RU2788912C1 - Способ изготовления смеси для легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии - Google Patents
Способ изготовления смеси для легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788912C1 RU2788912C1 RU2021139673A RU2021139673A RU2788912C1 RU 2788912 C1 RU2788912 C1 RU 2788912C1 RU 2021139673 A RU2021139673 A RU 2021139673A RU 2021139673 A RU2021139673 A RU 2021139673A RU 2788912 C1 RU2788912 C1 RU 2788912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- concrete
- alkaline corrosion
- sand
- lightweight concrete
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 claims description 7
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 8
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 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 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способам изготовления смеси для легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии. Способ включает перемешивание цемента, песка, пластифицирующей добавки и воды. При этом в качестве цемента используют портландцемент М400. В качестве песка используют песок кварцевый фракции 0,5. Перед перемешиванием к указанным компонентам добавляют воздухововлекающую добавку, пеностеклогранулят, поверхность которого пассивирована на стадии обжига и вспучивания при температуре 600-700°С порошком каолина и порошком кремнезема, для подавления щелочной коррозии. Техническим результатом является получение легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии, что позволяет использовать цемент с высокой (более 0,6 мас. %) щелочностью, повышение прочности легкого бетона. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления смеси для легкого бетона. Легкие бетоны имеют ряд преимуществ: низкая плотность, малая теплопроводность, возможность использовать вторсырье. Однако использование в их составе легких заполнителей на основе окислов кремния с большой вероятностью вызывает возникновение щелочной коррозии, которая приводит к растрескиванию бетона. Бетонная смесь обычно имеет высокую щелочность среды рН=14 за счет содержания в цементном клинкере свободной гидроокиси кальция, калия и натрия. На поверхности гранул заполнителя (щебень, пеностекло, керамзит и т.п.) имеются включения аморфного кремнезема, который вступает в реакцию со щелочами с образованием гидросиликатов кальция, калия и натрия. Продукты реакции щелочей цемента с заполнителем (гидросиликаты) имеют больший объем чем исходные продукты, они заполняют все поры бетона, а затем начинают разрыхлять бетон что является сутью щелочной коррозией бетона. Также продукты реакции ослабляют и разрыхляют контактную зону «заполнитель - цементная матрица» и снижают прочность бетона.
Известен «Способ получения бетона» Патент №2316521 публикация патента 10.02.2008, где в качестве ингибитора щелочной коррозии используют силикагель. Изобретение относится к производству бетона, содержащего в своем составе стекольный заполнитель (стеклобой) и ингибитор коррозии бетона, способствующий подавлению процессов расширения бетона в результате протекания реакции между щелочами бетона и кремнеземом наполнителя. Способ получения бетона включает перемешивание цемента, песка, стекольного заполнителя, ингибитора коррозии бетона - силикагеля с размером частиц менее 50 мкм в количестве от 4% до 8% от массы цемента - и воды при содержании свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O выше 0.6. Технический результат -предотвращение недопустимого расширения бетона на стекольном заполнителе и обеспечение экологической чистоты производства бетона и бетонных изделий при использовании в качестве ингибитора коррозии доступного и недорогого силикагеля
Известен Патент US 5928420 «Цементная композиция для щелочереактивного заполнителя и для сульфатостойкости» где в качестве ингибитора щелочной коррозии используют кремнезем. Комбинация летучей золы класса С с высоким аналитическим содержанием СаО и порошка кремнезема с гидравлическим цементом, таким как портландцемент, позволяет получить бетон с реактивным заполнителем щелочно-кремнеземного типа, имеющим приемлемое низкое расширение.
В работе «Коррозия бетона при взаимодействии щелочей с диоксидом кремния заполнителя» Розенталь А.Н., Любарская Г.В. (Бетон и железобетон 12 №1) кроме всего прочего в качестве замедлителей щелочной коррозии предлагается использовать, воздухововлекающие добавки, алюмосиликаты. В этом случае активный мелкодисперсный кремнезем быстро реагирует с избытком щелочи с образованием низко основных гидросиликатов щелочных металлов, распределяющихся в поровой структуре цементно песчаной матрице бетона.
Наиболее близкий к предлагаемому способу является «Способ получения материалов из переработанного стекла и цементных композиций» (Method for producing materials from recycled glass and cement composition) Патент US 20050045069 где в качестве ингибитора щелочной коррозии используют кремнезем метакаолин.
