RU2526083C2 - Composite construction material - Google Patents
Composite construction material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526083C2 RU2526083C2 RU2012152716/03A RU2012152716A RU2526083C2 RU 2526083 C2 RU2526083 C2 RU 2526083C2 RU 2012152716/03 A RU2012152716/03 A RU 2012152716/03A RU 2012152716 A RU2012152716 A RU 2012152716A RU 2526083 C2 RU2526083 C2 RU 2526083C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fraction
- cement
- water
- ofs
- crushed
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000004035 construction material Substances 0.000 title abstract 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims description 8
- 239000004566 building material Substances 0.000 claims description 6
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для производства стеновых блоков с классом прочности от В2,5 доВ7,5.The invention relates to the production of building materials and can be used for the production of wall blocks with a strength class from B2.5 to B7.5.
Большим преимуществом разработанного композиционного строительного материала (КСМ) является возможность использования в качестве заполнителя измельченной отработанной формовочной смеси (ОФС), что позволяет рационально использовать этот вид промышленного отхода при изготовлении экологически безопасного строительного материала. При изготовлении КСМ возможно достичь не только увеличения прочностных характеристик до 67% по сравнению со строительным материалом, где используется в качестве заполнителя кварцевый песок (равная себестоимость изготовления), но и добиться экономии цемента до 30% при уменьшении прочностные показателей КСМ до рядовых, что позволит снизить себестоимость изготовления КСМ.A big advantage of the developed composite building material (KSM) is the possibility of using the crushed spent molding mixture (OFS) as a filler, which makes it possible to rationally use this type of industrial waste in the manufacture of environmentally friendly building material. In the manufacture of KSM, it is possible to achieve not only an increase in strength characteristics up to 67% compared with building materials where quartz sand is used as an aggregate (equal to the cost of production), but also achieve cement savings of up to 30% while reducing the strength characteristics of KSM to ordinary ones, which will allow reduce the cost of manufacturing KSM.
Недостатком данного материала является включение в технологический процесс его изготовления дополнительных стадий: измельчение и рассев ОФС по фракциям.The disadvantage of this material is the inclusion in the technological process of its manufacture of additional stages: grinding and sieving of OFS into fractions.
Наиболее близким к изобретению является строительный материал для изготовления железобетонных изделий с применением отходов формовочной земли с полной или частичной заменой кварцевого песка на формовочную землю от 1:0,5 до 1:1 [1].Closest to the invention is a building material for the manufacture of reinforced concrete products using waste molding sand with full or partial replacement of quartz sand with molding sand from 1: 0.5 to 1: 1 [1].
Недостатками данного материала являются: включение в технологический процесс изготовления дополнительной стадии (измельчение отходов формовочной земли), небольшое увеличение прочности, до 20% по сравнению с эталоном (композиционный материал без использования отходов формовочной земли в заполнителе).The disadvantages of this material are: the inclusion in the manufacturing process of an additional stage (grinding waste molding sand), a slight increase in strength, up to 20% compared to the standard (composite material without the use of waste molding sand in the aggregate).
Цель изобретения - создание дешевого КСМ с использованием измельченной ОФС, обладающего высокими физико-механическими характеристиками.The purpose of the invention is the creation of cheap KSM using crushed OFS with high physical and mechanical characteristics.
Компоненты КСМKSM components
1. Вяжущее - портландцемент М400 (ГОСТ 10178-85).1. Binder - Portland cement M400 (GOST 10178-85).
2. Заполнитель - измельченная ОФС сталеплавильного производства города Тамбова с прерывистым фракционным составом (2,5 мм; 1,25-0,63 мм; 0,315-0,14 мм).2. Aggregate - crushed OFS of the steelmaking industry of the city of Tambov with intermittent fractional composition (2.5 mm; 1.25-0.63 mm; 0.315-0.14 mm).
Этот вид отхода представляет собой обломки неправильной формы размерами до 10-12 см и состоит из вяжущего и заполнителя (роль вяжущего выполняет Этилсиликат-40; заполнитель представлен кварцевым песком с фракциями в диапазоне от 0,063 до 1 мм). Важным моментом при разделении измельченной ОФС на фракции является исключение фракции меньше 0,14 мм, так как наличие мелких частиц значительно увеличивает водопотребность смеси и отрицательно влияет на физико-механические свойства получаемых КМС.This type of waste consists of fragments of irregular shape up to 10-12 cm in size and consists of a binder and aggregate (Ethylsilicate-40 acts as a binder; the aggregate is represented by quartz sand with fractions ranging from 0.063 to 1 mm). An important point in the separation of the ground OFS into fractions is the exclusion of a fraction of less than 0.14 mm, since the presence of small particles significantly increases the water demand of the mixture and adversely affects the physicomechanical properties of the obtained CMC.
