PL243638B1 - Cement-glass composite mix and method of its production - Google Patents
Cement-glass composite mix and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- PL243638B1 PL243638B1 PL432416A PL43241619A PL243638B1 PL 243638 B1 PL243638 B1 PL 243638B1 PL 432416 A PL432416 A PL 432416A PL 43241619 A PL43241619 A PL 43241619A PL 243638 B1 PL243638 B1 PL 243638B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cement
- glass
- weight
- proportion
- mass
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 46
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 abstract description 7
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 11
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 8
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019463 artificial additive Nutrition 0.000 description 1
- -1 basalt Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000205 computational method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003050 experimental design method Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000005029 sieve analysis Methods 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest mieszanina oraz sposób jej wytwarzania, będąca kompozytem szklanym składającym się z granulatu szklanego o wielkości cząstki 0,9/1,5 mm i granulatu szklanego o wielkości cząstki 0/0,9 mm w proporcji 6-9:4-6, dodatku uszczelniającego będącym mączką szklaną o grubości 0/200 μm, albo popiołem lotnym, albo metakaolinitem, albo zeolitem w proporcji odpowiednio 0,15-0,3:10-15 albo 0,4-0,7:10-15 albo 0,6-1:10-15, oraz cementu w proporcji odpowiednio 5-7:11-14 albo 5-7:11-14 albo 5-7:11-14, oraz roztworu superplastyfikatora z wodą o stężeniu w zakresie 4—10% w ilości 0,4—0,8% masy użytego cementu oraz wody zarobowej w ilości od 20-35% masy użytego cementu.The subject of the invention is a mixture and a method for its production, which is a glass composite consisting of glass granulate with a particle size of 0.9/1.5 mm and glass granulate with a particle size of 0/0.9 mm in the proportion 6-9:4-6, sealing additive consisting of glass flour with a thickness of 0/200 μm, or fly ash, or metakaolinite or zeolite in the proportion of 0.15-0.3:10-15 or 0.4-0.7:10-15 or 0, respectively, 6-1:10-15, and cement in the proportions of 5-7:11-14 or 5-7:11-14 or 5-7:11-14, respectively, and a solution of superplasticizer with water with a concentration in the range of 4-10% in the amount of 0.4-0.8% of the weight of the cement used and mixing water in the amount of 20-35% of the weight of the cement used.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest mieszanina kompozytu cementowo-szklanego i sposób jej wytwarzania, która może być zastosowana w budownictwie kubaturowym i specjalnym.The subject of the invention is a cement-glass composite mixture and a method of its production, which can be used in large-scale and special construction.
Wynalazek należy do dziedziny inżynierii lądowej materiałów budowlanych.The invention belongs to the field of civil engineering of building materials.
Ze stanu techniki znane są kompozyty zawierające włókna polimerowe pochodzenia recyklingowego, produkty uboczne spalania - popioły lotne, gliny odpadowe.Composites containing recycled polymer fibers, combustion by-products - fly ash, waste clays are known from the state of the art.
Znane są sposoby wytwarzania kompozytów polegające na stopniowym dodawaniu frakcji kruszyw (np. piasku kwarcowego, bazaltu, granitu) i stałym ich mieszaniu z wodą, cementem oraz innymi dodatkami (np. upłynniaczami, przyspieszaczami, opóźniaczami).There are known methods of producing composites by gradually adding aggregate fractions (e.g. quartz sand, basalt, granite) and constantly mixing them with water, cement and other additives (e.g. fluidizers, accelerators, retarders).
Ze stanu techniki znany jest, opisany w zgłoszeniu PL391157, sposób wytwarzania mieszanki betonowej, z wykorzystaniem surowców szklanych, której przeznaczeniem jest tworzenie warstw specjalnych na wyrobach betonowych, takich jak lica kostek brukowych, powierzchnie licowe elementów dekoracyjnych itp. Sposób polega na rozdrobnieniu stłuczki szklanej, oczyszczeniu, odsiewaniu i sortowaniu na frakcje. Następnie miesza się kryształki, korzystnie wielokolorowe, z betonem kruszywowym, dodając korzystnie farby nieorganiczne. Tak wytworzoną mieszankę nakłada się na wyroby betonowe, tworząc licowe powierzchnie o specjalnych właściwościach.The state of the art describes a method for producing a concrete mixture using glass raw materials, described in the application PL391157, intended to create special layers on concrete products, such as the faces of paving stones, the faces of decorative elements, etc. The method involves crushing glass cullet, cleaning, sieving and sorting into fractions. The crystals, preferably multi-colored, are then mixed with the aggregate concrete, preferably adding inorganic paints. The mixture thus prepared is applied to concrete products, creating facing surfaces with special properties.
