PL245618B1 - Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, zwłaszcza do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych - Google Patents

Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, zwłaszcza do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych Download PDF

Info

Publication number
PL245618B1
PL245618B1 PL437655A PL43765521A PL245618B1 PL 245618 B1 PL245618 B1 PL 245618B1 PL 437655 A PL437655 A PL 437655A PL 43765521 A PL43765521 A PL 43765521A PL 245618 B1 PL245618 B1 PL 245618B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mixture
weight
lightweight aggregate
amount
cement
Prior art date
Application number
PL437655A
Other languages
English (en)
Other versions
PL437655A1 (pl
Inventor
Patryk Adam Bolimowski
Dariusz Lewandowski
Katarzyna Kolmus
Piotr Budnik
Original Assignee
System 3E Spolka Akcyjna
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 System 3E Spolka Akcyjna filed Critical System 3E Spolka Akcyjna
Priority to PL437655A priority Critical patent/PL245618B1/pl
Publication of PL437655A1 publication Critical patent/PL437655A1/pl
Publication of PL245618B1 publication Critical patent/PL245618B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/14Minerals of vulcanic origin
    • C04B14/18Perlite
    • C04B14/185Perlite expanded
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, która znajduje zastosowanie do przygotowywania ultra-lekkiego betonu termoizolacyjnego, wykorzystywanego do produkcji kształtowych elementów budowlanych oraz elementy prefabrykowane. Mieszanka według wynalazku zawiera cement jako spoiwo, wodę zarobową, związek powierzchniowo czynny oraz kruszywo lekkie w postaci perlitu ekspandowanego, a także dodatki reaktywne lub niereaktywne. Mieszanka charakteryzuje się tym, że jest mieszanką o ciągłym rozkładzie uziarnienia, w której zawartość kruszywa lekkiego wynosi 15 - 45% wag., zaś zawartość dodatków reaktywnych lub niereaktywnych wynosi od 5 - 25% wag.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, która znajduje zastosowanie do przygotowywania ultra-lekkiego betonu termoizolacyjnego, z którego wytwarza się kształtowe elementy budowlane oraz elementy prefabrykowane, w tym w szczególności bloczki, pustaki, oraz inne elementy przeznaczone do stawiania konstrukcji nośnych oraz nienośnych.
W stanie techniki znanych jest szereg publikacji, które ujawniają i odnoszą się do różnego rodzaju mas i mieszanek budowlanych powszechnie wykorzystywanych między innymi do przygotowywania i wytwarzania tak zwanego ultra-lekkiego betonu który posiada właściwości termoizolacyjne.
I tak, z polskiego zgłoszenia patentowego P.427542 znana jest mieszanka cementowo perlitowa, do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych, która przeznaczona jest zwłaszcza do produkcji bloczków, pustaków, a także innych kształtowych elementów budowlanych. Mieszanka według wynalazku zawiera w składzie spoiwo którym jest cement, kruszywo w postaci perlitu, wapno, gips oraz wodę. Ujawniona mieszanka charakteryzuje się tym, że składa się z 30-40% wag. cementu, 10-30% wag. perlitu ekspandowanego, 2-6% wag. wapna hydratyzowanego, 2-6% wag gipsu, 0-1% wag. mieszaniny związków powierzchniowo czynnych oraz 30-50% wag. wody zarobowej.
Z polskiego zgłoszenia patentowego P.424526 znana jest mieszanka betonowa o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych i zwiększonej izolacyjności cieplnej zawierająca cement portlandzki, wodę, kruszywa takie jak piasek, grys, pył krzemionkowy oraz dodatki uszlachetniające. Mieszanka ta charakteryzuje się tym, że w gotowym betonie wskaźnik wagowej zawartości wody w stosunku do cementu portlandzkiego wynosi 0,2-0,6, przy czym ciężar właściwy użytego cementu portlandzkiego wynosi 300-700 kg/m3. Ponadto mieszanka składa się z piasku o granulacji 0/2 mm w ilości 80-150 kg/m3 cementu, grysu w ilości 80-150 kg/m3 cementu, oraz zawiera perlit i wermikulit w łącznej ilości 10-60% objętościowych w stosunku do objętości betonu, a także upłynniacze w ilości 0,5-2,0% wagowych w stosunku do masy cementu.
