PL232884B1 - Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych - Google Patents

Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych

Info

Publication number
PL232884B1
PL232884B1 PL419103A PL41910316A PL232884B1 PL 232884 B1 PL232884 B1 PL 232884B1 PL 419103 A PL419103 A PL 419103A PL 41910316 A PL41910316 A PL 41910316A PL 232884 B1 PL232884 B1 PL 232884B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
amount
weight
cement
grain size
sand
Prior art date
Application number
PL419103A
Other languages
English (en)
Other versions
PL419103A1 (pl
Inventor
Bartłomiej Ochab
Grzegorz Jurczyk
Original Assignee
Przed Produkcyjno Handlowo Uslugowe Elzbieta I Jerzy Pater Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Przedsiebiorstwo Produkcyjno Handlowo Uslugowe Elzbieta I Jerzy Pater Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Przed Produkcyjno Handlowo Uslugowe Elzbieta I Jerzy Pater Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia, Przedsiebiorstwo Produkcyjno Handlowo Uslugowe Elzbieta I Jerzy Pater Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Przed Produkcyjno Handlowo Uslugowe Elzbieta I Jerzy Pater Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL419103A priority Critical patent/PL232884B1/pl
Publication of PL419103A1 publication Critical patent/PL419103A1/pl
Publication of PL232884B1 publication Critical patent/PL232884B1/pl

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy kompozytu cementowego o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych, który znajduje zastosowanie w budownictwie do wytwarzania betonowych płyt elewacyjnych o wysokich parametrach wytrzymałościowych.
Ogólnie wiadomo, że beton to jeden z najbardziej powszechnych i ekonomicznych materiałów stosowanych we współczesnym budownictwie. Beton stanowi podstawę współczesnej technologii budowlanej i jest najczęściej stosowanym materiałem konstrukcyjnym. W ostatnich latach wzrasta zastosowanie betonu jako materiału elewacyjno-dekoratorskiego. Beton jest wybierany przez architektów, ponieważ posiada szereg zalet dekoracyjnych. Coraz większe uznanie zyskują betonowe płyty elewacyjne.
W przypadku betonów nowej generacji wysiłki jednostek naukowych skierowane są na uzyskiwanie jak najwyższej trwałości betonu towarowego, konstrukcyjnego - gdzie ze względu na masę i gabaryty elementów stosuje się kruszywa o grubym uziarnieniu. W przypadku płyt elewacyjnych stosuje się składniki o drobnym uziarnieniu z reguły nie przekraczającym 4 mm i nie można bezpośrednio przełożyć wyników badań uzyskanych dla betonu konstrukcyjnego do produkcji płyt elewacyjnych. Konieczne jest zatem opracowanie receptur dedykowanych do zastosowania do produkcji płyt elewacyjnych.
Z polskiego opisu patentowego nr PL 209 600 B1 znany jest kompozyt cementowy, który składa się z: cementu CEM I w ilości 10-45% masy oraz mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego w ilości 5-50% masy lub zamiennie cementu CEM II B-S w ilości 30-50% masy, pyłu krzemionkowego w ilości do 10% masy, wypełniacza mineralnego o uziarnieniu od 0 do 2 mm, korzystnie w postaci piasku kwarcowego w ilości 35-50% masy, mielonego piasku kwarcowego (70% frakcji ziarnowej od 0 do 0,25 mm) w ilości 5-10%, klinkieru portlandzkiego o ziarnach wielkości 0,5-2,0 mm uzyskanego przez rozdrobnienie lub zamiennie granulowanego żużla wielkopiecowego o podobnym uziarnieniu w ilości 5-10%. Dodatkowo kompozyt cementowy może zawierać włókna węglowe i/lub bazaltowe i/lub organiczne i/lub stalowe w ilości do 5% objętości stwardniałego betonu. Kompozyt o ujawnionym w tym opisie składzie cechuje się wysoką wytrzymałością.