Znane jest również rozwiązanie opisane w zgłoszeniu PL332772 stanowiące kompozycje cementowe, stosowane do wytwarzania betonu i wyroby otrzymywane z tych kompozycji. Kompozycje te zawierają cement i cząstki szklane, które w zasadniczej większości znajdują się w dużym rozdrobnieniu. Szkło w postaci bardzo drobnych cząstek jest stosowane jako kruszywo do produkcji wyrobów betonowych. Szkło charakteryzuje się dużą ilością cząstek mniejszych niż 150 mikronów. Szkło jest korzystnie łączone z żużlem, korzystniej są one wstępnie stopione razem, a następnie rozdrobnione do cząstek o żądanej wielkości.The solution described in application PL332772 is also known, which consists of cement compositions used to produce concrete and products obtained from these compositions. These compositions contain cement and glass particles, most of which are finely divided. Glass in the form of very fine particles is used as an aggregate for the production of concrete products. Glass is characterized by a large number of particles smaller than 150 microns. The glass is preferably combined with slag, more preferably they are pre-melted together and then ground to particles of the desired size.
Znany jest również wynalazek ujawniony w zgłoszeniu EP0661240, który ma na celu wskazanie granulatu szklanego o składzie chemicznym odpornym na działanie alkaliów w matrycy cementowej, korzystnie przy użyciu szkła pochodzącego z recyklingu, w szczególności szkła butelkowego i płaskiego, a jednocześnie sposobu umożliwiającego wytwarzanie szkło piankowe o określonym składzie i specyficznych właściwościach. Cel ten został osiągnięty dzięki nowatorskiemu składowi szkła, którego zawartość tlenków dla granulatu szkła komórkowego mieści się w następujących zakresach, z zastrzeżeniem, że suma wszystkich składników wynosi 100% wagowych: SO2 68,5-75% wagowych, Na2O 10-14% wagowo, K2O do 2,5% wagowo, AI2O3 1,8-3% wagowo, CaO 6-11% wagowo, MgO 0,5-4% wagowo, Fe2O3 do 0,5% wagowo, SO3 do 0,4% wagowo, TO2 do 1% wagowo, wagowo BaO 0,5-3% wagowo, inne do 0,5% wagowo. Wynalazek dotyczy granulatu szkła komórkowego jako lekkiego kruszywa w, korzystnie, lekkich zaprawach cementowych, betonach lekkich i tynkach termoizolacyjnych oraz sposobu ich wytwarzania.Also known is the invention disclosed in application EP0661240, which aims to provide a glass granulate with an alkali-resistant chemical composition in a cement matrix, preferably using recycled glass, in particular bottle and flat glass, and at the same time a method enabling the production of foam glass with specific composition and specific properties. This goal was achieved thanks to the innovative composition of the glass, the oxide content of which for cellular glass granulates is in the following ranges, provided that the sum of all ingredients is 100% by weight: SO2 68.5-75% by weight, Na2O 10-14% by weight, K2O up to 2.5% by weight, Al2O3 1.8-3% by weight, CaO 6-11% by weight, MgO 0.5-4% by weight, Fe2O3 up to 0.5% by weight, SO3 up to 0.4% by weight, TO2 up to 1% by weight, BaO 0.5-3% by weight, others up to 0.5% by weight. The invention relates to cellular glass granules as a lightweight aggregate in, preferably, lightweight cement mortars, lightweight concretes and thermal insulation plasters, and to a method of producing them.
Współczesne technologie recyklingowe umożliwiają zastosowanie produktów odpadowych do składu nowoczesnych betonów oraz materiałów kompozytowych. Konsekwencją wykorzystania materiałów odpadowych w technologii kompozytów jest ograniczenie szkodliwego oddziaływania produkcji na środowisko, zmniejszone koszty związane z utylizacją odpadów.Modern recycling technologies enable the use of waste products in the composition of modern concrete and composite materials. The consequence of using waste materials in composite technology is a reduction in the harmful impact of production on the environment and reduced costs associated with waste disposal.
Składy kompozytów, opartych na spoiwie cementowym, ulegają ciągłym modyfikacjom i udoskonalaniu stosu okruchowego poprzez wykorzystywanie składników (dodatków mineralnych i syntetycznych) z recyklingu materiałów odpadowych. Coraz częściej obserwuje się tendencje odbiegania od stosowania klasycznego kruszywa mineralnego w składzie współczesnych materiałów kompozytowych.The compositions of composites based on cement binder are constantly modified and improved by using ingredients (mineral and synthetic additives) from recycled waste materials. Tendencies to deviate from the use of classic mineral aggregates in the composition of modern composite materials are increasingly observed.
Jedną z propozycji zastąpienia konwencjonalnych kruszyw w składzie betonów, jak i innych kompozytów, jest wykorzystanie granulatów szklanych, polimerowych, metalowych, organicznych, otrzymywanych w procesie recyklingu.One of the proposals to replace conventional aggregates in the composition of concrete and other composites is the use of glass, polymer, metal and organic granulates obtained in the recycling process.
