RU2837097C1 - Concrete mixture - Google Patents
Concrete mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2837097C1 RU2837097C1 RU2024115170A RU2024115170A RU2837097C1 RU 2837097 C1 RU2837097 C1 RU 2837097C1 RU 2024115170 A RU2024115170 A RU 2024115170A RU 2024115170 A RU2024115170 A RU 2024115170A RU 2837097 C1 RU2837097 C1 RU 2837097C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- sand
- water
- foam glass
- crushed stone
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 2
- 239000004117 Lignosulphonate Substances 0.000 abstract 1
- 235000019357 lignosulphonate Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste 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
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве конструкционно-теплоизоляционных бетонов для ограждающих конструкций зданий.The invention relates to the building materials industry and can be used in the production of structural heat-insulating concrete for building enclosing structures.
Технический результат заключается в снижении стоимости сырьевых материалов бетонной смеси за счет использования отходов стекольной промышленности и изготовления изделий с высокими теплоизоляционными свойствами и одновременно конструкционной прочностью, экологической безопасностью, а также способа его изготовления с использованием цемента в качестве вяжущего.The technical result consists in reducing the cost of raw materials for concrete mix by using waste from the glass industry and manufacturing products with high thermal insulation properties and, at the same time, structural strength, environmental safety, as well as a method for its manufacture using cement as a binder.
Известна сырьевая смесь для изготовления легкого бетона, включающая цемент, золу-унос ТЭЦ, раствор пенообразователя, химическую добавку, пористый заполнитель и воду, содержит в качестве пористого заполнителя гранулированное пеностекло шарообразной формы фракций 5-40 мм с объемной насыпной массой 180-200 кг/м3, в качестве раствора пенообразователя - пенообразователь «Белпор-1ом», а в качестве химической добавки - жидкое натриевое стекло при следующем соотношении компонентов, % мас. (см. МПК С04В38/00, описание изобретения к патенту RU 2255920 С1, опубл. 10.07.2005).A raw mix for producing lightweight concrete is known, comprising cement, thermal power plant fly ash, a foaming agent solution, a chemical additive, a porous filler and water, containing granulated spherical foam glass of 5-40 mm fractions with a bulk density of 180-200 kg/ m3 as the porous filler, the foaming agent solution - "Belpor-1om", and liquid sodium glass as the chemical additive in the following ratio of components, % by weight (see IPC C04B38/00, description of the invention to patent RU 2255920 C1, published 10.07.2005).
Недостаток данной бетонной смеси заключается в следующем:The disadvantage of this concrete mixture is as follows:
- при использовании крупного пористого заполнителя фракции 5-40 мм увеличивается водопоглощение цементных композитов за счет множества мелких каналов и капиллярных пор в межпоровых стенках гранулы;- when using large porous filler of 5-40 mm fraction, the water absorption of cement composites increases due to the many small channels and capillary pores in the interpore walls of the granule;
- при плотности бетонной смеси 650 - 800 кг/м3, прочность бетона достаточна низкая;- with a concrete mix density of 650 - 800 kg/ m3 , the strength of concrete is quite low;
- большое количество компонентов в смеси приводит к увеличению трудоемкости процесса изготовления конечной продукции. Известен также другой состав для легких бетонов, приведенный в патенте RU 2561121 С2, опубл. 20.08.2015, содержащий, масс. %:- a large number of components in the mixture leads to an increase in the labor intensity of the manufacturing process of the final product. Another composition for lightweight concrete is also known, given in patent RU 2561121 C2, published 20.08.2015, containing, mass. %:
Наряду с достоинствами по достижению улучшения теплотехнических, прочностных и эксплуатационных характеристик легкого бетона в работе не представлены результаты испытаний полученного бетона на прочность при сжатии, а также двухступенчатый способ приготовления бетонной смеси с перемещением ее из растворосмесителя принудительного действия для вспенивания в емкость проходного типа с вращающимся шнеком для равномерного вдавливания пористого заполнителя в бетонную смесь, приводит к в технологическим трудностям получения материала со стабильными свойствами, сложности контроля качества и как, следствие, к удорожанию полученного материала.Along with the advantages of achieving improved thermal, strength and operational characteristics of lightweight concrete, the work does not present the results of tests of the obtained concrete for compressive strength, as well as the two-stage method of preparing the concrete mixture with its movement from a forced-action mortar mixer for foaming into a through-type container with a rotating screw for uniform pressing of the porous filler into the concrete mixture, which leads to technological difficulties in obtaining a material with stable properties, complexity of quality control and, as a consequence, to an increase in the cost of the obtained material.