Z kolei w polskim zgłoszeniu patentowym nr PL 405 829 A1 ujawniono skład betonu o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych i sposób jego wytwarzania. Sposób wytwarzania betonów polega na tym, że w procesie mieszania składników w mieszalniku do betonu dodaje się dodatki napowietrzające organiczne i syntetyczne na bazie żywic oraz dodatki upłynniające na bazie polikarboksylatów, mulitkarboksylatów, poliakrylanów oraz nanopoliakrylanów, korzystnie dodaje domieszki opóźniające wiązanie o czym prowadzi proces aeracji podczas mieszania w czasie do 2 minut, korzystnie od 30 do 50 sekund na jeden cykl technologiczny i dalszą obróbkę prowadzi w znany sposób. Korzystnie, gdy proces aeracji prowadzi się poprzez dodanie zawiesiny wodnej zawierającej mikrobalony polietylenowe wypełnione powietrzem, podczas mieszania poprzez mieszalnik o dużej energii kinetycznej. Beton zawiera cement klasy CEM I 52,5 w ilości 15 do 18%, piasek o granulacji 0/2 w ilości 27 do 30%, grys granitowy o granulacji 2/8 w ilości 21 do 23%, grys granitowy o granulacji 8/16 w ilości 26 do 27%, wodę w ilości 5,5 do 7,0%, domieszki upłynniające w ilości do 0,1%, domieszki opóźniające wiązanie w ilości do 0,1%, środki napowietrzające w ilości do 0,3%.
Opis patentowy nr PL 217 548 B1 z kolei ujawnia skład mieszanki betonowej zawierającej cement CM III, wymieszany z kruszywem w stosunku 1:4 oraz zawierający modyfikowany bentonit sodowy w ilości do 1% masy cementu, plastyfikator na bazie polikarboksylanu w ilości do 2% masy cementu oraz mikrokrzemionkę w ilości do 10% masy cementu oraz zawierającą kruszywa recyklowane. W tym rozwiązaniu opracowano skład mieszanki betonowej o wysokiej wytrzymałości, wysokiej wodoszczelności oraz odporności na korozję.
Podstawową wadą obecnie znanych kompozytów cementowych, zwłaszcza do wytwarzania betonowych płyt elewacyjnych, jest ich niska odporność na złamanie. Do innych wad należą: obecność wnikającego powietrza oraz niedostateczne upakowanie cząstek; nie uzyskanie odpowiedniego stopnia hydratacji cementu w wyniku zbyt małej ilości wody zarobowej w mieszance betonowej o wilgotności mieszczącej się w zakresie niezbędnym do formowania przez wibroprasowanie; niejednorodne rozmieszczenie składników w objętości mieszanki betonowej związane z utrudnioną homogenizacją bardzo drobnodyspersyjnych składników; czy wreszcie występowanie międzyfazowych granic i stref przejściowych o bardzo zróżnicowanym składzie i właściwościach.
Celem wynalazku było opracowanie nowego składu kompozytu cementowego, zwłaszcza do wytwarzania płyt elewacyjnych o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych oraz użytkowych,
PL 232 884 Β1 w tym o wyższej odporności na złamanie, wyższej ścieralności oraz wyższej hydrofobowości. Dzięki zrealizowanym pracom badawczym nieoczekiwanie udało się opracować recepturę nowego kompozytu cementowego, w którym wyeliminowano także pozostałe ww. mankamenty.
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych, zawierający cement, piasek oraz inne dodatki charakteryzujący się tym, że składa się z: cementu w ilości 10-30% wag., popiołu lotnego w ilości 1,5-3% wag., piasku o ziarnach wielkości od 0 do 2 mm w ilości 40-60% wag., mikrokrzemionki w ilości 1,5-3% wag. bazaltu o ziarnach wielkości od 0 do 5 mm w ilości 15-30% wag. oraz dodatkowo plastyfikatora w ilości do 1,0% wag.
Korzystnie, gdy kompozyt cementowy według wynalazku składa się z: cementu w ilości 16-24% wag., popiołu lotnego w ilości 2,0-2,4% wag., piasku o ziarnach wielkości od 0 do 2 mm w ilości 50-56% wag., mikrokrzemionki w ilości 2,0-2,4% wag., bazaltu o ziarnach wielkości od 0 do 5 mm w ilości 20-24% wag. oraz dodatkowo plastyfikatora w ilości do 1,0% wag.
