141C2 (ru) * | 2000-03-20 | 2002-05-10 | Братский государственный технический университет | Композиция для изготовления легкобетонных изделий |
| RU2201410C2 (ru) * | 2000-06-26 | 2003-03-27 | Бикбау Марсель Янович | Бетон |
-
2007
- 2007-11-15 RU RU2007142322/03A patent/RU2361835C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1496858A (en) * | 1976-08-31 | 1978-01-05 | Proizv Tekhn Ob Rosorgtekhstro | Composition for the manufacture of heat insulating material |
| RU2077517C1 (ru) * | 1993-11-30 | 1997-04-20 | Багров Борис Олегович | Способ получения заполнителя для бетона |
| RU2182141C2 (ru) * | 2000-03-20 | 2002-05-10 | Братский государственный технический университет | Композиция для изготовления легкобетонных изделий |
| RU2201410C2 (ru) * | 2000-06-26 | 2003-03-27 | Бикбау Марсель Янович | Бетон |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГЕРШБЕРГ О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. - М.: Стройиздат, 1971, с.98-102, 305-313. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530816C1 (ru) * | 2013-05-15 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Гранулированный композиционный заполнитель на основе диатомита для бетонной смеси и бетонное строительное изделие |
| RU2602436C1 (ru) * | 2015-10-15 | 2016-11-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Гидрофобизирующий гранулированный заполнитель на основе кремнеземистого сырья для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007142322A (ru) | 2009-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2361834C1 (ru) | Гранулированный заполнитель на основе природных осадочных высококремнеземистых пород для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие | |
| RU2358937C1 (ru) | Гранулированный заполнитель на основе перлита для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие | |
| US10239786B2 (en) | Geopolymers and geopolymer aggregates | |
| US9039830B2 (en) | Cement composition containing dune sand and limestone powder, concrete products and method for making concrete products | |
| CN110218051A (zh) | 一种高强轻集料混凝土及其制备工艺 | |
| CN101519896B (zh) | 蒸压石膏砖及其制备方法 | |
| JP2009518276A (ja) | 凝結性複合材料用の多機能組成物および該組成物の製造方法 | |
| CN111116159B (zh) | 一种磷石膏钢管混凝土及其制备方法 | |
| RU2365556C2 (ru) | Гранулированный композиционный заполнитель для силикатных стеновых изделий на основе перлита, состав сырьевой смеси для изготовления силикатных стеновых изделий, способ получения силикатных стеновых изделий и силикатное стеновое изделие | |
| RU2365555C2 (ru) | Гранулированный композиционный заполнитель для силикатных стеновых изделий на основе трепела, диатомита и опоки, состав сырьевой смеси для изготовления силикатных стеновых изделий, способ получения силикатных стеновых изделий и силикатное стеновое изделие | |
| RU2361835C1 (ru) | Гранулированный заполнитель на основе стеклобоя для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие | |
| RU2358936C1 (ru) | Гранулированный заполнитель на основе кремнистых цеолитовых пород для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие | |
| RU2361837C1 (ru) | Гранулированный заполнитель для силикатных стеновых изделий на основе стеклобоя, состав сырьевой смеси для изготовления силикатных стеновых изделий, способ получения силикатных стеновых изделий и силикатное стеновое изделие | |
| RU2361839C1 (ru) | Гранулированный заполнитель для силикатных стеновых изделий на основе кремнистых цеолитовых пород, состав сырьевой смеси для изготовления силикатных стеновых изделий, способ получения силикатных стеновых изделий и силикатное стеновое изделие | |
| RU2518629C2 (ru) | Гранулированный наноструктурирующий заполнитель на основе высококремнеземистых компонентов для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий (варианты) и бетонное строительное изделие | |
| CN110981333B (zh) | Lc50～lc80轻质高强硅酸盐陶粒混凝土配合比的设计方法 | |
| KR101116129B1 (ko) | 투수콘크리트 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR20090012556A (ko) | 고강도 콘크리트 분말 혼화재 조성물 | |
| RU2502690C1 (ru) | Гранулированный наноструктурирующий заполнитель на основе высококремнеземистых компонентов для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие | |
| CN107162503A (zh) | 一种含有中草药的环保砖及制备方法 | |
| RU2433975C1 (ru) | Способ изготовления гранулированного заполнителя для бетона | |
| RU2530816C1 (ru) | Гранулированный композиционный заполнитель на основе диатомита для бетонной смеси и бетонное строительное изделие | |
| JP2002114562A (ja) | 水熱硬化体およびその製造方法 | |
| RU2531501C1 (ru) | Гранулированный композиционный заполнитель на основе опоки для бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие | |
| RU2536693C2 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного газобетона и способ приготовления неавтоклавного газобетона |