RU2782696C1 - Raw mix for the manufacture of silicate bricks - Google Patents
Raw mix for the manufacture of silicate bricks 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
Images
Abstract
Description
[01] Область техники [01] Field of technology
[02] Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к сырьевой смеси для изготовления силикатного кирпича и стеновых материалов.[02] The invention relates to the field of building materials, namely to the raw mix for the manufacture of silicate bricks and wall materials.
[03] Уровень техники [03] State of the art
[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.[04] Standard silicate mass of brick consists of sand (90-95 wt.%) and lime (5-10 wt.%). The characteristics of the finished brick depend on its composition and can vary over a wide range. Brick grade M300 has a compressive strength of 30.0 - 25.0 MPa, and a bending strength of 4.4 - 2.2 MPa. Brick brand M100 has similar characteristics in the range of 10.0 - 7.5 and 2.2 - 1.1. The characteristics of a brick can be changed by adding various components, in particular basalt fibers (fibers). Basalt fiber is a hygrophobic material, which improves the moisture resistance of products. The material has high chemical resistance, which increases the resistance of bricks to salt solutions, which also affect the change in strength characteristics during operation. In addition, due to the dispersed basalt fiber, the brick has a rough surface, which has a positive effect when processing brickwork with protective materials.
[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.[05] The use of basalt fiber in concrete formulations is widely known in the art. So, from the patent of the Russian Federation for the invention RU 2480428, a concrete mixture is known, including water, Portland cement, quartz sand, basalt fiber with a diameter of 13-17 microns and a length of 6-12 mm, the superplasticizer "Polyplast SP-4". Basalt fiber undergoes a special treatment, as a result of which a fiber fraction 6-12 mm long enters the mixture. It is assumed that thanks to the basalt fibers, it is possible to block the development of macrocracks due to adhesion to the cement matrix and the formation of strong neoplasms in the structure of the hardened concrete. However, the formation of macrocracks is a secondary process of ongoing changes in strength in the contact zone of the filler and mortar due to the difference in temperature deformations. At the same time, the analog does not prevent the formation of microcracks as the root cause of the decrease in strength.
[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.[06] The use of basalt fibers in sand-lime brick compositions is also known in the art. In particular, in the Chinese patent CN 112723850, 04/30/2021, a composition is described, including ash, Portland cement, quicklime, sand, aggregate, setting retarder, modifiers, defoamer, polymer latex powder, basalt fiber, polypropylene fiber and water.
[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.[07] The closest analogue of the invention is the raw mix for the production of silicate brick, disclosed in the patent of the Russian Federation RU 2556547, 10.07.2015 (hereinafter - D1). The mixture includes, in wt.%: quartz sand 85.0-88.0, quicklime 5.0-7.0 and composite reinforcement based on basalt fiber - 2-8. The diameter of the fibers is 6-32 mm, the length is 5-30 mm.
[08] Недостатком известных аналогов является образование в изготавливаемых кирпичах микротрещин, снижающих прочностные свойства изделия.[08] The disadvantage of the known analogues is the formation of microcracks in the manufactured bricks, which reduce the strength properties of the product.
[09] Раскрытие сущности изобретения [09] Disclosure of the Invention
[010] Основной технической проблемой, на решение которой направлено рассматриваемое изобретение, является низкие показатели прочности силикатного кирпича[010] The main technical problem to be solved by the present invention is the low strength of silica brick
[011] Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств кирпича, за счет предотвращения образования как макротрещин, так и микротрещин.[011] The technical result of the invention is to increase the strength properties of bricks by preventing the formation of both macrocracks and microcracks.
[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.[012] To solve the technical problem and achieve the specified result, a raw mix for the manufacture of silicate bricks is proposed, including quartz sand - 89.8-95 wt.%, quicklime - 4.8-10 wt.% and two-fraction basalt fiber - 0, 2-1 wt.%. Two-fraction basalt fiber has a first fraction with a diameter of 9-13 microns and a length of 10-12 mm and a second fraction with a diameter of 9-13 microns and a length of 1.5-2 mm. The weight ratio of the first and second fractions is from 1:8 to 1:10.
[013] Кроме того, указанный технический результат достигается в частных вариантах реализации изобретения за счет того, что:[013] In addition, the specified technical result is achieved in private embodiments of the invention due to the fact that:
[014] - базальтовая фибра имеет плотность 2600-2800 кг/м3, модуль упругости 9100-11000 кг/мм2 и остаточную прочность не менее 100 кг/мм2;[014] - basalt fiber has a density of 2600-2800 kg/m 3 , an elastic modulus of 9100-11000 kg/mm 2 and a residual strength of at least 100 kg/mm 2 ;
[015] - негашеная известь имеет активность не менее 70 % по массе и влажность не более 5 %;[015] - quicklime has an activity of at least 70% by weight and a moisture content of not more than 5%;
[016] - кварцевый песок имеет размер 0,2-2 мм.[016] - quartz sand has a size of 0.2-2 mm.