Polskie zgłoszenie patentowe P.306314 ujawnia perlitowe wyroby izolacyjne, które są hydraulicznie wiązane. Wyroby te produkowane są z masy, która zawiera do 60% wag. ekspandowanego perlitu o uziarnieniu 0-4 i 0-1 mm, stanowiącego mieszankę w stosunku 3:7 perlitu o gęstości pozornej 0,8 g/cm3 i perlitu o gęstości pozornej 1,2 g/cm3, do 40% wag. cementu portlandzkiego, cementu glinowego lub ich mieszanki i korzystnie do 40% wag. krzemionki o uziarnieniu 0-1 mm. Dodatek wody do suchych składników mieszanki według tego zgłoszenia wynosi do 25% wag.
Japońskie zgłoszenie patentowe JPH05139801A ujawnia skład lekkiego betonu, który dzięki zastosowaniu perlitu jako kruszywa charakteryzuje się doskonałą stabilnością wymiarową oraz wytrzymałością. Ujawniony w tej publikacji beton jest utwardzany w autoklawie. Beton ten zawiera spoiwo składające się z 8-63% wag. cementu portlandzkiego, 4-56% wag. drobnego proszku żużla wielkopiecowego i 30-60% proszku kwarcytu oraz 200-1 000 litrów perlitu (w przeliczeniu na objętość nasypową) na 1 m3 betonu.
W kolejnym dokumencie patentowym, tj. w zgłoszeniu międzynarodowym WO2003097553 ujawniony jest beton lekki na bazie cementu portlandzkiego, w którym kruszywo składa się wyłącznie lub częściowo z pokruszonego ekspandowanego szkła (szkła piankowego). Lekki beton zawiera pokruszone szkło piankowe w ilości co najmniej 20% wagowo względem świeżego betonu oraz materiał pucolanowy, który jest zawarty w ilości co najmniej 8% wagowo wobec cementu zawartego w tym betonie. Składnik(i) cementu w ujawnionym w tej publikacji betonie lekkim są wybrane spośród cementu niskoalkalicznego CEM I (maks. 0,6% wag. Na2O), cementu CEM II z popiołu lotnego o zawartości składników zasadowych (Na2O) poniżej 8% względem masy popiołu lotnego, a także mieszanki takich cementów.
Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US20120010331 znane są kompozycje betonu zawierające spoiwo, wodę, drobne kruszywo, grube kruszywo oraz domieszkę. Spoiwo jest utworzone z mieszanki żużla wielkopiecowego, zawierającej w swym składzie 100 części masowych mieszaniny składającej się z 80-95% masowych drobnych cząstek żużla wielkopiecowego o uziarnieniu 300013000 cm2/g oraz 5-20 części masowych gipsu, i 0,5-1,5 części masowych lub 5-45 części masowych związku alkalicznego. Opisane kompozycie betonowe mogą zachować doskonałą funkcjonalność dzięki zmniejszonemu uwalnianiu dwutlenku węgla oraz zmniejszonej w czasie płynności oraz zawartości powietrza w przygotowanych mieszankach betonowych. Ujawnione kompozycje mogą również odznaczać się mniejszym skurczem w trakcie suszenia i zapewniać uzyskanie wyrobów o niezbędnej wytrzymałości.
Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US20150203406 znany jest beton zawierający w swym składzie cement, skuteczną ilość wody; kruszywo (G1) o maksymalnej wielkości 20 mm i gęstości rzeczywistej (pi) od 450 do 1200 kg/m3; opcjonalnie kruszywo (G2) o maksymalnym rozmiarze 4 mm i gęstości rzeczywistej (p2), tak, że rzeczywista gęstość (p) mieszaniny (G1) + (G2) zawarta jest w przedziale od 450 do 1200 kg/m3. Ujawniony w tej publikacji beton ma gęstość w stanie surowym od 800 do 1500 kg/m3, oraz stosunek Wefekt./Brówn. wahający się od 0,19 do 0,60. Efektywna ilość wody w ujawnionym rozwiązaniu mieści się w zakresie od 100 do 320 litrów na metr sześcienny świeżego betonu, zaś ilość cementu i dodatków jest większa lub równa 200 kilogramom na metr sześcienny świeżego betonu. Objętość zaczynu cementowego jest większa lub równa 300 l/m3 świeżego betonu przy objętościowej zawartości powietrza od 1 do 16%.
Europejskie zgłoszenie patentowe EP0431112 ujawnia beton o wysokiej wytrzymałości, szczególnie przydatny do wytwarzania prefabrykowanych, sprężonych wyrobów. Opisana w tym zgłoszeniu mieszanka składa się z 8 do 60% cementu, od 0,5 do 20% ekspandowanego perlitu o gładkiej powierzchni, 5 do 30% wody, oraz z 0 do 12% pucolany. Dodatkowo, jeśli jest to pożądane w danych okolicznościach, mieszanka zawiera kruszywo drobne i kruszywo grube. Uzyskany z tej mieszanki beton zapewnia doskonałą przyczepność do pasm wzmacniających.
Obecnie w stanie techniki brak jest rozwiązań, które wykorzystywałyby w pełni właściwości termoizolacyjne lekkich kruszyw (takich jak perlit ekspandowany i inne), które w połączeniu z cementem oraz dodatkami są wykorzystywane do produkcji materiałów budowlanych jak elementy konstrukcyjne. Dodatkowo, brak jest rozwiązań, które łączyłyby istotny wpływ rozkładu uziarnienia kruszywa oraz innych surowców sypkich (stosu okruchowego) z parametrami wyrobów budowlanych takich jak termoizolacyjność oraz wytrzymałość mechaniczna, jednocześnie przy zachowaniu odpowiednich parametrów takich jak niska absorpcja wody, stabilności wymiarowa, ognioodporność, odporność na zamrażanieprzy zachowaniu odpowiednich cech estetyczno-użytkowych gotowego wyrobu.
Problemem technicznym było więc opracowanie składu mieszanki lekkiego kruszywa oraz cementu, która pozwoliłaby na pełne wykorzystanie właściwości termoizolacyjnych lekkich kruszyw, które w połączeniu z cementem oraz dodatkami są wykorzystywane do produkcji materiałów budowlanych takich jak elementy konstrukcyjne oraz elementy prefabrykowane wielkogabarytowe. Dodatkowo, przedmiotowy wynalazek rozwiązuje problem wpływu rozkładu uziarnienia (stosu okruchowego) kruszywa oraz innych surowców sypkich na takie parametry wyrobów budowlanych jak termoizolacyjność oraz wytrzymałość mechaniczna.
