RU2782696C1 - Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича - Google Patents
Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782696C1 RU2782696C1 RU2022102644A RU2022102644A RU2782696C1 RU 2782696 C1 RU2782696 C1 RU 2782696C1 RU 2022102644 A RU2022102644 A RU 2022102644A RU 2022102644 A RU2022102644 A RU 2022102644A RU 2782696 C1 RU2782696 C1 RU 2782696C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fraction
- basalt fiber
- fiber
- manufacture
- quicklime
- Prior art date
Links
- 239000011449 brick Substances 0.000 title claims abstract description 28
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims abstract description 28
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 31
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 19
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000011455 calcium-silicate brick Substances 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- -1 setting retarder Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к сырьевой смеси для изготовления силикатного кирпича. Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича включает, мас.%: кварцевый песок 89,8-95, негашеную известь 4,8-10, двухфракционную базальтовую фибру 0,2-1, причем двухфракционная фибра имеет первую фракцию диаметром 9-13 мкм и длиной 10-12 мм и вторую фракцию диаметром 9-13 мкм и длиной 1,5-2 мм, при весовом соотношении первой и второй фракций от 1:8 до 1:10. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат – повышение прочности при сжатии и изгибе силикатного кирпича. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Description
[01] Область техники
[02] Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к сырьевой смеси для изготовления силикатного кирпича и стеновых материалов.
[03] Уровень техники
[04] Стандартная силикатная масса кирпича состоит из песка (90-95 мас.%) и извести (5-10 мас.%). Характеристики готового кирпича зависят от его состава и могут меняться в широком диапазоне. Кирпич марки М300 имеет предел прочности при сжатии 30,0 – 25,0 МПа, а предел прочности при изгибе 4,4 – 2,2 МПа. Кирпич марки М100 имеет аналогичные характеристики в диапазоне 10,0 – 7,5 и 2,2 – 1,1. Характеристики кирпича можно изменить добавлением различных компонентов, в частности базальтовых волокон (фибры). Базальтовая фибра является гигрофобным материалом, что позволяет повысить влагостойкость продукции. Материал обладает высокой химической стойкостью, благодаря которой повышается стойкость кирпича к соляным растворам, также влияющих на изменение прочностных характеристик в процессе эксплуатации. Кроме того, благодаря дисперсной базальтовой фибре, кирпич имеет шероховатую поверхность, что положительно влияет при обработке кирпичной кладки защитными материалами.
[05] Применение базальтовой фибры в составах бетонов широко известно из уровня техники. Так, из патента РФ на изобретение RU 2480428, известна бетонная смесь, включающая воду, портландцемент, кварцевый песок, базальтовое волокно диаметром 13-17 мкм и длиной 6-12 мм, суперпластификатор «Полипласт СП-4». Базальтовое волокно проходит специальную обработку, в результате которой в смесь поступает фракция волокна длиной 6-12 мм. Предполагается, что благодаря волокнам базальта удается блокировать развитие макротрещин за счет сцепления с цементной матрицей и образованию прочных новообразований в структуре затвердевшего бетона. Однако, образование макротрещин является вторичным процессом происходящих изменений прочности в контактной зоне наполнителя и раствора за счет разницы температурных деформаций. При этом аналог не предотвращает образование микротрещин как первопричину снижения прочности.
[06] Использование базальтовых волокон в составах для изготовления силикатного кирпича также известно из уровня техники. В частности, в патенте Китая CN 112723850, 30.04.2021, описан состав, включающий золу, портландцемент, негашеную известь, песок, заполнитель, замедлитель схватывания, модификаторы, пеногаситель, полимерный латексный порошок, базальтовое волокно, полипропиленовое волокно и воду.
[07] Наиболее близким аналогом изобретения является сырьевая смесь для получения силикатного кирпича, раскрытая в патенте РФ RU 2556547, 10.07.2015 (далее - Д1). Смесь включает, в мас.%: кварцевый песок 85,0-88,0, негашеную известь 5,0-7,0 и композитную арматуру на основе базальтового волокна – 2-8. Диаметр волокон составляет 6-32 мм, длина 5-30 мм.