Granulat szklany w kompozytach pełni nie tylko rolę głównego składnika stanowiącego 70-75% składu objętościowego (kruszywa stanowiącego stos okruchowy) ale również wypełniacza, korzystnie wpływającego na właściwości fizyczne kompozytu - właściwości cieplne, izolacyjne, zmniejszona masa elementu. Dodatkowo granulat szklany wymaga zużycia mniejszej ilości wody ze względu na brak zjawiska nasiąkliwości w porównaniu z kruszywem mineralnym otoczakowym czy też łamanym. Dodatek szkła w postaci mączek o określonych frakcjach pozytywnie wpływa na właściwości reologiczne kompozytu - zapewnienie lepszej zdolności urabialności, ochrona przez segregacją składników mieszanki, czy też uzyskanie przez kompozyt właściwości samozagęszczalnych.Glass granules in composites act not only as the main component constituting 70-75% of the volume composition (aggregate constituting the crumb pile), but also as a filler, positively influencing the physical properties of the composite - thermal and insulating properties, reduced element weight. Additionally, glass granulate requires less water due to the lack of water absorption compared to pebble or crushed mineral aggregate. The addition of glass in the form of flours with specific fractions has a positive effect on the rheological properties of the composite - ensuring better workability, protection against segregation of mixture components, and obtaining self-compacting properties of the composite.
PL 243638 Β1PL 243638 Β1
Celem wynalazku jest sposób wytwarzania materiału budowlanego w postaci ekologicznego kompozytu o wytrzymałości nie mniejszej niż 80 MPa przy ściskaniu próbki materiału o wymiarach 100-100-100 mm.The purpose of the invention is a method of producing a building material in the form of an ecological composite with a strength of not less than 80 MPa when compressing a material sample with dimensions of 100-100-100 mm.
W etapie projektowania ilości poszczególnych składników receptury mieszanki kompozytu cementowo-szklanego wykorzystano ogólne zasady i reguły dotyczące projektowania kompozytów wysokowartościowych (betony typu: BWW, BBWW oraz BUWW).At the stage of designing the quantities of individual ingredients of the cement-glass composite mixture recipe, general principles and rules for designing high-quality composites (concrete types: BWW, BBWW and BUWW) were used.
Obliczenia ilości wody zarobowej oraz spoiwa cementowego były oparte na wzorze ogólnym tzw. wzór „Larrard'a na wytrzymałość kompozytu na ściskanie po upływie 28 dni. Wzór zakładał wykorzystanie w składzie receptury dodatku typu II przewidzianego w normach dotyczących betonu (dodatek o jawnych właściwościach pucolanowych lub z ukrytymi właściwościami wiążącymi z wykorzystaniem aktywatorów reakcji wiązania).Calculations of the amount of mixing water and cement binder were based on the general formula, the so-called Larrard's formula for the compressive strength of the composite after 28 days. The formula assumed the use of a type II additive specified in concrete standards (an additive with explicit pozzolanic properties or with hidden binding properties using setting reaction activators) in the recipe.
Na potrzeby autorskiej receptury, zaczerpnięty wzór Larrard'a zmodyfikowano poprzez odrzucenie ze składu kompozytu dodatku pyłu krzemionkowego a zastąpieniem go mączką szklaną nieposiadającą właściwości wiążących tylko uszczelniającą stos okruchowy (jako dodatek typu I - dodatek wypełniający). Konsekwencją zastosowania mączki szklanej była redukcja poszczególnych wielkości zawartych we wzorze Larrard'a (uproszczenie wzoru).For the needs of the original recipe, Larrard's formula was modified by eliminating the addition of silica fume from the composition of the composite and replacing it with glass flour that does not have binding properties and only seals the crumb stack (as a type I additive - filling additive). The consequence of using glass flour was the reduction of individual quantities included in Larrard's formula (simplification of the formula).
Wykonano następujące założenia w etapie ustalania ilości wody zarobowej i cementu:The following assumptions were made at the stage of determining the amount of mixing water and cement:
- wyeliminowano ze składu dodatek pyłu krzemionkowego - wartość współczynnika pwc uległa redukcji do wartości zerowej;- the addition of silica dust was eliminated from the composition - the value of the PWC coefficient was reduced to zero;
- założona wartość współczynnika jakości kruszywa wynosi kk = 4,9 (współczynnik bezwymiarowy z zakresu 4,9 + 5,2);- the assumed value of the aggregate quality coefficient is kk = 4.9 (dimensionless coefficient in the range of 4.9 + 5.2);
- założona wytrzymałość kompozytu po upływie 28 dni to 85 MPa (wytrzymałość na ściskanie próbek sześciennych).- the assumed strength of the composite after 28 days is 85 MPa (compressive strength of cubic samples).