[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.[017] Unlike analogues, the claimed invention uses a two-fraction basalt fiber. Long sections of 10-12 mm with a diameter of 9-13 microns serve to block the development of macrocracks. Short segments with a length of 1.5-2.0 mm, commensurate with the size of the crystals, and a diameter of 9-13 microns serve to prevent the formation of microcracks and block their development in case of occurrence.
[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.[018] The choice of fiber sizes is due to the following. With a fiber length of the first fraction less than 10 mm, the probability of the formation of new macrocracks increases, and with a length of more than 13 mm, the efficiency of their braking with the help of reinforcing fibers decreases. The length of the fibers of the second fraction of 1.5-2.0 mm is selected based on the average size of the crystals of the material. In this case, the fiber diameter of 9–13 μm is due to the processes of chemisorption interaction of thin basalt fibers with hydration products.
[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.[019] The mass ratio of the first and second fractions 1:8 - 1:10 is associated with the density of formation of macro- and microcracks in the finished material. In the case of a ratio of less than 1:8, the effectiveness of resistance to large cracks may decrease, and at a ratio of more than 1:10, an increase in the formation of microcracks may occur.
[020] Количество вводимой в смесь базальтовой фибры 0,2-1 мас.% обусловлено наилучшим сочетанием прочностных свойств, что показано экспериментально (см. ниже).[020] The amount of 0.2-1 wt.% basalt fiber introduced into the mixture is due to the best combination of strength properties, which is shown experimentally (see below).
[021] Таким образом, приведенные параметры фракционного состава фибры обеспечивают наилучшие прочностные и эксплуатационные показатели силикатного кирпича, включая прочность при сжатии и изгибе.[021] Thus, the given parameters of the fractional composition of the fiber provide the best strength and performance indicators of sand-lime brick, including compressive and bending strength.
[022] Краткое описание чертежей [022] Brief Description of the Drawings
[023] Изобретение поясняется чертежами, где:[023] The invention is illustrated by drawings, where:
[024] На фиг. 1 показана схема укрепления микротрещины кирпича, полученного из композиции по заявленному изобретению,[024] In FIG. 1 shows a diagram of the strengthening of microcracks in a brick obtained from a composition according to the claimed invention,
[025] На фиг. 2 показана схема укрепления макротрещины кирпича, полученного из композиции по заявленному изобретению.[025] In FIG. 2 shows a diagram of the strengthening of a macrocrack in a brick obtained from a composition according to the claimed invention.
[026] Элементы на фигурах обозначены следующими позициями:[026] The elements in the figures are indicated by the following reference numbers:
1 – сегмент кирпича;1 - brick segment;
2 – микротрещина;2 - microcrack;
3 – вторая (мелкая) фракция фибры;3 - the second (fine) fiber fraction;
4 – первая (крупная) фракция фибры;4 - the first (large) fiber fraction;
5 – макротрещина.5 - macrocrack.
[027] Осуществление изобретения [027] the Implementation of the invention
[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.[028] The claimed raw mixture consists of quartz sand (89.8-95 wt.%), quicklime (4.8-10 wt.%) and filler (0.2-1.0 wt.%) in the form of a two-fraction basalt fiber. It should be noted that water is not included in the composition of the raw mix, but is added during the production of bricks.
[029] Негашёную известь (оксид кальция) используют с активностью (содержанием активных оксидов) не менее 70 % по массе и влажностью не более 5 %.[029] Quicklime (calcium oxide) is used with an activity (content of active oxides) of at least 70% by weight and a moisture content of not more than 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.[030] Quartz sand is used pre-washed from impurities. It is preferable to use rock sand. Such sand has roughness and sharp corners, which improves adhesion to lime and increases the strength characteristics of the product. Sand should consist of grains of various sizes (from 0.2 to 2 mm). Grains of different sizes allow, when mixed, to form a denser packing, which also positively affects the strength characteristics.
[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.[031] Basalt fiber is used as a mixture of two fractions. The first fraction of long fibers 10-12 mm and a diameter of 9-13 microns should have the following characteristics: density 2600-2800 kg/m 3 , modulus of elasticity 9100-11000 kg/mm 2 and residual strength of at least 100 kg/mm 2 . The second fraction of short fibers should have similar characteristics. It can be made from the same raw material as the long-fiber fraction, or by cutting long-fiber fibers. Both fractions are mixed in the ratio of weight fractions of the first and second fractions 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.[032] Sand-lime brick is obtained in the following way. Quartz sand is mixed with ground quicklime, water is added and kept until the lime is completely slaked. Two-fraction basalt fiber is added to the resulting mass, additionally moistened and mixed. A brick is formed from the resulting mixture, which is subjected to autoclave treatment in an atmosphere of saturated steam at a pressure of 0.7-1.2 MPa and a temperature of 170-180°C in the mode of 2-7-2 hours.