Korzystnie, gdy kompozyt cementowy według wynalazku składa się z: cementu w ilości 20,3% wag., popiołu lotnego w ilości 2,2% wag., piasku o ziarnach wielkości od 0 do 2 mm w ilości 53,1% wag., mikrokrzemionki w ilości 2,2% wag., bazaltu o ziarnach wielkości od 0 do 5 mm w ilości 22,1% wag. oraz dodatkowo plastyfikatora w ilości do 0,08% wag.
Przedmiot wynalazku przedstawiony został w poniższych przykładach realizacji nie ograniczających jego zakresu.
Przykład 1
Opracowano osiem następujących receptur kompozytów cementowych, które zawierały w swoim składzie składniki wybrane z grupy: cement; popiół lotny; piasek 0/2 mm; żwir otoczakowy 2-8 mm; mikrokrzemionka; żużel wielkopiecowy; bazalt 0/5 mm. Proporcje składników ujęto w Tabeli 1 oraz Tabeli 2.
Tabela 1
Skład kompozytów cementowych P0-P7 wyrażony w kg/m3
[kg/m3] PO PI P2 P3 P4 P5 P6 P7
cement 280 280 280 460 460 460 460 800
popiół lotny 100 100 50 50 100
piasek 0/2 mm 1000 1000 1000 1760 1760 1200 1200 1200
żwir otoczakowy 2-8 mm 1000 1000 1000
mikrokrzemionka 40 40 50 50 50 100
żużel wielkopiecowy 100 50
bazalt 0/5 mm 500 500
plastyfikator 1,12 1,12 1,12 1,84 1,84 1,84 1,84 3,2
* cement biały
PL 232 884 Β1
Tabela 2
Skład kompozytów cementowych P0-P7 wyrażony w % wag.
[%wag.j PO PI P2 P3 P4 P5 P6 P7
cement 11,76 11,56 11,56 20,70 19,81 20,34 20,34 36,31
popiół lotny 4,20 4,13 2,15 2,21 4,54
piasek 0/2 mm 42,00 41,30 41,30 79,21 75,80 53,05 53,05 54,47
żwir otoczakowy 2-8 mm 42,00 41,30 41,30
mikrokrzemi onka 1,65 1,65 2,15 2,21 2,21 4,54
żużel wielkopiecowy 4,13 2,21
bazalt 0/5 mm 22,11 22,11
plastyfikator 0,05 0,05 0,05 0,08 0,08 0,08 0,08 0,15
* cement biały
Do wszystkich testowanych receptur P0-P7 zastosowano plastyfikator w ilości 0,40% wag. w stosunku do masy cementu oraz wodę do konsystencji właściwej dla technologii wibroprasowania (konsystencji ziemisto-wilgotnej).
Przykład 2
Dla poszczególnych próbek kompozytów P0-P7 cementowych przeprowadzono testy wytrzymałościowe, w tym sprawdzono wytrzymałość na zginanie po 7 dniach (WZ7), wytrzymałość na zginanie po 28 dniach (WZ28), nasiąkliwość (N), oraz ścieralność (Ś). Testy wytrzymałości na zginanie przeprowadzono według dwóch różnych norm.
Do oceny próbek kompozytów stanowiących próbki P0-P2 wykorzystano metodykę, jaką stosuje się do badania płyt brukowych z betonu wibroprasowanego, czyli metodykę opisaną w normie PN-EN 1339:2005+AC:2007 „Betonowe płyty brukowe. Wymagania i metody badań”. Pomimo bardzo obiecujących wyników dla receptur zawierających kombinację spoiw w postaci cementu portlandzkiego, popiołu lotnego lub granulowanego mielonego żużla wielkopiecowego i mikrokrzemionki zastosowane kruszywa o uziarnieniu od 0 mm do 8 mm okazały się być zbyt grube i nadają się bardziej do produkcji wysokogatunkowych płyt brukowych niż elementów pocienionych takich jak płyty okładzinowe. Dlatego też przygotowano drugą próbę prototypową, w której zastosowano kruszywa o uziarnieniu od 0 mm do 2mm czyli 10-krotnie mniejszym niż przygotowywany element i kombinację kruszyw o uziarnieniu 0 mm do 2 mm oraz o uziarnieniu od 0 do 5 mm, dla których maksymalny wymiar ziarna jest 4-krotnie mniejszy niż grubość formowanego elementu.