Наиболее близкий состав по качественному содержанию и техническому решению к предлагаемому составу бетонной смеси приведен в патенте МПК С04В15/02, SU 990720 А1, опубл. 23.01.1983, состоящий из компонентов при следующем их соотношении, масс.%:The closest composition in terms of qualitative content and technical solution to the proposed composition of the concrete mixture is given in the IPC patent C04B15/02, SU 990720 A1, published on 23.01.1983, consisting of components in the following ratio, mass%:
Известное изделие характеризуется достаточно высокой прочностью, хорошими теплоизоляционными свойствами, однако завышенной объемной плотностью и низкой морозостойкостью.The well-known product is characterized by fairly high strength, good thermal insulation properties, but high bulk density and low frost resistance.
Настоящее изобретение направлено на расширение сырьевой базы для изготовления строительных изделий, характеризующихся требуемыми, регулируемыми теплоизоляционными и конструкционными свойствами с использованием отходов стекольной промышленности.The present invention is aimed at expanding the raw material base for the manufacture of building products characterized by the required, adjustable thermal insulation and structural properties using waste from the glass industry.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предлагаемый конструкционно-теплоизоляционный бетон, содержит портландцемент, пеностекольный щебень фракции 5-20 мм, перлит, воду и пластификатор Sika Sikament BV-3M на основе модифицированных лигносульфонатов (плотность 1,145 - 1,175 кг/дм3 (при 20°С) значение pH 4,5-7,0) (ссылка на сайт производителя: https://rus.sika.com/ru/distribuciya/kompleksnye-resheniya/51381/sikament-bv -3m.html?ysclid=m4b1pplrlt869981126#productdetails).The set technical task is achieved by the fact that the proposed structural and heat-insulating concrete contains Portland cement, foam glass crushed stone of fraction 5-20 mm, perlite, water and plasticizer Sika Sikament BV-3M based on modified lignosulfonates (density 1.145 - 1.175 kg / dm 3 (at 20 ° C), pH value 4.5-7.0) (link to the manufacturer's website: https://rus.sika.com/ru/distribuciya/kompleksnye-resheniya/51381/sikament-bv -3m.html?ysclid=m4b1pplrlt869981126#productdetails).
Указанные ингредиенты взяты в следующих соотношениях, масс.%:The specified ingredients are taken in the following proportions, mass%:
По сравнению с пенополистиролом, керамзитом, перлитом, вермикулитом и другими пористыми заполнителями, пеностекольный щебень имеет высокие физико-механические и теплотехнические характеристики.Compared to polystyrene foam, expanded clay, perlite, vermiculite and other porous fillers, foam glass crushed stone has high physical, mechanical and thermal characteristics.
Внутренняя структура заполнителя играет большую роль на формирование физико-механических и теплофизических свойств бетона на его основе. Пеностекольный щебень имеет высокоразвитую пористую внутреннюю структуру, которая состоит из множества ячеек округлой формы. Размеры внутренних пор намного превышают размеры пор, расположенных у стенок. Внутренняя и внешняя области гранулы имеют схожий химических состав. Ячейки структуры преимущественно округлой формы, разделяемые между собой тонкой перегородкой, включающей более мелкие замкнутые поры. Щебень имеет остеклованную поверхность с равномерным распределением округлых пор. Большое содержание стеклофазы и равномерное распределение мелких пор правильной формы предопределяют повышенную прочность и пониженную теплопроводность заполнителя, по сравнению с традиционными обжиговыми заполнителями, например, керамзитом.The internal structure of the filler plays a major role in the formation of the physical, mechanical and thermal properties of concrete based on it. Foam glass crushed stone has a highly developed porous internal structure, which consists of many rounded cells. The sizes of the internal pores are much larger than the sizes of the pores located near the walls. The internal and external areas of the granule have a similar chemical composition. The cells of the structure are predominantly rounded, separated from each other by a thin partition, including smaller closed pores. The crushed stone has a vitrified surface with a uniform distribution of rounded pores. The high content of glass phase and the uniform distribution of small pores of regular shape predetermine the increased strength and reduced thermal conductivity of the filler, compared to traditional fired fillers, such as expanded clay.
При контакте пеностекольного щебня с жидкостью вода удерживается капиллярными силами в межкусковом пространстве, а также в шероховатостях и открытых внешних пустотах, однако закрытость внешних пор не позволяет ей проникать во внутреннее пространство заполнителя. На основе вышеизложенных данных отмечена перспективность использования пеностекольного щебня в качестве пористого заполнителя для легких бетонов.When foam glass aggregate comes into contact with liquid, water is retained by capillary forces in the inter-piece space, as well as in roughness and open external voids, but the closed external pores do not allow it to penetrate into the internal space of the filler. Based on the above data, the prospects for using foam glass aggregate as a porous filler for lightweight concrete are noted.