Zatem aby rozwiązać przedstawione powyżej problemy opracowano wynalazek, którego istotę stanowi mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, zwłaszcza do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych, zawierająca w swym składzie cement jako spoiwo, wodę zarobową, związek powierzchniowo czynny oraz kruszywo lekkie w postaci perlitu ekspandowanego, a także dodatki reaktywne lub niereaktywne. Mieszanka według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest mieszanką o ciągłym rozkładzie uziarnienia, w której zawartość kruszywa lekkiego wynosi 15-45% wag., zaś zawartość dodatków reaktywnych lub niereaktywnych wynosi od 5-25% wag. Korzystnie jest gdy mieszanka zawiera cement jako spoiwo w ilości 15-45% wag., wodę zarobową w ilości 25-55% wag., związek powierzchniowo czynny w ilości 0-2% wag., kruszywo lekkie w postaci perlitu ekspandowanego w ilości 15-45% wag., oraz dodatki reaktywne lub niereaktywne w ilości 5-25%, przy czym mieszanka jest mieszanką o ciągłym rozkładzie uziarnienia. Korzystnie jest gdy kruszywo lekkie stanowi mieszaninę perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 0-25% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 75-100% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego. Korzystnie jest gdy dodatki reaktywne lub niereaktywne stanowią żużel wielkopiecowy i/lub pył krzemionkowy i/lub pucolanę naturalną i/lub pucolanę naturalną wypalaną i/lub popiół lotny krzemionkowy i/lub popiół lotny wapienny i/lub łupek palony i/lub wapień. Korzystnie jest gdy związek powierzchniowo czynny stanowi oleinian sodu i/lub stearynian cynku i/lub stearynian wapnia i/lub stearynian magnezu. Korzystnie jest gdy mieszanka ma ciągły rozkład uziarnienia mieszczący się w zakresie 0-2 mm. Korzystnie jest gdy mieszanka oprócz kruszywa lekkiego, zawiera również składniki uzupełniające stos okruchowy (innymi słowy składniki uzupełniające rozkład wielkości ziaren) w ilości 5-25% wag. Korzystnie jest gdy składniki uzupełniające stos okruchowy obejmują pumeks naturalny, pumeks hutniczy, scorię, tufoporyt, węglanoporyt, keramzyt, ekspandowany wermikulit, łupek ekspandowany, pregan, pollytag, ekspandowany żużel wielkopiecowy, spieniony żużel wielkopiecowy, spiekany popiół lotny, szkło spiekane, szkło spienione (ekspandowane), puste sfery mikro szklane, pełne sfery mikroszklane. Tym samym mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, według wynalazku, pozwoliła rozwiązać problemy techniczne stawiane przed wynalazkiem. Mieszanka według wynalazku pozwala wykorzystać właściwości termoizolacyjne lekkich kruszyw wykorzystywanych przy wytwarzaniu budowlanych elementów konstrukcyjnych, a jednocześnie pozwala rozwiązać problem wpływu rozkładu uziarnienia na parametry wyrobów budowlanych takie jak termoizolacyjność oraz wytrzymałość mechaniczna. Wykorzystanie lekkich kruszyw w mieszance według wynalazku umożliwia uzyskanie materiału o niskiej gęstości w zakresie od 280,0 do blisko 500 kg/m3, charakteryzującą się obniżoną termoizolacyjnością od 0,06-0,12 W/(mK) oraz wytrzymałością od 0,8 MPa do 4,5 MPa. Dodatek reaktywnych bądź niereaktywnych dodatków do spoiwa mineralnego umożliwia sterowanie wytrzymałością mechaniczną końcowego produktu oraz umożliwia sterowanie czasem reakcji wiązania cementu w mieszance.
Skład mieszanki, a w tym głównie zawartość kruszywa lekkiego jest zaprojektowana tak, że zapewnia możliwie najwyższą szczelność matrycy, co z kolei przekłada się na wysokie parametry termoizolacyjne oraz wytrzymałościowe. Szczelność matrycy jest cechą wynikającą z zastosowania kruszywa i/lub mieszaniny kruszyw charakteryzujących się uziarnieniem ciągłym lub uziarnieniem zbliżonym do ciągłego, mikrostruktura materiału o obniżonej porowatości oraz obniżonej jamistości umożliwia wykorzystanie termoizolacyjnych właściwości kruszyw lekkich zastosowanych przy produkcji kształtowych elementów konstrukcyjnych oraz podczas prefabrykacji elementów wielkogabarytowych.
Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, według wynalazku, znajduje zastosowanie w formowaniu kształtowych elementów konstrukcyjnych oraz prefabrykacji elementów wielkogabarytowych. Beton termoizolacyjny, otrzymany z mieszanki według wynalazku, może zostać wykorzystany jako materiał izolujący termicznie duże powierzchnie pionowe lub poziome, jak również skomplikowane elementy budynków w tym balkony, nadproża, połączenia okien i drzwi w domach. Wysoka termoizolacyjność uzyskanych wyrobów budowlanych umożliwia zastosowanie mieszanki jako podstawowego materiału do konstruowania przegród pionowych lub poziomych w budynkach o podwyższonym standardzie energooszczędności. Beton uzyskany z mieszanki według wynalazku może być stosowany również jako materiał dociepleniowy w budownictwie i może być on nakładany w postaci prefabrykowanych paneli, ręcznie lub maszynowo bezpośrednio na miejscu budowy.