Ogólny wzór Larrard'a przyjmuje postać:Larrard's general formula takes the form:
_ ^k ' fcem ic™ “ 1 + 3,1 · w/c_ ^k ' fcem ic ™ “ 1 + 3.1 · w/c
1,4 - 0,4exp (-1,1 gdzie:1.4 - 0.4exp (-1.1 where:
kk - współczynnik uwzględniający wpływ kruszywa (wartości w przedziale 4,9 + 5,2);kk - coefficient taking into account the influence of aggregate (values in the range of 4.9 + 5.2);
fcem - rzeczywista wytrzymałość cementu (normowa) [MPa];fcem - actual cement strength (standard) [MPa];
w/c - stosunek wodno-cementowy [bezwymiarowy].w/c - water-cement ratio [dimensionless].
Po wykonaniu przekształceń, na podstawie uproszczonego wzoru Larrard'a wyznaczono wartość wskaźnika c/w, a następnie wartość wskaźnika w/c.After performing the transformations, the value of the c/w ratio was determined based on the simplified Larrard formula, and then the value of the w/c ratio was determined.
Wartość wskaźnika c/w wyniosła (dla założonych danych) wartość równą 3,60149. Natomiast wartość wskaźnika w/c wyniosła 0,277 (stosunek wodno-cementowy).The value of the p/w ratio was (for the assumed data) equal to 3.60149. The value of the w/c ratio was 0.277 (water-cement ratio).
Wyznaczoną wartość wskaźnika w/c zmniejszono ze względu na zastosowanie superplastyfikatora do wartości 0,26.The determined value of the w/c ratio was reduced to 0.26 due to the use of a superplasticizer.
Na podstawie wyznaczonego stosunku wodno-cementowego dobrano proporcję tych składników (drogą doświadczalną).The proportion of these ingredients was selected (experimentally) based on the determined water-cement ratio.
Ustalono na podstawie wskaźnika w/c następujące wartości wody i cementu: zawartość wody 125 litrów/m3 oraz cementu 480 kg m3 (w/c = 0,26).The following water and cement values were determined based on the w/c ratio: water content 125 liters/m 3 and cement 480 kg m 3 (w/c = 0.26).
Ilość wypełniacza - mączki szklanej ustalono względem wyznaczonej masy cementu. Założono 5% masy cementu. Ilość mączki szklanej w składzie receptury wyniosła 24 kg/m3.The amount of filler - glass flour was determined in relation to the determined mass of cement. 5% of cement mass was assumed. The amount of glass flour in the recipe was 24 kg/m 3 .
Zastosowana domieszka chemiczna to superplastyfikator III generacji na bazie wodnego roztworu modyfikowanego eteru polikarboksylowego. Doświadczalnie dozowano go w ilości 4,5% masy cementu co dało 21,6 kg/m3.The chemical admixture used is a third-generation superplasticizer based on an aqueous solution of modified polycarboxylic ether. Experimentally, it was dosed in an amount of 4.5% of the cement mass, which gave 21.6 kg/m 3 .
Ilość kruszywa w składzie receptury wyznaczono na podstawie założeń oraz wykonano próby doświadczalne najkorzystniejszego stosu okruchowego. Dysponując wymienionymi frakcjami granulatu szklanego określono skład granulometryczny metodą przesiewania „na sucho” za pomocą przesiewarki laboratoryjnej wykorzystującej podstawowy zestaw sit normowych. Wykonano analizę sitową na podstawie której określono procentową zawartość poszczególnych frakcji granulatu.The amount of aggregate in the recipe was determined based on assumptions and experimental tests of the most advantageous aggregate pile were performed. Having the above-mentioned glass granulate fractions, the granulometric composition was determined using the "dry" sieving method using a laboratory sieve using a basic set of standard sieves. A sieve analysis was performed, based on which the percentage content of individual granulate fractions was determined.
Założenia do etapu ustalenia składu stosu okruchowego:Assumptions for the stage of determining the composition of the crumb pile:
- granulat szklany stanowi maksymalnie 70% składu objętościowego całego kompozytu (według metody doświadczalnej otrzymano wartość 67%);- glass granulate constitutes a maximum of 70% of the volume composition of the entire composite (according to the experimental method, a value of 67% was obtained);
- stosunek frakcji 0,9-1,5 mm do grupy frakcji 0-0,9 mm w przedziale 1,50 + 1,58 (według metody doświadczalnej otrzymano wartość 1,55).- the ratio of the 0.9-1.5 mm fraction to the 0-0.9 mm fraction group in the range of 1.50 + 1.58 (according to the experimental method, the value of 1.55 was obtained).
Kierując się powyższymi założeniami ustalono proporcję pomiędzy frakcjami granulatu. Ostatecznie metodą doświadczalną ustalono następujące zawartości frakcji w składzie receptury kompozytu: frakcja 0-0,9 mm w ilości 510 kg/m3 oraz grupa frakcji 0,9-1,5 mm w ilości 790 kg/m3 (co daje stosunek tych frakcji granulatu 1,55). Sumaryczna zawartość granulatu wyniosła 1300 kg/m 3.Based on the above assumptions, the proportion between the granulate fractions was determined. Finally, the following fraction contents in the composite recipe were determined experimentally: 0-0.9 mm fraction in the amount of 510 kg/m 3 and the 0.9-1.5 mm fraction group in the amount of 790 kg/m 3 (which gives the ratio of these fractions 1.55 granules). The total content of granules was 1,300 kg/m 3.
