RU2803754C1 - Вяжущее для производства легкого бетона - Google Patents
Вяжущее для производства легкого бетона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2803754C1 RU2803754C1 RU2023105155A RU2023105155A RU2803754C1 RU 2803754 C1 RU2803754 C1 RU 2803754C1 RU 2023105155 A RU2023105155 A RU 2023105155A RU 2023105155 A RU2023105155 A RU 2023105155A RU 2803754 C1 RU2803754 C1 RU 2803754C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lightweight concrete
- zeolite
- production
- portland cement
- heat
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных легких бетонов, применяемых в гражданском и промышленном строительстве. Технический результат: расширение сырьевой базы вяжущего для легких бетонов, получение легкого бетона с высокими показателями морозостойкости. Вяжущее, включающее портландцемент, природный цеолит, размолотый совместно с пластифицирующей добавкой. При этом используют природный цеолит, предварительно прокаленный до постоянной массы при температуре 175±2°C, размолотый с нафталиносуфонатным пластификатором «Полипласт СП-1» до удельной поверхности 5000 см2/г и затем термообработанный при температуре 480±5°С и длительности 25-30 минут, при этом соотношение указанных компонентов составляет, мас.%: портландцемент – 49,9-69,8; термообработанный цеолит – 29,9-49,9; нафталиносуфонатный пластификатор «Полипласт СП-1» – остальное. 2 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных легких бетонов, применяемых в гражданском и промышленном строительстве.
Известна строительная композиция и комплексная добавка для строительной композиции (см. RU № 2626493, кл. С04В 28/00, В82В 1/00, С04В 22/00, С04В 24/16, С04В 40/00, С04В 111/20, опубл. 28.07.2017), включающая, в мас.%, цемент 80-85, суперпластификатор С-3 2,0-3,5, микрокремнезем 10-12, цеолит природный или синтетический – остальное.
Кроме того, известна комплексная добавка для бетонной смеси (см. RU № 2298535, кл. С04В 22/00, С04В 24/24, В28С 5/00, В28С 9/02, С04В 28/00, С04В 111/20, опубл. 10.05.2007), включающая цемент, порошкообразный суперпластификатор С-3, алюмосиликатный компонент, в качестве алюмосиликатного компонента содержит цеолит и дополнительно микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 80-85, суперпластификатор С-3 2,0-3,5, микрокремнезем 10-12, цеолит – остальное.
Недостатком известных технических решений является высокая стоимость получаемых продуктов, обусловленная значительной материалоемкостью технологического процесса, требующее специальное оборудование.
Известно вяжущее, включающее портландцемент, природный цеолит, размолотый совместно с пластификатором (см. Филиппова К.Е. и др. Разработка состава цеолитосодержащей комплексной добавки для повышения активности цемента // III Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения: безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережение». Якутск, Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова, 3-4 марта 2014 г.).
Недостатком ближайшего аналога является недостаточная морозостойкость изделий (150 циклов), что снижает долговечность строительного материала и надежность в условиях эксплуатации при низких температурах.
Задача, на решение которой направлено изобретение, является получение долговечного строительного материала с улучшенными свойствами по морозостойкости для производства легких бетонов.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в достижении высоких показателей морозостойкости бетона и расширении сырьевой базы вяжущего для легких бетонов.
Для решения поставленной задачи вяжущее для изготовления легкого бетона, включающее портландцемент, природный цеолит, размолотый совместно с пластифицирующей добавкой, отличается тем, что используют природный цеолит, предварительно прокаленный до постоянной массы при температуре 175±2°C, размолотый с нафталиносуфонатным пластификатором «Полипласт СП-1» до удельной поверхности 5000 см2/г и затем термообработанный при температуре 480±5°С и длительности 25-30 минут, при этом соотношение указанных компонентов составляет, мас.%: портландцемент – 49,9-69,8; термообработанный цеолит – 29,9-49,9; нафталиносуфонатный пластификатор типа «Полипласт СП-1» – остальное.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают высокие прочностные свойства бетона при относительно низкой его средней плотности без увеличения расхода портландцемента при изготовлении. Полученные результаты позволяют использовать заявленное решение для производства легкого бетона в условиях воздействия отрицательных температур.
Таким образом, портландцемент в составе вяжущего для производства легкого бетона по заявленному решению дополнительно содержит термообработанный цеолит. Цеолит за счет терморасширенных адсорбционных свойств запускает пуццолановые реакции, которые по своей природе более медленные, чем гидратационные реакции цемента, в результате медленный прирост позволяет увеличивать прочность цементного камня, поврежденного циклами замораживания и оттаивания.
Для экспериментальных работ вяжущее для производства легкого бетона включает портландцемент, термообработанный цеолит и пластифицирующую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент – 49,8-89,6; термообработанный цеолит – 10-49,8; пластифицирующая добавка – остальное.