Dla oceny parametrów technologicznych uzyskanych prototypów wykorzystano dwie metodyki badawcze. Pierwsza z nich wykorzystywana jest w procesie udzielania aprobat technicznych i przyjmuje metodykę z normy PN-EN 1015-11:2001. Metody badań zapraw do murów - Część 11: Określenie wytrzymałości na zginanie i ściskanie stwardniałej zaprawy. Ponieważ jednak wskazana norma nie przewidywała oceny wytrzymałości na zginanie całych płyt tylko wycięte z nich elementy jako dodatkową metodykę badawczą wykorzystano badanie wytrzymałości na zginanie jak dla płyt brukowych wg wspomnianej wyżej normy PN-EN 1339:2005+AC:2007.
PL 232 884 Β1
Otrzymane parametry użytkowe kompozytów w formie płyt ujęto w Tabeli 3. Tabela 3
Wyniki testów wytrzymałościowych próbek kompozytów P0-P7
Nr próbki WZ7 [MPa] odch. std. [MPa] WZ28 [MPa] odch. std. [MPa] N* [%] gąeąc [mm]
PO 3,59 0,40 5,84 0,24 6,8 19,13
PI 5,29 0,20 8,08 0,32 6,5 16,95
P2 6,12 0,20 9,90 0,38 4,2 16,43
badania wykonywano według nonny PN-EN 1339:2005+AC:2007
P3 4,13 0,40 7,03 0,24 6,8 19,88
P4 6,01 0,95 10,81 0,54 6,4 16,43
P5 5,88 0,26 10,15 0,31 4,5 15,98
P6 5,95 0,51 10,48 0,39 5,0 16,13
P7 4,75 0,04 7,77 0,16 5,6 18,80
Próbka produktu referencyjnego 4,27 0,15
badania wykonywano według nonny PN-EN 1015:2001
P3 5,02 0,30 7,62 0,19
P4 6,89 0,68 12,71 0,32
P5 6,42 0,26 12,25 0,42
P6 6,02 0,72 11,12 0,65
P7 5,15 0,04 8,21 0,23
Próbka produktu referencyjnego (wiek próbki większy niż 28 dni) 6,35 0,19
WZ7 - wytrzymałość na zginanie po 7 dniach; odch. std. - odchylenie standardowe: WZ28wytrzymalość na zginanie po 28 dniach; N- nasiąkliwość; S - ścieralność; * badanie nasiąkliwości przeprowadzono zgodnie z wymaganiami, jakie przyjmuje się dla aprobat technicznych czyli wg normy PN-EN 13369:2013: ** Badanie ścieralności przeprowadzono z użyciem „szerokiej tarczy ściernej wg normy PN-EN 1339:2005
W wyniku przeprowadzonych badań nieoczekiwanie okazało się, że próbka 5 stanowiąca kompozycję zawierającą w swoim składzie cement, popiół lotny, piasek o uziarnieniu od 0 mm do 2 mm, mikrokrzemionkę oraz bazalt o uziarnieniu od 0 mm do 5 mm, wykazuje bardzo niską nasiąkliwość (4,5%) oraz bardzo niską ścieralność (15,98 mm) przy zachowaniu bardzo dobrych parametrów związanych z wytrzymałością na zginanie zarówno po 7 dniach (5,88 wg normy PN-EN 1339:2005+AC:2007 oraz 6,42 wg normy PN-EN 1015:2001), jak i po 28 dniach (10,15 wg. normy PNEN 1339:2005+AC:2007 oraz 12,25 wg normy PN-EN 1015:2001).
Zaobserwowany efekt związany jest z synergistycznym a nie addytywnym działaniem poszczególnych składników.