Skład receptury kompozytu cementowo-szklanego został opracowany przy wykorzystaniu już istniejących, ogólnych metod projektowania kompozytów wysokowartościowych. Wykorzystano metodę projektowania obliczeniowo-doświadczalną. Poczyniono pewne założenia, które to wpłynęły na końcowy wzór ogólny wyznaczania stosunku wodno-cementowego. Obecnie nie istnieją metody obliczeniowe (bez wykonywania prób doświadczalnych) które zapewniłyby możliwość uzyskiwania kompozytów wysokich wytrzymałości z powtarzalnością wyników. W projektowaniu wykorzystywano obliczenia ogólne oraz założenia, które były weryfikowane metodą doświadczalną i ostatecznie korygowane.The composition of the cement-glass composite recipe was developed using existing, general methods for designing high-quality composites. A computational-experimental design method was used. Some assumptions were made that influenced the final general formula for determining the water-cement ratio. Currently, there are no computational methods (without performing experimental tests) that would ensure the possibility of obtaining high-strength composites with repeatable results. The design used general calculations and assumptions that were verified experimentally and finally corrected.
Istotą wynalazku jest mieszanina kompozytu cementowo-szklanego zawierająca cement, wodę oraz superplastyfikator, która składa się z granulatu szklanego o wielkości cząstki 0,9-1,5 mm i granulatu szklanego o wielkości cząstki do 0,9 mm w proporcji 6-9:4-6, gdzie granulaty te stanowią od 2,24-2,7:1 względem masy cementu; dodatku uszczelniającego wybranego z grupy: mączka szklana o grubości do 200 μm w proporcji 0,05:1 masy użytego cementu, popiół lotny w proporcji 0,1:1 masy użytego cementu, metakaolinit w proporcji 0,15:1 masy użytego cementu, zeolit w proporcji 0,2:1 masy użytego cementu oraz cementu w stanie suchym oraz roztworu superplastyfikatora z wodą o stężeniu w zakresie 4-10% w ilości 0,4-0,8% masy użytego cementu oraz wody zarobowej w ilości od 20-35% masy użytego cementu w stanie suchym.The essence of the invention is a mixture of cement-glass composite containing cement, water and a superplasticizer, which consists of glass granulate with a particle size of 0.9-1.5 mm and glass granulate with a particle size of up to 0.9 mm in a ratio of 6-9:4 -6, where these granulates constitute 2.24-2.7:1 relative to the weight of cement; a sealing additive selected from the group: glass powder with a thickness of up to 200 μm in a proportion of 0.05:1 of the mass of the cement used, fly ash in a proportion of 0.1:1 of the mass of the cement used, metakaolinite in a proportion of 0.15:1 of the mass of the cement used, zeolite in a proportion of 0.2:1 of the weight of the cement used and cement in a dry state and a superplasticizer solution with water with a concentration ranging from 4-10% in an amount of 0.4-0.8% of the weight of the cement used and mixing water in an amount of 20-35 % of the dry weight of cement used.
Istotą wynalazku jest również sposób wytwarzania mieszaniny kompozytu cementowo-szklanego zawierającego cement, wodę oraz superplastyfikator, w którym granulat szklany o wielkości cząstki 0,9-1,5 mm miesza się z granulatem szklanym o wielkości cząstki 0-0,9 mm w proporcji 6-9:4-6,tak aby masa mieszanki stanowiła 2,24-2,7:1 względem masy użytego cementu, następnie uzyskaną mieszankę granulatów szklanych miesza się z dodatkiem uszczelniającym wybranym z grupy: mączka szklana o grubości do 200 μm w proporcji 0,05:1 masy użytego cementu, popiół lotny w proporcji 0,1:1 masy użytego cementu, metakaolinit w proporcji 0,15:1 masy użytego cementu, zeolit w proporcji 0,2:1 masy użytego cementu, a następnie do otrzymanej mieszanki dodaje się roztwór superplastyfikatora z wodą o stężeniu w zakresie 4-10% w ilości 0,4-0,8% masy użytego cementu, a następnie otrzymaną masę miesza się z cementem w stanie suchym, a następnie dodaje wodę zarobową w ilości od 20-35% masy użytego cementu cały czas mieszając, jednak nie mniej niż 3 minuty.The essence of the invention is also a method for producing a mixture of cement-glass composite containing cement, water and a superplasticizer, in which glass granulate with a particle size of 0.9-1.5 mm is mixed with glass granulate with a particle size of 0-0.9 mm in a ratio of 6 -9:4-6, so that the mass of the mixture is 2.24-2.7:1 relative to the mass of the cement used, then the obtained mixture of glass granulates is mixed with a sealing additive selected from the group: glass powder with a thickness of up to 200 μm in a proportion of 0 .05:1 of the mass of cement used, fly ash in the proportion of 0.1:1 of the mass of cement used, metakaolinite in the proportion of 0.15:1 of the mass of cement used, zeolite in the proportion of 0.2:1 of the mass of cement used, and then to the obtained mixture a solution of superplasticizer with water with a concentration in the range of 4-10% is added in an amount of 0.4-0.8% of the weight of the cement used, and then the obtained mass is mixed with cement in a dry state, and then mixing water is added in an amount of 20- 35% of the weight of the cement used, stirring constantly, but not less than 3 minutes.