3. Вода (ГОСТ 23732-79).3. Water (GOST 23732-79).
4. Пластифицирующая добавка - суперпластификатор С-3 (ТУ 5745-004-43184789-05).4. Plasticizing additive - superplasticizer S-3 (TU 5745-004-43184789-05).
5. Высокоактивная минеральная добавка - микрокремнезем (ТУ 5743-048-02495332-96).5. Highly active mineral additive - silica fume (TU 5743-048-02495332-96).
Поставленная цель достигается тем, что заполнитель КСМ имеет оптимально подобранный фракционный состав (фракция 2,5 мм - 77%; фракция 1,25-0,63 мм - 5%; фракция 0,315-0,14 мм - 18%), также состав компонентов, мас.%: портландцемент М400 13,5-22,7; измельченная ОФС 66,6-81,0; вода 5,4-13,3; суперпластификатор С-3, % от массы цемента, 0-3; микрокремнезем, % от массы цемента, 10.The goal is achieved in that the KSM aggregate has an optimally selected fractional composition (fraction 2.5 mm - 77%; fraction 1.25-0.63 mm - 5%; fraction 0.315-0.14 mm - 18%), also the composition components, wt.%: Portland cement M400 13.5-22.7; ground OFS 66.6-81.0; water 5.4-13.3; superplasticizer C-3,% by weight of cement, 0-3; silica fume,% by weight of cement, 10.
Процесс изготовления КСМ: цемент и измельченная ОФС с оптимально подобранным фракционным составом перемешиваются на сухую в течение 1 минуты, после чего в полученную сухую смесь добавляется 30-процентная водная суспензия микрокремнезема с добавлением суперпластификатора С-3 и оставшаяся часть воды; перемешивание осуществляется в смесителе принудительного действия в течение 4 минут. Формование изделий из полученной смеси КСМ можно осуществлять на любом вибростанке для изготовления стеновых блоков.The process of manufacturing KSM: cement and crushed OFS with optimally selected fractional composition are mixed on a dry basis for 1 minute, after which a 30% aqueous suspension of silica fume with the addition of superplasticizer C-3 and the remaining part of water are added to the obtained dry mixture; mixing is carried out in a forced-action mixer for 4 minutes. The molding of products from the resulting KSM mixture can be carried out on any vibrating machine for the manufacture of wall blocks.
Состав 1. Компоненты смешивают в следующем соотношении, мас.%:Composition 1. The components are mixed in the following ratio, wt.%:
портландцемент М400 22,2; измельченная ОФС 66,6; вода 13,3; суперпластификатор С-3, % от массы цемента, 0; микрокремнезем, % от массы цемента, 10.Portland cement M400 22.2; crushed OFS 66.6; water 13.3; superplasticizer C-3,% by weight of cement, 0; silica fume,% by weight of cement, 10.
Состав 2. Компоненты смешивают в следующем соотношении, мас.%: портландцемент М400 22,7; измельченная ОФС 68,1; вода 9; суперпластификатор С-3, % от массы цемента, 3; микрокремнезем, % от массы цемента, 10.Composition 2. The components are mixed in the following ratio, wt.%: Portland cement M400 22.7; crushed OFS 68.1; water 9; superplasticizer C-3,% by weight of cement, 3; silica fume,% by weight of cement, 10.
Для образцов КСМ с различными составами были определены следующие физико-механические характеристики: прочность на одноосное сжатие и прочность на растяжение на изгиб (ГОСТ 10180-90), средняя плотность (ГОСТ 12730.1-78), водопоглощение (ГОСТ 12730.3-78), теплопроводность (ГОСТ Р 8.621-2006), морозостойкость (ГОСТ 10060.0-95).The following physicomechanical characteristics were determined for KSM samples with different compositions: uniaxial compression strength and bending tensile strength (GOST 10180-90), average density (GOST 12730.1-78), water absorption (GOST 12730.3-78), thermal conductivity ( GOST R 8.621-2006), frost resistance (GOST 10060.0-95).
Были получены следующие результаты:The following results were obtained:
Состав 1. Прочность на сжатие, Rсж = 8,5 МПа; прочность на растяжение на изгиб, Rизг = 3,5MПa; средняя плотность, ρ=1540 кг/м3; водопоглощение, ω = 11,3% мас.; коэффициент теплопроводности, λ=0,55 Вт/м°С; марка по морозостойкости, F75.Composition 1. Compressive strength, R cr = 8.5 MPa; Tensile strength in bending, R = 3,5MPa mfd; average density, ρ = 1540 kg / m 3 ; water absorption, ω = 11.3% wt .; thermal conductivity coefficient, λ = 0.55 W / m ° C; frost resistance brand, F75.