[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).[033] In the obtained brick (1), the first fraction (4) of basalt fiber provides blocking the development of macrocracks (5) (see Fig. 2), and the second fraction (3) of the fiber prevents the formation and blocks the development of microcracks (2) (Fig. . one).
[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.[034] To confirm the effectiveness of the claimed composition, tests were carried out on the physical and mechanical properties of bricks in laboratory conditions. Sample 0 was made from a traditional composition without basalt fiber.
[035] Составы и предлагаемой сырьевой смеси и физико-механические свойства полученного силикатного кирпича приведены в таблице.[035] The compositions of the proposed raw mix and the physical and mechanical properties of the obtained silicate brick are shown in the table.
[036] Таблица. Результаты испытаний составов для изготовления кирпича[036] Table. The results of testing compositions for the manufacture of bricks
[037] Как видно из результатов таблицы наилучшие прочностные свойства кирпича обеспечиваются в образцах № 3, 4 и 5, которые соответствуют заявленному составу сырьевой смеси.[037] As can be seen from the results of the table, the best strength properties of bricks are provided in samples No. 3, 4 and 5, which correspond to the declared composition of the raw mix.
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782696C1 true RU2782696C1 (en) | 2022-11-01 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU698948A1 (en) * | 1978-06-01 | 1979-11-25 | Научно-Исследовательский Институт Сейсмостойкого Строительства Госстроя Туркменской Сср | Raw mixture for producing silicate brick |
RU2008133665A (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина (RU) | RAW MATERIAL MIXTURE FOR PRODUCING SILICATE BRICK |
RU2404938C1 (en) * | 2009-10-19 | 2010-11-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Raw mix for manufacturing of decorative lime-sand brick |
RU2465236C1 (en) * | 2011-10-24 | 2012-10-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Crude mixture for making silicate bricks |
RU2556547C1 (en) * | 2014-08-25 | 2015-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Raw mix for manufacture of silica brick, blocks |
CN112723850A (en) * | 2021-01-04 | 2021-04-30 | 安徽省润乾节能建材科技股份有限公司 | High-strength autoclaved sand-lime brick and production processing method thereof |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU698948A1 (en) * | 1978-06-01 | 1979-11-25 | Научно-Исследовательский Институт Сейсмостойкого Строительства Госстроя Туркменской Сср | Raw mixture for producing silicate brick |
RU2008133665A (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина (RU) | RAW MATERIAL MIXTURE FOR PRODUCING SILICATE BRICK |
RU2404938C1 (en) * | 2009-10-19 | 2010-11-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Raw mix for manufacturing of decorative lime-sand brick |
RU2465236C1 (en) * | 2011-10-24 | 2012-10-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Crude mixture for making silicate bricks |
RU2556547C1 (en) * | 2014-08-25 | 2015-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Raw mix for manufacture of silica brick, blocks |
CN112723850A (en) * | 2021-01-04 | 2021-04-30 | 安徽省润乾节能建材科技股份有限公司 | High-strength autoclaved sand-lime brick and production processing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Nano-silica and silica fume modified cement mortar used as Surface Protection Material to enhance the impermeability | |
Carballosa et al. | Influence of expansive calcium sulfoaluminate agent dosage on properties and microstructure of expansive self-compacting concretes | |
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 | |
Tumidajski et al. | Durability of high performance concrete in magnesium brine | |
US6855200B2 (en) | Inorganic cohesion agent for self-compacting cement pastes | |
Kockal | Behavior of mortars produced with construction wastes exposed to different treatments | |
KR102121560B1 (en) | Calcium sulfur aluminate high early strength material, and composition for low weight repair mortar comprising thereof | |
RU2782696C1 (en) | Raw mix for the manufacture of silicate bricks | |
CN115093184B (en) | Preparation method of cement-based material with low chloride ion migration coefficient | |
KR100933224B1 (en) | Polymer mortar composition and repair method of concrete structure using same | |
JPH0492844A (en) | Hydraulic composition for repairing concrete and repairing technique using thereof | |
CN114436583A (en) | Expansion fiber anti-cracking waterproof concrete and preparation method thereof | |
RU2055034C1 (en) | Concrete mixture | |
SU1079627A1 (en) | Raw mix for preparing cellular concrete | |
Kroviakov et al. | Composition effect on the strength of modified expanded clay lightweight concrete | |
Reiterman et al. | Influence of flax oil additive on rheological properties of lime mortar | |
Collepardi et al. | The influence of sulfate content in clinker or cement and curing temperature on DEF-related expansion of concrete | |
RU2811704C1 (en) | Raw mixture for fire retardant plaster mortar | |
Ali | Internal sulphate attack on self compacting concrete | |
KR100474964B1 (en) | The composition for height-intensity compound of cement | |
Collepardi et al. | DEF-related expansion of concrete as a function of sulfate content in the clinker phase or cement and curing temperature | |
JP7493974B2 (en) | Fiber Reinforced Mortar | |
RU2167114C2 (en) | Method of preparing binder | |
JPH042640A (en) | Cement admixture and cement composition containing the same |