Mieszaninę według wynalazku zrealizowano według następujących receptur, gdzie skład receptury kompozytu cementowo- szklanego ostatecznie ustalono:The mixture according to the invention was made according to the following recipes, where the composition of the cement-glass composite recipe was finally determined:
Przykład 1:Example 1:
1. Woda - 125 litrów/m3;1. Water - 125 liters/m 3 ;
2. Cement - 480 kg/m3 2. Cement - 480 kg/m 3
3. Mączka szklana do 200 μm - 24 kg/m3;3. Glass powder up to 200 μm - 24 kg/m 3 ;
4. Superplastyfikator - 21,6 kg/m3;4. Superplasticizer - 21.6 kg/m 3 ;
5. Granulat szklany 0-0,9 - 510 kg/m3;5. Glass granulate 0-0.9 - 510 kg/m 3 ;
6. Granulat szklany 0,9-1,5 - 790 kg/m3.6. Glass granulate 0.9-1.5 - 790 kg/m 3 .
Przykład 2:Example 2:
1. Cement - 580 kg/m3;1. Cement - 580 kg/m 3 ;
2. Granulat szklany 0-0,9 mm - 790 kg/m3;2. Glass granulate 0-0.9 mm - 790 kg/m 3 ;
3. Granulat szklany 0,9-1,5 mm - 510 kg/m3;3. Glass granulate 0.9-1.5 mm - 510 kg/m 3 ;
4. Popiół lotny - 58 kg/m3;4. Fly ash - 58 kg/m 3 ;
5. Woda zarobowa - 152 l/m3;5. Mixing water - 152 l/m 3 ;
6. Superplastyfikator na bazie wodnego roztworu modyfikowanego eteru polikarboksylowego 8,7 kg/m3;6. Superplasticizer based on an aqueous solution of modified polycarboxylic ether 8.7 kg/m 3 ;
Przykład 3:Example 3:
1. Cement - 580 kg/m3;1. Cement - 580 kg/m 3 ;
2. Granulat szklany 0-0,9 mm - 790 kg/m3;2. Glass granulate 0-0.9 mm - 790 kg/m 3 ;
3. Granulat szklany 0,9-1,5 mm - 510 kg/m3;3. Glass granulate 0.9-1.5 mm - 510 kg/m 3 ;
4. Metakaolinit - 87 kg/m3;4. Metakaolinite - 87 kg/m 3 ;
5. Woda zarobowa - 160 l/m3;5. Mixing water - 160 l/m 3 ;
6. Superplastyfikator na bazie akrylanów - 8,7 kg/m3;6. Acrylate-based superplasticizer - 8.7 kg/m 3 ;
Przykład 4:Example 4:
1. Cement - 580 kg/m3;1. Cement - 580 kg/m 3 ;
2. Granulat szklany 0-0,9 mm - 790 kg/m3;2. Glass granulate 0-0.9 mm - 790 kg/m 3 ;
3. Granulat szklany 0,9-1,5 mm - 510 kg/m3;3. Glass granulate 0.9-1.5 mm - 510 kg/m 3 ;
4. Zeolit - 116 kg/m3;4. Zeolite - 116 kg/m 3 ;
5. Woda zarobowa - 152 l/m3;5. Mixing water - 152 l/m 3 ;
6. Superplastyfikator na bazie akrylanów - 8,7 kg/m3;6. Acrylate-based superplasticizer - 8.7 kg/m 3 ;
Przykład 5Example 5
Wynalazek w korzystnym przykładzie wykonania został zrealizowany poprzez zmieszanie w mieszarce laboratoryjnej 790 kg granulatu szklanego o wielkości cząstki 0,9-1,5 mm z 510 kg granulatu szklanego o wielkości cząstki 0-0,9 mm. Mieszanie trwało trzy minuty i było realizowane przy użyciu mieszadła zetowego. Następnie uzyskaną mieszankę granulatów szklanych zmieszano z 24 kg dodatku uszczelniającego, będącego mączką szklaną o wielkości cząstki do 200 μm i mieszano kolejne trzy minuty. Następnie do otrzymanej mieszanki dodano roztwór superplastyfikatora z wodą o stężeniu w zakresie 8% o masie 21,6 kg i mieszano przez trzy minuty. Następnie do uzyskanej mieszaniny dodano cement CEM I o masie 480 kg oraz wodę zarobową o objętości 125 litrów i całość mieszano kolejne trzy minuty. Po zakończeniu mieszania uzyskano masę kompozytu cementowo-szklanego gotową do użycia.In a preferred embodiment, the invention was implemented by mixing 790 kg of glass granulate with a particle size of 0.9-1.5 mm with 510 kg of glass granulate with a particle size of 0-0.9 mm in a laboratory mixer. Mixing took three minutes and was carried out using a zet mixer. Then, the obtained mixture of glass granulates was mixed with 24 kg of sealing additive, which is glass flour with a particle size of up to 200 μm, and mixed for another three minutes. Then, a superplasticizer solution with water with a concentration in the range of 8%, weighing 21.6 kg, was added to the obtained mixture and mixed for three minutes. Then, CEM I cement weighing 480 kg and mixing water with a volume of 125 liters were added to the obtained mixture and the mixture was mixed for another three minutes. After mixing, the cement-glass composite mass was obtained, ready for use.