Состав 2. Прочность на сжатие, Rсж=11,7 МПа; прочность на растяжение на изгиб, Rизг=4,2MПa; средняя плотность, ρ=1650 кг /м3; водопоглощение, ω=2,8% мас.; коэффициент теплопроводности, λ=0,59 Вт/м°С; марка по морозостойкости, F150.Composition 2. Compressive strength, R cr = 11.7 MPa; Tensile strength in bending, R = 4,2MPa mfd; average density, ρ = 1650 kg / m 3 ; water absorption, ω = 2.8% wt .; thermal conductivity coefficient, λ = 0.59 W / m ° C; frost resistance brand, F150.
Для сопоставления полученных результатов был изготовлен эталон со следующим составом:To compare the results obtained, a standard was made with the following composition:
Эталон 1. Компоненты смешивают в следующем соотношении, мас.%:Reference 1. The components are mixed in the following ratio, wt.%:
портландцемент М400 22,2; кварцевый песок (модуль крупности Мк=1,77) 66,6; вода 13,3.Portland cement M400 22.2; quartz sand (particle size modulus M k = 1.77) 66.6; water 13.3.
Результаты испытаний показали, что при замене в заполнителе кварцевого песка на измельченную ОФС с оптимально подобранным фракционным составом прочность на одноосное сжатие возрастает у состава 1 и состава 2 по сравнению с эталоном 1 на 21% и 67% соответственно; прочность на растяжение на изгиб увеличивается в 2,05 и 2,47 раза соответственно.The test results showed that when replacing quartz sand in the aggregate with crushed OFS with an optimally selected fractional composition, the uniaxial compression strength increases for composition 1 and composition 2 compared to standard 1 by 21% and 67%, respectively; bending tensile strength increases by 2.05 and 2.47 times, respectively.
Увеличение прочностных характеристик объясняется оптимально подобранным фракционным составом заполнителя, использованием в качестве добавок микрокремнезема и суперпластификатора С-3 - все это способствует созданию более плотной структуры КСМ.The increase in strength characteristics is explained by the optimally selected fractional composition of the aggregate, the use of silica fume and C-3 superplasticizer as additives — all this contributes to the creation of a denser structure of KSM.
Также на увеличение прочностных характеристик оказывает влияние вид заполнителя: частицы измельченной ОФС обладают увеличенной площадью взаимодействия по сравнению с кварцевым песком, что способствует упрочнению границы сцепления вяжущего и заполнителя. Такое увеличение площади взаимодействия объясняется тем, что ОФС состоит из песка с фракционным составом от 0,063 до 1 мм, скрепленным Этилсиликат-40, тем самым поверхность измельченной ОФС будет более шероховатой, чем у аналогичной по размеру частицы кварцевого песка.Also, the type of aggregate affects the increase in strength characteristics: particles of crushed OFS have an increased interaction area compared to quartz sand, which helps to strengthen the adhesion of the binder and aggregate. Such an increase in the interaction area is explained by the fact that OFS consists of sand with a fractional composition from 0.063 to 1 mm bonded with Ethylsilicate-40, thereby the surface of the ground OFS will be more rough than that of a similarly sized quartz sand particle.
Снижение водопоглощения у состава 1 по сравнению с эталоном 1 составляет 13%, у состава 2 - в 4,5 раза. Такое снижение объясняется достижением более плотной структуры, которая способствует снижению капиллярной пористости.The decrease in water absorption in composition 1 in comparison with standard 1 is 13%, in composition 2 - by 4.5 times. This decrease is due to the achievement of a denser structure, which helps to reduce capillary porosity.
Увеличение марки по морозостойкости происходит только у состава 2 по сравнению с эталоном 1 с марки F75 до F150. Это связано с тем, что морозостойкость напрямую зависит от водопоглощения, т.е. чем меньше количество расширяющейся воды в порах при замерзании, тем больше количество циклов замораживания-оттаивания выдержит материал.An increase in the frost resistance mark occurs only in composition 2 as compared to standard 1 from the F75 grade to F150. This is due to the fact that frost resistance directly depends on water absorption, i.e. the smaller the amount of expanding water in the pores during freezing, the greater the number of freeze-thaw cycles the material will withstand.
Остальные физико-механические характеристики (коэффициент теплопроводности и средняя плотность) КСМ изменяются незначительно по сравнению с эталоном 1.The remaining physical and mechanical characteristics (thermal conductivity coefficient and average density) of the KSM vary insignificantly compared to standard 1.