Для вяжущего использовали портландцемент марки ЦЕМ I 32,5Б по ГОСТ 31108-2020, в качестве пластифицирующей добавки – нафталиносуфонатный суперпластификатор «Полипласт СП-1», при этом природный цеолит месторождения Хонгуру (Республика Саха (Якутия)) добавляли после термообработки при температуре 480°С.
Нафталиносуфонатный суперпластификатор «Полипласт СП-1» обеспечивает снижение водоцементного отношения, компенсируя высокую водопотребность смеси, что позволяет получать необходимые прочностные характеристики цементного камня.
Известно около 40 видов цеолитов. Наиболее распространенными являются клиноптилолит (K2Na2Ca)×Al2Si7O18×6H2O, морденит — (Na2K2Ca) ×Al2Si10O24×7H2O и гейландит (Ca4Na)×Al9Si27O72×24H2O. Цеолитосодержащие породы на различных месторождениях отличаются химическим, минералогическим составом, показателями прочности, растворимостью, устойчивостью к высоким температурам и другими характеристиками. Из открытых источников известно, что наиболее чистыми являются цеолиты Сокирницкого (Карпаты), Тедзамского (Грузия), Пегасского (Кемеровская область), Хонгуринского (Республика Саха (Якутия)) месторождений (см. http://etnacom.webmaster38.ru/p/library/properties_of_natural_zeolites).
Для приготовления вяжущего дробленный природный цеолит предварительно прокаливали при температуре 175±2°C до получения постоянной массы. Высушивание образца до постоянной массы считают законченным, когда разница между двумя последними взвешиваниями навески составляет не более 0,02%. При этом первое взвешивание проводится после 3 часов прокаливания, остальные через каждый час.
Полученный после термообработки цеолит будет готовым для механоактивации, для чего, предварительно отдозированные части цеолита и пластификатора, последний дополнительно выполняет роль диспергатора, смешивали и помещали в мельницу, посредством которой выполняли помол и гомогенизацию смеси до получения удельной поверхности в среднем 5000 см2/г. Величина удельной поверхности контролировали по ГОСТ 310.2.
После помола полученный порошок направляется на термообработку в муфельную печь, при этом температура обработки составляет 480±5°С. В результате получали термообработанный цеолит со скрытыми гидравлическими свойствами в результате частичной дегидратации щелочных групп природного цеолита. Длительность термообработки рассчитывали в зависимости от количества необходимой теплоты дегидратации 0,75 кВт в час на 1 килограмм природного цеолита. Экспериментальным путем установлено, что при мощности печи 1,8 кВт оптимальная длительность термообработки при температуре 480±5°С составляет 25-30 минут.
На завершающем этапе отдозированные части цемента и термообработанного цеолита смешивали, для чего, в целях равномерного распределения компонентов применяли мешалку с высокими значениями градиента сдвига.
Далее, на основе полученного порошка вяжущего были изготовлены бетонные образцы в виде балочек в соответствии с требованиями, изложенными в ГОСТ 30744, по которым определяли показатели прочности на сжатие.
Кроме того, исследования проводили по следующим методикам: ГОСТ 12730.1-78 «Бетоны. Метод определения плотности»; ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам; ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости».
Экспериментальные составы предлагаемого вяжущего приведены в таблице 1, физико-технические свойства - в таблице 2.
Результаты исследований показывают, что составы №2 и №3 по предлагаемому изобретению обладают более оптимальными показателями по морозостойкости при относительно низкой средней плотности, причем, расход портландцемента в составах вяжущего не увеличен.
Таким образом, использование заявленного изобретения позволит изготовление высокопрочного легкого бетона, эксплуатируемого в условиях воздействия отрицательных температур, при этом не требуется увеличения расхода портландцемента.