Korzyścią z zastosowania mieszanki lekkiego kruszywa oraz cementu, według wynalazku, jest generowanie oszczędności na ogrzewanie i chłodzenie budynków w przypadku stosowania jako materiał podstawowy do przegród zewnętrznych w budownictwie. Dodatkową korzyścią z zastosowania mieszanki według wynalazku jest uzyskanie wysokiej wytrzymałości mechanicznej ultra-lekkiego betonu, która umożliwia jego wykorzystanie jako materiału konstrukcyjnego w budownictwie. Mieszanka według wynalazku pozwala obniżyć grubość przegród zewnętrznych przy jednoczesnym utrzymaniu maksymalnej termoizolacyjności. Kolejną zaletą mieszanki jest jej urabialność, która zapewnia jej zastosowanie w produkcji elementów konstrukcyjnych, prefabrykatów oraz nakładania ręcznego lub maszynowego. Mieszanka zapewnia podwyższenie akustyki przegród wewnętrznych oraz zewnętrznych w budownictwie. Mieszanka dzięki swym właściwościom jest odpowiednia do produkcji elementów konstrukcyjnych mało, średnio i wielkogabarytowych.
Co bardzo istotne, mieszanka zapewnia finalnie wyroby o niskim ciężarze końcowym co w konsekwencji umożliwia projektowanie lżejszych i trwalszych budynków.
Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu według wynalazku została przedstawiona w poniższych przykładach wykonania.
Przykład wykonania 1
W pierwszym przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o składzie: cement typu CEM I 52.5 - 15% wag., woda zarobowa - 45% wag., kruszywo lekkie - 35% wag, dodatek reaktywny w postaci żużla wielkopiecowego - 5% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowiła mieszanina perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 20% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 80% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego. W mieszance nie zastosowano dodatku związku powierzchniowo czynnego, ani też dodatku składników uzupełniających stos okruchowy.
Mieszankę przygotowano w ten sposób, że w pierwszym etapie sporządzono mieszaninę kruszyw lekkich (perlitów ekspandowanych) w stosunku wagowym zdefiniowanym powyżej. Mieszaninę mieszano na sucho w pierwszym mieszalniku przemysłowym przez czas od 10 do 60 sekund. W drugim mieszalniku przemysłowym przygotowano suchą mieszankę spoiwa, w skład którego wchodził cement i dodatek reaktywny w postaci żużla wielkopiecowego. Mieszaninę w drugim mieszalniku mieszano na sucho przez 30 sekund. Następnie, do pierwszego mieszalnika wprowadzono zawartość z drugiego mieszalnika. Wszystkie składniki wymieszano na sucho przez 30 sekund, po czym dodano wodę zarobową w ilości określonej powyżej. Mieszanie kontynuowano przez kolejne 30 sekund w celu odpowiedniego połączenia się składników oraz uzyskania jednolitej konsystencji. Mieszanka została następnie przeniesiona ilościowo do form przeznaczonych do formowania kształtowych elementów konstrukcyjnych. Formy z mieszanką były przechowywane w warunkach pokojowych lub w warunkach o podwyższonej temperaturze i o podwyższonej wilgotności w celu związania mieszanki cementowej. Po 28 dniach uzyskane elementy zostały poddane badaniom mającym na celu określenie ich właściwości.
Elementy otrzymane z mieszanki według pierwszego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 300 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 0,8 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła 0,073 W/(mK)
Opór cieplny 0,64 (m2K/W)
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym < 30 g/m2 * s0,5
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z pierwszego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.