Список литературыBibliography
1. Код ГРНТИ: 670991. Отходы формовочной земли в производстве железобетонных изделий. 16.03.2004.1. Code GRNTI: 670991. Waste molding sand in the production of reinforced concrete products. 03/16/2004.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012152716/03A RU2526083C2 (en) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | Composite construction material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012152716/03A RU2526083C2 (en) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | Composite construction material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012152716A RU2012152716A (en) | 2014-06-20 |
| RU2526083C2 true RU2526083C2 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=51213418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012152716/03A RU2526083C2 (en) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | Composite construction material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526083C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU863543A1 (en) * | 1979-07-09 | 1981-09-15 | Комплексный Конструкторско-Технологический Отдел Центрального Научно-Исследовательского Института Проектирования Жилища | Cellular concrete mix |
| SU1759803A1 (en) * | 1990-04-16 | 1992-09-07 | Киевский Инженерно-Строительный Институт | Binder |
| RU2139841C1 (en) * | 1999-03-02 | 1999-10-20 | Сватовская Лариса Борисовна | Mortar |
| US6099638A (en) * | 1993-03-12 | 2000-08-08 | Garcia; Carlos Javier Fernandez | Cement composition for modeling |
| US20070062415A1 (en) * | 2005-03-22 | 2007-03-22 | Tricia Guevara | Lightweight concrete compositions |
-
2012
- 2012-12-06 RU RU2012152716/03A patent/RU2526083C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU863543A1 (en) * | 1979-07-09 | 1981-09-15 | Комплексный Конструкторско-Технологический Отдел Центрального Научно-Исследовательского Института Проектирования Жилища | Cellular concrete mix |
| SU1759803A1 (en) * | 1990-04-16 | 1992-09-07 | Киевский Инженерно-Строительный Институт | Binder |
| US6099638A (en) * | 1993-03-12 | 2000-08-08 | Garcia; Carlos Javier Fernandez | Cement composition for modeling |
| RU2139841C1 (en) * | 1999-03-02 | 1999-10-20 | Сватовская Лариса Борисовна | Mortar |
| US20070062415A1 (en) * | 2005-03-22 | 2007-03-22 | Tricia Guevara | Lightweight concrete compositions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012152716A (en) | 2014-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gupta et al. | Influence of stone processing dust on mechanical, durability and sustainability of concrete | |
| RU2649996C1 (en) | Fine-grained concrete mixture | |
| EP3129201B1 (en) | Process for the preparation of masonry composite materials | |
| KR101481753B1 (en) | Crack cleaner for repairing concrete microcrack with autogenous crack healing | |
| Matar et al. | Using recycled concrete aggregates in precast concrete hollow blocks | |
| KR100755423B1 (en) | Manufacturing method of self-filling fiber reinforced cement composite | |
| WO2019106699A1 (en) | Composition of cement applicable substantially in the building field and process for manufacturing it | |
| US10858290B2 (en) | Synthetic stone | |
| RU2500655C2 (en) | Method to manufacture granite-cement products | |
| RU2526083C2 (en) | Composite construction material | |
| RU2627811C1 (en) | High-strength fine grain concrete on composite binder basis with application of technogenic raw material | |
| RU2569422C1 (en) | Wood-cement mix | |
| Cemalgil et al. | Compressive strength and abrasion resistance of concrete with waste marble and demolition aggregate | |
| RU2362752C1 (en) | Fast-setting shrink-resistant compound for repair of concrete, road, airdromes pavements and bridge floors | |
| KR101787374B1 (en) | Self Leveling Mortar Compound Having High Abrasion resistance | |
| KR101705048B1 (en) | Lightweight high-strength sulfur concrete with recycled rubber powder | |
| KR101524771B1 (en) | Concrete Additive Composition having High Early Strength | |
| Abubakar et al. | Utilization of scoria as aggregate in lightweight concrete | |
| RU2351575C2 (en) | Composition for manufacture of heat insulation structural foam concrete of non-autoclave hardening | |
| RU2634605C2 (en) | Glass-concrete mixture | |
| RU2467972C1 (en) | Mixture for producing fine-grained steel fibre concrete based on quartzite sandstone grinding screenings | |
| Djelal et al. | Experimental study on the valorization of poplar by-products in cement-based materials | |
| RU2509740C1 (en) | Crude mixture for making wall blocks | |
| US8435342B2 (en) | Concrete composition | |
| KR101727728B1 (en) | Blended concrete composite using silica fume and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151207 |