Claims (3)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych, zawierający cement, piasek oraz inne dodatki, znamienny tym, że składa się z:
    - cementu w ilości 10-30% wag.,
    - popiołu lotnego w ilości 1,5-3% wag.,
    - piasku o ziarnach wielkości od 0 do 2 mm w ilości 40-60% wag.,
    - mikrokrzemionki w ilości 1,5-3% wag.,
    - bazaltu o ziarnach wielkości od 0 do 5 mm w ilości 15-30% wag.,
    - oraz dodatkowo plastyfikatora w ilości do 1,0% wag.
  2. 2. Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych według zastrz. 1, znamienny tym, że składa się z:
    - cementu w ilości 16-24% wag.,
    - popiołu lotnego w ilości 2,0-2,4% wag.,
    - piasku o ziarnach wielkości od 0 do 2 mm w ilości 50-56% wag.,
    - mikrokrzemionki w ilości 2,0-2,4% wag.,
    - bazaltu o ziarnach wielkości od 0 do 5 mm w ilości 20-24% wag.
    - oraz dodatkowo plastyfikatora w ilości do 1,0% wag.
  3. 3. Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że składa się z:
    - cementu w ilości 20,3% wag.,
    - popiołu lotnego w ilości 2,2% wag.,
    - piasku o ziarnach wielkości od 0 do 2 mm w ilości 53,1% wag.,
    - mikrokrzemionki w ilości 2,2% wag.,
    - bazaltu o ziarnach wielkości od 0 do 5 mm w ilości 22,1% wag.,
    - oraz dodatkowo plastyfikatora w ilości 0,08% wag.
PL419103A 2016-10-14 2016-10-14 Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych PL232884B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419103A PL232884B1 (pl) 2016-10-14 2016-10-14 Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419103A PL232884B1 (pl) 2016-10-14 2016-10-14 Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL419103A1 PL419103A1 (pl) 2018-04-23
PL232884B1 true PL232884B1 (pl) 2019-08-30

Family

ID=61965340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL419103A PL232884B1 (pl) 2016-10-14 2016-10-14 Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL232884B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL419103A1 (pl) 2018-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
He et al. Effect of wollastonite microfibers as cement replacement on the properties of cementitious composites: A review
Klyuev et al. The micro silicon additive effects on the fine-grassed concrete properties for 3-D additive technologies
US11001527B2 (en) Composite cement and method of manufacturing composite cement
Ergün Effects of the usage of diatomite and waste marble powder as partial replacement of cement on the mechanical properties of concrete
Mansour et al. The effect of the addition of metakaolin on the fresh and hardened properties of blended cement products: A review
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
Salain Using calcium chloride as an accelerator for Portland pozzolan cement concrete compressive strength development
JP5440905B2 (ja) 超早強セメント組成物、及びその製造方法
GB2525022A (en) Masonry composite materials and processes for their preparation
Fadele et al. Compressive strength of concrete containing palm kernel shell ash
Raja et al. Design of an eco-friendly composite gypsum binder using different mineral admixtures
CN108117340B (zh) 一种陶粒高强板制品及其制备方法
Ghrici et al. Influence of limestone dust and natural pozzolan on engineering properties of self-compacting repair mortars
Zitouni et al. Impact of rolled and crushed aggregate with natural pozzolan on the behavior of HPC
RU2373163C1 (ru) Цемент низкой водопотребности и способ его получения
Matos et al. Strength, ASR and chloride penetration of mortar with granite waste powder
Sverguzova et al. Using ferruginous quartzite tailings in dry building mixes
Sobol et al. Effect of mineral additives on structure and properties of concrete for pavements
CN105837151A (zh) 一种rpc材料及其制备方法
PL232884B1 (pl) Kompozyt cementowy o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych
RU2786931C1 (ru) Сухая строительная смесь
WO2017214108A1 (en) Strength enhancing admixtures for hydraulic cements
Singh High performance concrete using blast furnace slag as coarse aggregate
Kuznetsova et al. Self-consolidating green concrete based on metakaolin and aggregate fines