Przykład 6Example 6
Wynalazek w korzystnym przykładzie wykonania został zrealizowany poprzez zmieszanie w mieszarce laboratoryjnej 790 kg granulatu szklanego o wielkości cząstki 0,9-1,5 mm z 510 kg granulatu szklanego o wielkości cząstki 0-0,9 mm. Mieszanie trwało trzy minuty i było realizowane przy użyciu mieszadła zetowego. Następnie uzyskaną mieszankę granulatów szklanych zmieszano z 58 kg popiołu lotnego i mieszano kolejne trzy minuty. Następnie do otrzymanej mieszanki dodano superplastyfikator na bazie wodnego roztworu modyfikowanego eteru polikarboksylowego o masie 8,7 kg i mieszano przez trzy minuty. Następnie do uzyskanej mieszaniny dodano cement CEM I o masie 580 kg oraz wodę zarobową o objętości 152 litrów i całość mieszano kolejne trzy minuty. Po zakończeniu mieszania uzyskano masę kompozytu cementowo-szklanego gotową do użycia.In a preferred embodiment, the invention was implemented by mixing 790 kg of glass granulate with a particle size of 0.9-1.5 mm with 510 kg of glass granulate with a particle size of 0-0.9 mm in a laboratory mixer. Mixing took three minutes and was carried out using a zet mixer. The resulting glass granulate mixture was then mixed with 58 kg of fly ash and mixed for another three minutes. Then, a superplasticizer based on an aqueous solution of modified polycarboxylic ether weighing 8.7 kg was added to the obtained mixture and mixed for three minutes. Then, CEM I cement weighing 580 kg and mixing water with a volume of 152 liters were added to the obtained mixture and the mixture was mixed for another three minutes. After mixing, the cement-glass composite mass was obtained, ready for use.
Przykład 7Example 7
Wynalazek w korzystnym przykładzie wykonania został zrealizowany poprzez zmieszanie w mieszarce laboratoryjnej 790 kg granulatu szklanego o wielkości cząstki 0,9-1,5 mm z 510 kg granulatu szklanego o wielkości cząstki 0-0,9 mm. Mieszanie trwało trzy minuty i było realizowane przy użyciu mieszadła zetowego. Następnie uzyskaną mieszankę granulatów szklanych zmieszano z 87 kg dodatku uszczelniającego, będącego metakaolinitem i mieszano kolejne trzy minuty. Następnie do otrzymanej mieszanki dodano superplastyfikator na bazie akrylanów w o masie 8,7 kg i mieszano przez trzy minuty. Następnie do uzyskanej mieszaniny dodano cement CEM I o masie 580 kg oraz wodę zarobową o objętości 160 litrów i całość mieszano kolejne trzy minuty. Po zakończeniu mieszania uzyskano masę kompozytu cementowo-szklanego gotową do użycia.In a preferred embodiment, the invention was implemented by mixing 790 kg of glass granulate with a particle size of 0.9-1.5 mm with 510 kg of glass granulate with a particle size of 0-0.9 mm in a laboratory mixer. Mixing took three minutes and was carried out using a zet mixer. Then the resulting mixture of glass granulates was mixed with 87 kg of the sealing additive, metakaolinite, and mixed for another three minutes. Then, an acrylate-based superplasticizer weighing 8.7 kg was added to the obtained mixture and mixed for three minutes. Then, CEM I cement weighing 580 kg and mixing water with a volume of 160 liters were added to the obtained mixture and the mixture was mixed for another three minutes. After mixing, the cement-glass composite mass was obtained, ready for use.