Przykład wykonania 2
W drugim przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o składzie: cement typu CEM I 52.5 - 45% wag., woda zarobowa - 34% wag., związek powierzchniowo czynny (oleinian sodu) - 1% wag., kruszywo lekkie - 15% wag., dodatek reaktywny w postaci pyłu krzemionkowego - 5% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowiła mieszanina perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 15% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 85% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego. W mieszance, według tego przykładu wykonania, nie zastosowano dodatku składników uzupełniających stos okruchowy.
Mieszankę przygotowano w ten sposób, że w pierwszym etapie sporządzono mieszaninę kruszyw lekkich (perlitów ekspandowanych) w stosunku wagowym zdefiniowanym powyżej, Mieszaninę mieszano na sucho w pierwszym mieszalniku przemysłowym przez czas od 10 do 60 sekund. W drugim mieszalniku przemysłowym przygotowano suchą mieszankę spoiwa, w skład którego wchodził cement, dodatek reaktywny oraz związek powierzchniowo czynny, w składzie ilościowym i jakościowym przedstawionym powyżej. Mieszaninę w drugim mieszalniku mieszano na sucho przez 30 sekund. W kolejnym etapie, do pierwszego mieszalnika wprowadzono zawartość z drugiego mieszalnika. Wszystkie składniki wymieszano na sucho przez 30 sekund, po czym dodano wodę zarobową w ilości określonej powyżej. Mieszanie kontynuowano przez kolejne 30 sekund w celu odpowiedniego połączenia się składników oraz uzyskania jednolitej konsystencji. Mieszanka została następnie przeniesiona ilościowo do form przeznaczonych do formowania kształtowych elementów konstrukcyjnych. Formy z mieszanką były przechowywane w warunkach pokojowych lub w warunkach o podwyższonej temperaturze i o podwyższonej wilgotności w celu związania mieszanki cementowej. Po 28 dniach uzyskane elementy zostały poddane badaniom mającym na celu określenie ich właściwości.
Elementy otrzymane z mieszanki według drugiego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 470 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 3,8 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła 0,099 W/(mK)
Opór cieplny 0,30 (m2K/W)
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym < 100 g/m2 * s0,5
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z drugiego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.
Przykład wykonania 3
W trzecim przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o składzie: cement typu CEM I 52.5 - 30% wag., woda zarobowa - 25% wag., związek powierzchniowo czynny (oleinian sodu) - 2% wag., kruszywo lekkie - 28% wag., dodatek reaktywny w postaci pucolany naturalnej - 15% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowiła mieszanina perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 10% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 90% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego. W mieszance, według tego przykładu wykonania, nie zastosowano dodatku składników uzupełniających stos okruchowy.
Sposób przygotowania mieszanki oraz elementów budowlanych był analogiczny do tego z drugiego przykładu wykonania.
Elementy otrzymane z mieszanki według trzeciego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 420 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 2,4 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła 0,082 W/(mK)
Opór cieplny 0,32 (m2K/W)
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym < 100 g/m2 * s0·5
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z trzeciego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.
Przykład wykonania 4
W czwartym przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o składzie: cement typu CEM I 52.5 - 15% wag., woda zarobowa - 55% wag., związek powierzchniowo czynny (stearynian wapna) - 2% wag., kruszywo lekkie - 15% wag., dodatek reaktywny w postaci popiołu lotnego krzemionkowego - 13% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowiła mieszanina perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 5% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 95% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego. W mieszance, według tego przykładu wykonania, nie zastosowano dodatku składników uzupełniających stos okruchowy.
Sposób przygotowania mieszanki oraz elementów budowlanych był analogiczny do tego z drugiego przykładu wykonania.
Elementy otrzymane z mieszanki według czwartego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 403 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 1,5 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła 0,089 W/(mK)
Opór cieplny 0,36 (m2K/W)
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym < 200 g/m2 * s0·5
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z czwartego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.