При введении перлитового песка понижается плотность и теплопроводность бетона. Зерна вспученного перлита на 70-90% состоят из воздуха, за счет чего бетон на его основе имеет самые высокие показатели теплоизоляции по сравнению с конкурентами.When perlite sand is added, the density and thermal conductivity of concrete decreases. Expanded perlite grains are 70-90% air, which is why concrete based on it has the highest thermal insulation values compared to competitors.
Введение в состав сырьевой смеси для констукционно-теплоизоляционного бетона пластификатора на основе модифицированных лигносульфонатов позволяет добиться максимального водоредуцирующегот эффекта, что приводит к увеличению подвижности и прочности бетона.The introduction of a plasticizer based on modified lignosulfonates into the raw mix for structural and heat-insulating concrete allows achieving the maximum water-reducing effect, which leads to an increase in the mobility and strength of concrete.
Изготовление конструкционно-теплоизоляционного пеностеклобетона для ограждающих конструкций происходит традиционно в бетономешалке принудительного действия в следующем порядке:The production of structural and heat-insulating foam glass concrete for enclosing structures is traditionally carried out in a forced-action concrete mixer in the following order:
1. Производят дробление и рассев (грохочение) пеностекольного щебня до требуемой фракции 5-20 мм.1. The foam glass aggregate is crushed and sifted (screened) to the required fraction of 5-20 mm.
2. Дозируют сухие компоненты смеси и тщательно перемешивают.2. Measure out the dry components of the mixture and mix thoroughly.
3. Дозируют воду и добавку-пластификатор.3. Water and plasticizer additive are dosed.
4. Добавку смешивают с оставшейся частью воды затворения.4. The additive is mixed with the remaining mixing water.
5. Приготавливают бетонную смесь, смешивая отмеренные компоненты в стационарном бетоносмесителе принудительного действия в следующей последовательности: пеностекольный щебень, цемент, перлитовый песок, вода затворения с добавкой до достижения требуемой подвижности. Продолжительность перемешивания - 5 минут.5. Prepare the concrete mixture by mixing the measured components in a stationary forced-action concrete mixer in the following sequence: foam glass crushed stone, cement, perlite sand, mixing water with additive until the required mobility is achieved. Mixing duration is 5 minutes.
6. Твердение бетона осуществляется в течение 28 суток при температуре 20±5°С и относительной влажности 90-100%, на 3-и сутки производится распалубка изделия.6. Concrete hardening takes place over 28 days at a temperature of 20±5°C and a relative humidity of 90-100%; on the 3rd day, the product is stripped of its formwork.
Показатели прочности определялись по ГОСТ 10180 - 2012, средняя плотность - по ГОСТ 12730.1-2020, водонепроницаемость - по ГОСТ 12730.5-2018, морозостойкость - по ГОСТ 10060-2012, теплопроводность - по ГОСТ 7076-99.Strength indicators were determined according to GOST 10180 - 2012, average density - according to GOST 12730.1-2020, water resistance - according to GOST 12730.5-2018, frost resistance - according to GOST 10060-2012, thermal conductivity - according to GOST 7076-99.
Физико-механические характеристики конструкционно-теплоизоляционного бетона из предлагаемого состава на пеностекольном щебне, представленные в таблице 1, показывают, что предлагаемый состав бетонной смеси обеспечивает получение конструкционно-теплоизоляционного бетона для ограждающих конструкций класса В 3,5 с характеристиками, удовлетворяющими требованиям основных нормативных документов на легкие бетоны. Применение в качестве заполнителей пеностекольного щебня и перлита, а также традиционные методы изготовления предлагаемых смесей способны снизить себестоимость изготовления данного материала и решить проблему утилизации отходов стекольной промышленности.The physical and mechanical characteristics of the structural and heat-insulating concrete from the proposed composition on foam glass crushed stone, presented in Table 1, show that the proposed composition of the concrete mix ensures the production of structural and heat-insulating concrete for enclosing structures of class B 3.5 with characteristics that meet the requirements of the main regulatory documents for lightweight concrete. The use of foam glass crushed stone and perlite as fillers, as well as traditional methods for the production of the proposed mixtures, can reduce the cost of manufacturing this material and solve the problem of recycling waste from the glass industry.