[08] Недостатком известных аналогов является образование в изготавливаемых кирпичах микротрещин, снижающих прочностные свойства изделия.
[09] Раскрытие сущности изобретения
[010] Основной технической проблемой, на решение которой направлено рассматриваемое изобретение, является низкие показатели прочности силикатного кирпича
[011] Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств кирпича, за счет предотвращения образования как макротрещин, так и микротрещин.
[012] Для решения технической проблемы и достижения указанного результата предлагается сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, включающая кварцевый песок - 89,8-95 мас.%, негашеную известь - 4,8-10 мас.% и двухфракционную базальтовую фибру - 0,2-1 мас.%. Двухфракционная базальтовая фибра имеет первую фракцию диаметром 9-13 мкм и длиной 10-12 мм и вторую фракцию диаметром 9-13 мкм и длиной 1,5-2 мм. При этом весовое соотношение первой и второй фракции составляет от 1:8 до 1:10.
[013] Кроме того, указанный технический результат достигается в частных вариантах реализации изобретения за счет того, что:
[014] - базальтовая фибра имеет плотность 2600-2800 кг/м3, модуль упругости 9100-11000 кг/мм2 и остаточную прочность не менее 100 кг/мм2;
[015] - негашеная известь имеет активность не менее 70 % по массе и влажность не более 5 %;
[016] - кварцевый песок имеет размер 0,2-2 мм.
[017] В отличие от аналогов, в заявленном изобретении используется двухфракционная базальтовая фибра. Длинные отрезки 10-12 мм диаметром 9-13 мкм служат для блокирования развития макротрещин. Короткие отрезки длиной 1,5-2,0 мм, соизмеримые с размерами кристаллов, и диаметром 9-13 мкм служат для предотвращения образования микротрещин и блокирования их развития в случае появления.
[018] Выбор размеров фибры обусловлен следующим. При длине волокон первой фракции менее 10 мм повышается вероятность образования новых макротрещин, а при длине более 13 мм снижается эффективность их торможения с помощью армирующих волокон. Длина волокон второй фракции 1,5-2,0 мм выбрана исходя из средних размеров кристаллов материала. При этом диаметр волокна 9-13 мкм обусловлен процессами хемосорбционного взаимодействия тонких волокон базальта с продуктами гидратации.
[019] Массовое соотношение первой и второй фракции 1:8 – 1:10 связано с плотностью образования макро- и микротрещин в готовом материале. В случае соотношения менее 1:8 может снижаться эффективность противостояния крупным трещинам, а при соотношении более 1:10 возможно увеличение образования микротрещин.
[020] Количество вводимой в смесь базальтовой фибры 0,2-1 мас.% обусловлено наилучшим сочетанием прочностных свойств, что показано экспериментально (см. ниже).
[021] Таким образом, приведенные параметры фракционного состава фибры обеспечивают наилучшие прочностные и эксплуатационные показатели силикатного кирпича, включая прочность при сжатии и изгибе.
[022] Краткое описание чертежей
[023] Изобретение поясняется чертежами, где:
[024] На фиг. 1 показана схема укрепления микротрещины кирпича, полученного из композиции по заявленному изобретению,
[025] На фиг. 2 показана схема укрепления макротрещины кирпича, полученного из композиции по заявленному изобретению.
[026] Элементы на фигурах обозначены следующими позициями:
1 – сегмент кирпича;
2 – микротрещина;
3 – вторая (мелкая) фракция фибры;
4 – первая (крупная) фракция фибры;
5 – макротрещина.
[027] Осуществление изобретения
[028] Заявленная сырьевая смесь состоит из кварцевого песка (89,8-95 мас.%), негашёной извести (4,8-10 мас.%) и наполнителя (0,2-1,0 мас.%) в виде двухфракционной базальтовой фибры. Следует отметить, что вода не входит в состав сырьевой смеси, но добавляется при получении кирпича.
[029] Негашёную известь (оксид кальция) используют с активностью (содержанием активных оксидов) не менее 70 % по массе и влажностью не более 5 %.