Przykład 8Example 8
Wynalazek w korzystnym przykładzie wykonania został zrealizowany poprzez zmieszanie w mieszarce laboratoryjnej 790 kg granulatu szklanego o wielkości cząstki 0,9-1,5 mm z 510 kg granulatu szklanego o wielkości cząstki 0-0,9 mm. Mieszanie trwało trzy minuty i było realizowane przy użyciu mieszadła zetowego. Następnie uzyskaną mieszankę granulatów szklanych zmieszano ze 116 kg zeolitu i mieszano kolejne trzy minuty. Następnie do otrzymanej mieszanki dodano superplastyfikator na bazie akrylanów o masie 8,7 kg i mieszano przez trzy minuty.In a preferred embodiment, the invention was implemented by mixing 790 kg of glass granulate with a particle size of 0.9-1.5 mm with 510 kg of glass granulate with a particle size of 0-0.9 mm in a laboratory mixer. Mixing took three minutes and was carried out using a zet mixer. The resulting mixture of glass granulates was then mixed with 116 kg of zeolite and mixed for another three minutes. Then, an acrylate-based superplasticizer weighing 8.7 kg was added to the obtained mixture and mixed for three minutes.
Następnie do uzyskanej mieszaniny dodano cement CEM I o masie 580 kg oraz wodę zarobową o objętości 152 litrów i całość mieszano kolejne trzy minuty. Po zakończeniu mieszania uzyskano masę kompozytu cementowo-szklanego gotową do użycia.Then, CEM I cement weighing 580 kg and mixing water with a volume of 152 liters were added to the obtained mixture and the mixture was mixed for another three minutes. After mixing, the cement-glass composite mass was obtained, ready for use.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432416A PL243638B1 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Cement-glass composite mix and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432416A PL243638B1 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Cement-glass composite mix and method of its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432416A1 PL432416A1 (en) | 2021-06-28 |
| PL243638B1 true PL243638B1 (en) | 2023-09-25 |
Family
ID=76547972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432416A PL243638B1 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Cement-glass composite mix and method of its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL243638B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL444607A1 (en) * | 2023-04-26 | 2024-10-28 | Sharim Invest Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Cement mortar mixture containing a filler in the form of recycled materials |
| PL444605A1 (en) * | 2023-04-26 | 2024-10-28 | 4Employ Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Composite-concrete mixture containing a filler in the form of recycled materials |
-
2019
- 2019-12-24 PL PL432416A patent/PL243638B1/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL444607A1 (en) * | 2023-04-26 | 2024-10-28 | Sharim Invest Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Cement mortar mixture containing a filler in the form of recycled materials |
| PL444605A1 (en) * | 2023-04-26 | 2024-10-28 | 4Employ Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Composite-concrete mixture containing a filler in the form of recycled materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432416A1 (en) | 2021-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11001527B2 (en) | Composite cement and method of manufacturing composite cement | |
| Sharma et al. | Use of waste glass and demolished brick as coarse aggregate in production of sustainable concrete | |
| Karthikeyan et al. | Application on partial substitute of cement by bentonite in concrete | |
| Walczak et al. | Mechanical properties of concrete mortar based on mixture of CRT glass cullet and fluidized fly ash | |
| Degirmenci et al. | Utilization of waste glass as sand replacement in cement mortar | |
| Olofinnade et al. | Sustainable green environment through utilization of waste soda-lime glass for production of concrete | |
| Kraus et al. | Use of foundry silica-dust in manufacturing economical self-consolidating concrete | |
| İlcan et al. | Low-alkaline activated construction and demolition waste-based geopolymers | |
| EP4082984A1 (en) | Binder composition comprising pozzolanic material and fine filler | |
| Abdullah et al. | Some properties of concrete containing waste brick as partial replacement of coarse aggregate and addition of nano brick powder | |
| Salman et al. | The effect of waste brick powder as cement weight replacement on properties of sustainable concrete | |
| Rakhimova et al. | Characterisation of ground hydrated Portland cement-based mortar as an additive to alkali-activated slag cement | |
| Raja et al. | Design of an eco-friendly composite gypsum binder using different mineral admixtures | |
| Bijivemula et al. | Analysis of mechanical and durability properties of alkali activated blocks using PET flakes and Fly-ash | |
| Zhang et al. | Recycled waste glass as fine aggregate in eco-friendly gypsum-cement composite | |
| Karthikadevi et al. | Enhancement of the mechanical properties of a geopolymer concrete due to chemical and microstructural interaction of the binder material | |
| Aliyu et al. | The use of quarry dust for partial replacement of cement in cement-Sand mortar | |
| Serikma et al. | Valorization of glass powder as filler in self-compacting concrete | |
| Korjakins et al. | Utilisation of borosilicate glass waste as a micro-filler for concrete | |
| Hafez | Utilization of cement kiln dust and aluminum powder as partial cement replacement in sustainable High-Performance concrete | |
| Boháčová et al. | Preparation and Verification of Properties of Alkali-Activated Composite | |
| Umar et al. | Experiemental study on strength of concrete using silica fumes as supplementary cementitious material | |
| Ahmed et al. | Blended metakaolin and waste clay brick powder as source material in sustainable geopolymer concrete | |
| Syarif et al. | Utilization of Marble-Cement Powder Modified with Graphite Carbon Particles on Concrete Construction for Buildings in Seaside Areas | |
| Patel et al. | To study on effect of high-performance concrete with Alccofine and waste glass powder |