Настоящее изобретение обеспечивает способ получения материала из переработанного или отработанного стеклянного материала путем предварительного приготовления смеси, измельченного стекла в цементирующей матрице. В смесь вводят подавитель щелочно-кремнеземной реакции. Отмечается, что для приготовления смеси и объединения компонентов не используются высокотемпературные процессы. Изготавливается форма из изготавливаемого материала, которая в предпочтительных случаях представляет собой прямоугольную плоскую панель. Эта форма предпочтительно покрыта разделительным средством для легкого удаления полученного материала. Смесь заливается в форму, отверждается, а затем удаляется для использования в качестве строительного материала для различных применений. В целом, композиции, используемые в изобретении, являются: 25-79 мас. % стекла;
8-35% по весу цемента, предпочтительно гидравлического цемента, такого как портландцемент типа III;
до 22% по весу подавителя щелочно-кремнеземной реакции Подавителем щелочно-кремнеземной реакции предпочтительно является метакаолин. Другие пуццолановые материалы, такие как летучая зола, доменный шлак и микро кремнезем, могут быть использованы в качестве частичной или полной замены мета каолина. Композиция дополнительно включает диспергатор, присутствующий в количестве до 3% по массе. Диспергатор, используемый в композициях, предпочтительно включает коммерчески доступные диспергаторы бетона на основе поликарбоксилата,
Недостатком предлагаемых способов является недостаточное подавление щелочной коррозии в легких бетонах и как следствие невозможность использования цементов с высоким щелочностью и бетонных смесей с повышенным содержанием цемента для легких бетонов повышенной прочности.
Технической задачей, которая решается заявленным изобретением, является получение легкого бетона устойчивого к щелочной коррозии, что позволяет использовать цемент с высокой (более 0,6% масс) щелочностью и изготавливать легкий бетон с повышенным содержанием цемента (повышенной прочностью).
Технический результат достигается тем, что способ изготовления бетонной смеси для получения легкого бетона устойчивого к щелочной коррозии, содержит одновременно комплекс мер, подавляющих щелочную коррозию, а именно, с известными ранее воздухововлекающей добавкой и порошком кремнезема вводят легкий заполнитель - пеностеклогранулят, поверхность которого обработана (пассивирована) на стадии обжига и вспучивания заполнителя при температуре 600-700°С порошком алюмосиликатов, понижающих активность кремнезема, входящего в состав поверхности пеностеклогранулята.
Стойкость легкого бетона к щелочной коррозии оценивалась по изменении прочности с течением времени. Результаты испытаний легкого бетона устойчивого к щелочной коррозии приведены в таблице 1.
Исходные материалы и состав бетонной смеси:
Портландцемент М400, щелочность 1.0% масс. по ГОСТ 31108-2003. «Цементы общестроительные» 150-200 кг/м3
Песок кварцевый фракции 0,5 - ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ» 250-350; кг/м3
Кремнезем по ГОСТ 9428-73 Технические условия «Кремний оксид» 40-80 кг/м3
Воздухововлекающая добавка по ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетона и строительных растворов» 1-3 кг/м3
Пластифицирующая добавка по ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетона и строительных растворов» 1-3 кг/м3
Пеностеклогранулят по ГОСТ 33676-2015 « Материалы и изделия из пеностекла теплоизоляционные для зданий и сооружений» 100-300 кг/м3 Каолин (алюмосиликат) по ГОСТ 21286- 82 Технические условия «Каолин обогащенный для керамических изделий» 20-40 кг/м3
Вода по ГОСТ 23731-201 Технические условия « Вода для бетонов и строительных растворов» остальное кг/м3
Составы образцов:
Образец №1:Одновременно загружается в смеситель и перемешивается: цемент 200 кг/м3, песок 300 кг/м3, пластифицирующая добавка 2 кг/м3 воздухововлекающая добавка 2 кг/м3, пеностеклогранулят (не пассивированый) 200 кг/м3 вода остальное.
Образец №2:Одновременно загружается в смеситель и перемешивается: цемент 200 кг/м3, песок 300 кг/м3, пластифицирующая добавка 2 кг/м3 кремнезем 50 кг/м3 пеностеклогранулят (не пассивированый) 200 кг/м3 вода остальное.
Образец №3:Одновременно загружается в смеситель и перемешивается: цемент 200 кг/м3, песок 300 кг/м3, пластифицирующая добавка 2 кг/м3 кремнезем 50 кг/м3 воздухововлекающая добавка 2 кг/м3 пеностеклогранулят (не пассивированый) 200 кг/м3 вода остальное.
Образец №4: Одновременно загружается в смеситель и перемешивается: цемент 200 кг/м3, песок 300 кг/м3, пластифицирующая добавка 2 кг/м3 кремнезем 50 кг/м3 воздухововлекающая добавка 2 кг/м3 пеностеклогранулят пассивированный каолином 200 кг/м3 вода остальное.