Таблица 1
Экспериментальные составы вяжущего для легкого бетона
Компонент | Состав, мас.% | |||
0 | 1 | 2 | 3 | |
Портландцемент | 99,5 | 89,6 | 69,8 | 49,9 |
Термообработанный цеолит | 0,0 | 10,0 | 29,9 | 49,9 |
Пластификатор | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 |
Таблица 2
Физико-технические свойства легкого бетона
Компонент | Состав | |||
0 | 1 | 2 | 3 | |
Средняя плотность, кг/м3 | 2093 | 2017 | 1883 | 1875 |
Средняя прочность на сжатие | 32,7 | 29,9 | 24,2 | 23,4 |
Марка по морозостойкости F | F1300 | F1300 | F1400 | F1400 |
Водопоглощение | 4,4 | 5,8 | 7,7 | 8,1 |
Claims (2)
- Вяжущее, включающее портландцемент, природный цеолит, размолотый совместно с пластифицирующей добавкой, отличающееся тем, что используют природный цеолит, предварительно прокаленный до постоянной массы при температуре 175±2°C, размолотый с нафталиносуфонатным пластификатором «Полипласт СП-1» до удельной поверхности 5000 см2/г и затем термообработанный при температуре 480±5°С и длительности 25-30 минут, при этом соотношение указанных компонентов составляет, мас.%:
-
портландцемент 49,9-69,8 термообработанный цеолит 29,9-49,9 нафталиносуфонатный пластификатор «Полипласт СП-1» остальное
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2803754C1 true RU2803754C1 (ru) | 2023-09-19 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07115897B2 (ja) * | 1991-08-05 | 1995-12-13 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | コンクリートの劣化抑制用セメント混和剤 |
RU2198857C1 (ru) * | 2001-07-18 | 2003-02-20 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Строительная композиция |
RU2225376C1 (ru) * | 2002-10-07 | 2004-03-10 | Хозин Вадим Григорьевич | Вяжущее и способ его приготовления |
RU2298535C1 (ru) * | 2005-11-18 | 2007-05-10 | Александр Алексеевич Котенков | Комплексная добавка для бетонной смеси, способ получения комплексной добавки для бетонной смеси и технологическая линия для получения комплексной добавки для бетонной смеси |
RU2626493C2 (ru) * | 2015-06-01 | 2017-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Строительная композиция и комплексная добавка для строительной композиции |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07115897B2 (ja) * | 1991-08-05 | 1995-12-13 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | コンクリートの劣化抑制用セメント混和剤 |
RU2198857C1 (ru) * | 2001-07-18 | 2003-02-20 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Строительная композиция |
RU2225376C1 (ru) * | 2002-10-07 | 2004-03-10 | Хозин Вадим Григорьевич | Вяжущее и способ его приготовления |
RU2298535C1 (ru) * | 2005-11-18 | 2007-05-10 | Александр Алексеевич Котенков | Комплексная добавка для бетонной смеси, способ получения комплексной добавки для бетонной смеси и технологическая линия для получения комплексной добавки для бетонной смеси |
RU2626493C2 (ru) * | 2015-06-01 | 2017-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Строительная композиция и комплексная добавка для строительной композиции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chan et al. | Comparative study of the initial surface absorption and chloride diffusion of high performance zeolite, silica fume and PFA concretes | |
Narmatha et al. | Meta kaolin–the best material for replacement of cement in concrete | |
Salas et al. | Comparison of two processes for treating rice husk ash for use in high performance concrete | |
Arikan et al. | Properties of blended cements with thermally activated kaolin | |
GB2150130A (en) | Non-expansive cement | |
CN107056110B (zh) | 一种偏高岭土基普通硅酸盐水泥砂浆增强剂及其制备方法 | |
Narmatha et al. | Analyse the mechanical properties of metakaolin using as a partial replacement of cement in concrete | |
Balykov et al. | Effects of calcination temperature and time on the physical-chemical efficiency of thermally activated clays in cement systems | |
RU2803754C1 (ru) | Вяжущее для производства легкого бетона | |
Markiv et al. | Optimization of concrete composition with addition of zeolitic tuff | |
Salas et al. | Developing high-performance concrete incorporating highly-reactive rice husk ash | |
Reddy et al. | Study of macro mechanical properties of ultra high strength concrete using quartz sand and silica fume | |
Scheinherrová et al. | Thermal properties of high-performance concrete containing fine-ground ceramics as a partial cement replacement | |
CN114920473A (zh) | 一种多元低碳少熟料复合水泥及其制备方法 | |
Shaheen et al. | Effect of metakaolin and Alccofine on strength of concrete | |
RU2426702C1 (ru) | Композиционное гипсовое вяжущее | |
RU2777761C2 (ru) | Способ производства низкоуглеродного цемента | |
Kapelko | The possibility of adjusting concrete mixtures’ fluidity by means of superplasticizer SNF | |
Freih | The Effect of Using Multi Types of Mineral Admixtures on Some Properties of Lightweight Self-Compacting Concrete | |
Krejsová et al. | Behavior of gypsum-based mortars with silica fume at high temperatures | |
Madlangbayan et al. | Effect of Nanosilica on the Strength of Concrete With Volcanic Pumice As Coarse Aggregates | |
Bhuvaneswari et al. | Microstructural study on high performance concrete made with m sand | |
RU2805439C1 (ru) | Активная минеральная добавка для портландцемента и способ ее получения | |
Ceylan | EFFECTS OF VOLCANIC TUFF AS A PARTIAL REPLACEMENT FOR CEMENT ON THE COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE. | |
Vargas et al. | Production of Durable Concrete with a Mineral Addition Blend of Calcined Clay-Limestone-Gypsum (LC2) and Portland Cement |