Указанные особенности свидетельствуют о достижении поставленной задачи.The above mentioned features indicate that the set objective has been achieved.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2837097C1 true RU2837097C1 (en) | 2025-03-25 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU990720A1 (en) * | 1980-11-19 | 1983-01-23 | Горьковский инженерно-строительный институт им.В.П.Чкалова | Light-weight concrete mix |
| EP0839774A1 (en) * | 1996-11-02 | 1998-05-06 | DENNERT PORAVER GmbH | Leightweight masonry mortar of class LM 21 |
| RU2255920C1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-07-10 | Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) | Raw mixture for making light concrete |
| RU2413702C1 (en) * | 2010-01-11 | 2011-03-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Crude mixture for making light concrete |
| RU2561121C2 (en) * | 2013-11-25 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Необлок" | Crude mixture for making light concrete and method of making light concrete from crude mixture |
| RU2784801C1 (en) * | 2021-12-21 | 2022-11-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ПОРОСТЕК ГРУПП" | Foam glass gravel from neosyl silica rocks |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU990720A1 (en) * | 1980-11-19 | 1983-01-23 | Горьковский инженерно-строительный институт им.В.П.Чкалова | Light-weight concrete mix |
| EP0839774A1 (en) * | 1996-11-02 | 1998-05-06 | DENNERT PORAVER GmbH | Leightweight masonry mortar of class LM 21 |
| RU2255920C1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-07-10 | Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) | Raw mixture for making light concrete |
| RU2413702C1 (en) * | 2010-01-11 | 2011-03-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Crude mixture for making light concrete |
| RU2561121C2 (en) * | 2013-11-25 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Необлок" | Crude mixture for making light concrete and method of making light concrete from crude mixture |
| RU2784801C1 (en) * | 2021-12-21 | 2022-11-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ПОРОСТЕК ГРУПП" | Foam glass gravel from neosyl silica rocks |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПЕТРОВСКАЯ А.А. Легкий бетон с применением пеностекольного щебня, Череповецкий гос. университет, 2023 г. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Naenudon et al. | Enhancing the properties of fly ash-based geopolymer concrete using recycled aggregate from waste ceramic electrical insulator | |
| Steshenko et al. | Cement based foam concrete with aluminosilicate microspheres for monolithic construction | |
| Gonen et al. | The influence of freezing-thawing cycles on the capillary water absorption and porosity of concrete with mineral admixture | |
| CN110963762B (en) | Foam concrete of building external protective structure and preparation method of concrete block thereof | |
| Smadi et al. | Properties of high strength tuff lightweight aggregate concrete | |
| Jain et al. | Evaluation of properties of cellular light weight concrete | |
| WO2008128287A1 (en) | Binding composition | |
| Khunt et al. | Investigation on properties of autoclave aerated concrete using different pre-curing and curing techniques | |
| RU2169132C1 (en) | Mix for manufacturing heat-insulating products | |
| RU2837097C1 (en) | Concrete mixture | |
| RU2209793C1 (en) | Composition for preparing heat-insulating material | |
| Gunasekara et al. | Design of ternary blend high-volume fly ash concrete mixes using hydrated lime | |
| Khalil1a et al. | Effect of Ordinary Portland Cement on Some Properties of Pervious Geopolymer Concrete | |
| Sahmenko et al. | Effect of various additives and aeration on the properties of lightweight concrete | |
| PL190446B1 (en) | Light-weight building material and method of making a building-trade article of such material | |
| RU2833999C1 (en) | Method of preparing cement concrete with dry vegetable additive | |
| Taha et al. | THE EFFECT OF DIFFERENT DESIGN RATIOS ON THE COMPRESSIVE STRENGTH OF GEOPOLYMER CONCRETE: A PARAMETRIC STUDY USING THE TAGUCHI METHOD | |
| RU2843127C1 (en) | Composition of crude mixture for preparation of structural-heat-insulating concrete on foamed glass chips | |
| Nagrockienė et al. | The effect of plasticizing admixture on the physical and mechanical properties of concrete with limestone cement | |
| RU2819771C1 (en) | Polystyrene concrete | |
| RU2831586C1 (en) | Complex nanomodifier for non-autoclave hardening aerated concrete and aerated concrete mixture containing said additive | |
| RU2835646C1 (en) | Method of preparing cement concrete with dry vegetable additive | |
| Al-Abbasi et al. | The Influence of the Types of Iraqi Sands on the Physical and Mechanical Properties of Foamed Concrete | |
| Şahin et al. | The Properties of Expanded Polystyrene-Pumice-Gypsum Blocks as a Building Material. | |
| Gyawali | Assessment of Different Properties of Lightweight Concrete using Expanded Polystyrene Beads Extracted from Thermocol Wastage |