Claims (1)
- Способ изготовления бетонной смеси для легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии, включающий перемешивание цемента, песка, пластифицирующей добавки и воды, отличающийся тем, что в качестве цемента используют портландцемент М400, в качестве песка используют песок кварцевый фракции 0,5, а перед перемешиванием к указанным компонентам добавляют воздухововлекающую добавку, пеностеклогранулят, поверхность которого пассивирована на стадии обжига и вспучивания при температуре 600-700°С порошком каолина и порошком кремнезема, для подавления щелочной коррозии.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788912C1 true RU2788912C1 (ru) | 2023-01-25 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5928420A (en) * | 1998-09-24 | 1999-07-27 | Lafarge Canada, Inc. | Cement composition for alkali-reactive aggregate and for sulphate resistance |
| US20050045069A1 (en) * | 2003-08-25 | 2005-03-03 | Icestone, Llc | Method for producing materials from recycled glass and cement compositions |
| RU2255920C1 (ru) * | 2003-12-03 | 2005-07-10 | Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) | Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона |
| RU2316521C1 (ru) * | 2006-07-07 | 2008-02-10 | Закрытое акционерное общество "Пермское производство пеносиликатов" | Способ получения бетона |
| RU2528342C2 (ru) * | 2012-12-13 | 2014-09-10 | Открытое акционерное общество "Полипласт" (ОАО "Полипласт") | Комплексная добавка для бетонов и строительных растворов |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5928420A (en) * | 1998-09-24 | 1999-07-27 | Lafarge Canada, Inc. | Cement composition for alkali-reactive aggregate and for sulphate resistance |
| US20050045069A1 (en) * | 2003-08-25 | 2005-03-03 | Icestone, Llc | Method for producing materials from recycled glass and cement compositions |
| RU2255920C1 (ru) * | 2003-12-03 | 2005-07-10 | Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) | Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона |
| RU2316521C1 (ru) * | 2006-07-07 | 2008-02-10 | Закрытое акционерное общество "Пермское производство пеносиликатов" | Способ получения бетона |
| RU2528342C2 (ru) * | 2012-12-13 | 2014-09-10 | Открытое акционерное общество "Полипласт" (ОАО "Полипласт") | Комплексная добавка для бетонов и строительных растворов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РОЗЕНТАЛЬ А.Н. и др. Коррозия бетона при взаимодействии щелочей с диоксидом кремния заполнителя. Бетон и железобетон 12 N1 (6). С 50-60. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2715583C1 (ru) | Вяжущее на основе производных алюмосиликата кальция для строительных материалов | |
| Malagavelli et al. | Influence of metakaolin in concrete as partial replacement of cement | |
| Ramujee et al. | Mechanical properties of geopolymer concrete composites | |
| Patil et al. | Metakaolin-Pozzolanic material for cement in high strength concrete | |
| Türkel et al. | The effect of limestone powder, fly ash and silica fume on the properties of self-compacting repair mortars | |
| Rashidian-Dezfouli et al. | Comparison of strength and durability characteristics of a geopolymer produced from fly ash, ground glass fiber and glass powder | |
| Lorca et al. | Microconcrete with partial replacement of Portland cement by fly ash and hydrated lime addition | |
| SK500622012A3 (sk) | Spôsob výroby cementu a cementová a betónová zmes vyrobená týmto spôsobom | |
| Luga et al. | Strength Properties of Slag/Fly Ash Blends Activated with Sodium Metasilicate and Sodium Hydroxide+ Silica Fume. | |
| WO2008128287A1 (en) | Binding composition | |
| CN111620624A (zh) | 一种自密实混凝土及其制备方法 | |
| Rahman et al. | Light weight concrete from rice husk ash and glass powder | |
| Heidari et al. | Reusing waste ceramic and waste sanitary ware in concrete as pozzolans with nano-silica and metakaolin | |
| Alonso et al. | Viability of the use of construction and demolition waste aggregates in alkali-activated mortars | |
| JP2009084092A (ja) | モルタル質修復材 | |
| CA2873978A1 (en) | Rapid hydraulic binder comprising a calcium salt | |
| Nuruddin et al. | Effects of geopolymer concrete fly ash based on alkali silica reaction (ASR) | |
| RU2788912C1 (ru) | Способ изготовления смеси для легкого бетона, устойчивого к щелочной коррозии | |
| CN110698088B (zh) | 一种缓凝硅酸盐水泥及其制备方法 | |
| Abeer et al. | Investigation some properties of recycled lightweight concrete blocks as a fine aggregate in mortar under elevated temperature | |
| CN113004055B (zh) | 一种绿色高热阻的自保温砌块及其制备方法 | |
| RU2448921C2 (ru) | Комплексная модифицирующая добавка для бетонных растворов | |
| CN109400071B (zh) | 一种c40易泵送耐热混凝土及其制备方法 | |
| Lam et al. | Influence of NaOH-concentration and blast-furnace-slag on the properties of geopolymer mortars | |
| Abd Elaty et al. | Improvement the setting time and strength gain of the fly ash-based geopolymer mortars by using mineral additives |