[030] Кварцевый песок используют предварительно промытый от примесей. Предпочтительно использовать песок из горных пород. Такой песок имеет шероховатость и острые углы, что улучшает сцепление с известью и повышает прочностные характеристики изделия. Песок должен состоять из зерен различного размера (от 0,2 до 2 мм). Зерна различного размера позволяют при смешении сформировать более плотную упаковку, что также положительно влияет на прочностные характеристики.
[031] Базальтовую фибру используют в виде смеси двух фракций. Первая фракция длинных волокон 10-12 мм и диаметром 9-13 мкм должна обладать следующими характеристиками: плотностью 2600-2800 кг/м3, модулем упругости 9100-11000 кг/мм2 и остаточной прочностью не менее 100 кг/мм2. Вторая фракция коротких волокон должна обладать аналогичными характеристиками. Она может быть изготовлена из того же сырья, что и фракция длинных волокон, либо нарезкой фибры длинной фракции. Обе фракции смешивают в соотношении весовых долей первой и второй фракции 1:8 – 1:10.
[032] Силикатный кирпич получают следующим способом. Кварцевый песок смешивают с молотой негашеной известью, добавляют воду и выдерживают до полного гашения извести. В полученную массу добавляют двухфракционную базальтовую фибру, дополнительно увлажняют и смешивают. Из полученной смеси формуют кирпич, который подвергают автоклавной обработке в атмосфере насыщенного пара при давлении 0,7-1,2 МПа и температуре 170-180°С в режиме 2-7-2 ч.
[033] В полученном кирпиче (1), первая фракция (4) базальтовой фибры обеспечивает блокирование развития макротрещин (5) (см. фиг. 2), а вторая фракция (3) фибры предотвращает образование и блокирует развитие микротрещин (2) (фиг. 1).
[034] Для подтверждения эффективности заявленного состава были проведены испытания физико-механических свойств кирпича в лабораторных условиях. Образец 0 был изготовлен из традиционного состава без базальтовой фибры. Образец 1 был изготовлен согласно ближайшему аналогу (патент RU2556547) с использованием базальтового волокна в виде арматуры. Образцы 2-7 были изготовлены на основе двухфракционной базальтовой фибры с описанными выше характеристиками.
[035] Составы и предлагаемой сырьевой смеси и физико-механические свойства полученного силикатного кирпича приведены в таблице.
[036] Таблица. Результаты испытаний составов для изготовления кирпича
| Лабораторный образец | Состав, мас.%: | Предел прочности, МПа | |||
| песок | известь | фибра | При сжатии | При изгибе | |
| 0 | 92 | 8 | 0 | 8,5 | 1,8 |
| 1 | 92 | 6 | 2 | 8,8 | 2 |
| 2 | 89,9 | 10 | 0,1 | 8,6 | 1,8 |
| 3 | 89,8 | 10 | 0,2 | 11,4 | 2,8 |
| 4 | 92 | 7,5 | 0,5 | 18,2 | 3,6 |
| 5 | 94,2 | 4,8 | 1 | 24,4 | 4,2 |
| 6 | 95 | 3,5 | 1,5 | 10,5 | 2,0 |
[037] Как видно из результатов таблицы наилучшие прочностные свойства кирпича обеспечиваются в образцах № 3, 4 и 5, которые соответствуют заявленному составу сырьевой смеси.
Claims (5)
1. Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, включающая кварцевый песок, негашеную известь и базальтовую фибру, отличающаяся тем, что используют двухфракционную базальтовую фибру, имеющую первую фракцию диаметром 9-13 мкм и длиной 10-12 мм и вторую фракцию диаметром 9-13 мкм и длиной 1,5-2 мм, причем весовое соотношение первой и второй фракций составляет от 1:8 до 1:10, при этом компоненты введены при следующих соотношениях, мас.%:
2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в ней используют базальтовую фибру с плотностью 2600-2800 кг/м3, модулем упругости 9100-11000 кг/мм2 и остаточной прочностью не менее 100 кг/мм2.
3. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в ней используют негашеную известь с активностью не менее 70 % по массе и влажностью не более 5%.
4. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в ней используют кварцевый песок фракции 0,2-2 мм.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2782696C1 true RU2782696C1 (ru) | 2022-11-01 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU698948A1 (ru) * | 1978-06-01 | 1979-11-25 | Научно-Исследовательский Институт Сейсмостойкого Строительства Госстроя Туркменской Сср | Сырьева смесь дл изготовлени силикатного кирпича |
| RU2008133665A (ru) * | 2008-08-15 | 2010-02-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина (RU) | Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича |
| RU2404938C1 (ru) * | 2009-10-19 | 2010-11-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления декоративного силикатного кирпича |
| RU2465236C1 (ru) * | 2011-10-24 | 2012-10-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича |
| RU2556547C1 (ru) * | 2014-08-25 | 2015-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, блоков |
| CN112723850A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-04-30 | 安徽省润乾节能建材科技股份有限公司 | 高强度蒸压灰砂砖及其生产加工方法 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU698948A1 (ru) * | 1978-06-01 | 1979-11-25 | Научно-Исследовательский Институт Сейсмостойкого Строительства Госстроя Туркменской Сср | Сырьева смесь дл изготовлени силикатного кирпича |
| RU2008133665A (ru) * | 2008-08-15 | 2010-02-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина (RU) | Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича |
| RU2404938C1 (ru) * | 2009-10-19 | 2010-11-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления декоративного силикатного кирпича |
| RU2465236C1 (ru) * | 2011-10-24 | 2012-10-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича |
| RU2556547C1 (ru) * | 2014-08-25 | 2015-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, блоков |
| CN112723850A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-04-30 | 安徽省润乾节能建材科技股份有限公司 | 高强度蒸压灰砂砖及其生产加工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Carballosa et al. | Influence of expansive calcium sulfoaluminate agent dosage on properties and microstructure of expansive self-compacting concretes | |
| Izaguirre et al. | Effect of a polypropylene fibre on the behaviour of aerial lime-based mortars | |
| Barnat-Hunek et al. | The use of zeolite, lightweight aggregate and boiler slag in restoration renders | |
| Debbarma et al. | Effects of a Portland cement additive rich in SiO2 and Al2O3 in microstructure densification of RAP incorporated RCCP mixes | |
| EP3385242B1 (en) | Use of calcium oxide as expanding agent in hydraulic binder composition with very low shrinkage | |
| Li et al. | Influence of silica flour–silica fume combination on the properties of high performance cementitious mixtures at ambient temperature curing | |
| US6855200B2 (en) | Inorganic cohesion agent for self-compacting cement pastes | |
| Kockal | Behavior of mortars produced with construction wastes exposed to different treatments | |
| CN115093184B (zh) | 一种低氯离子迁移系数的水泥基材料的制备方法 | |
| RU2782696C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича | |
| RU2055034C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| KR100933224B1 (ko) | 폴리머 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수공법 | |
| JPH0492844A (ja) | コンクリートの補修用セメント混和材及びコンクリートの補修用セメント組成物並びにこれらを用いる補修方法 | |
| SU1079627A1 (ru) | Сырьева смесь дл приготовлени чеистого бетона | |
| Kroviakov et al. | Composition effect on the strength of modified expanded clay lightweight concrete | |
| KR100474964B1 (ko) | 시멘트 고강도 혼합재 조성물 | |
| Reiterman et al. | Influence of flax oil additive on rheological properties of lime mortar | |
| RU2167114C2 (ru) | Способ приготовления вяжущего | |
| Ali | Internal sulphate attack on self compacting concrete | |
| RU2811704C1 (ru) | Сырьевая смесь для огнезащитного штукатурного раствора | |
| RU2837687C1 (ru) | Способ изготовления мелкоштучных изделий строительного назначения | |
| JP7493974B2 (ja) | 繊維補強モルタル | |
| JPH042640A (ja) | セメント混和材及びセメント組成物 | |
| Irassar | Durability of Concrete Containing Calcined Clays: Comparison of Illite and Low Grade Kaolin | |
| Du et al. | Effect of composite mineral admixtures on microstructure, strength and permeability of shotcrete in simulated geothermal environments |