Przykład wykonania 5
W piątym przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o składzie:
cement typu CEM I 52.5 - 15% wag., woda zarobowa - 45% wag., kruszywo lekkie - 30% wag., dodatek reaktywny (żużel wielkopiecowy) - 5% wag.
składnik uzupełniający stos okruchowy (pumeks hutniczy) - 5% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowiła mieszanina perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 20% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 80% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego. Mieszanka według tego przykładu wykonania nie zawierała związku powierzchniowo czynnego w swoim składzie.
Mieszankę przygotowano w ten sposób, że w pierwszym etapie sporządzono mieszaninę kruszyw lekkich (perlitów ekspandowanych), w stosunku wagowym zdefiniowanym powyżej, wraz ze składnikiem uzupełniającym stos okruchowy. Mieszaninę mieszano na sucho w pierwszym mieszalniku przemysłowym przez czas od 10 do 60 sekund. W drugim mieszalniku przemysłowym przygotowano suchą mieszankę spoiwa, w skład którego wchodził cement oraz dodatek reaktywny w składzie ilościowym i jakościowym przedstawionym powyżej. Mieszaninę w drugim mieszalniku mieszano na sucho przez 30 sekund.
W kolejnym etapie, do pierwszego mieszalnika wprowadzono zawartość z drugiego mieszalnika. Wszystkie składniki wymieszano na sucho przez 30 sekund, po czym dodano wodę zarobową w ilości określonej powyżej. Mieszanie kontynuowano przez kolejne 30 sekund w celu odpowiedniego połączenia się składników oraz uzyskania jednolitej konsystencji. Mieszanka została następnie przeniesiona ilościowo do form przeznaczonych do formowania kształtowych elementów konstrukcyjnych. Formy z mieszanką były przechowywane w warunkach pokojowych lub w warunkach o podwyższonej temperaturze i o podwyższonej wilgotności w celu związania mieszanki cementowej. Po 28 dniach uzyskane elementy został poddany badaniom mającym na celu określenie ich właściwości.
Elementy otrzymane z mieszanki według piątego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 447,2 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 2,1 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła 0,095 W/(mK)
Opór cieplny 0,33 (m2K/W)
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym < 100 g/m2 * s0·5
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z piątego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.
Przykład wykonania 6
W szóstym przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o składzie:
cement typu CEM I 52.5 - 15% wag., woda zarobowa - 40% wag., kruszywo lekkie - 15% wag., dodatek reaktywny (pył krzemionkowy) - 13% wag.
związek powierzchniowo czynny (stearynian cynku) - 2% wag.
składnik uzupełniający stos okruchowy (szkło spiekane) - 15% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowiła mieszanina perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 10% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 90% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego.
Elementy otrzymane z mieszanki według szóstego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 391,7 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 2,3 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła
Opór cieplny
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym
0,089 W/(mK) 0,31 (m2K/W) < 50 g/m2 * s05
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z szóstego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.
Przykład wykonania 7
W siódmym przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o siódmym składzie:
cement typu CEM I 52.5 - 15% wag., woda zarobowa - 35% wag., kruszywo lekkie - 20% wag., dodatek reaktywny (pucolana naturalna) - 8% wag. związek powierzchniowo czynny (stearynian wapnia) - 2% wag. składnik uzupełniający stos okruchowy (keramzyt) - 20% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowił wyłącznie perlit ekspandowany o uziarnieniu 0-2 mm. Jego zawartość wynosiła 100% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego.
W sposobie przygotowania mieszanki oraz elementów budowlanych nie przygotowano mieszaniny perlitów. Elementy otrzymane z mieszanki według siódmego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 471,3 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 4,5 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła 0,094 W/(mK)
Opór cieplny 0,33 (m2K/W)
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym < 100 g/m2 * s05
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z siódmego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.
Przykład wykonania 8
W ósmym przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o składzie: cement typu CEM I 52.5 - 29% wag., woda zarobowa - 25% wag., kruszywo lekkie - 15% wag., dodatek reaktywny (pucolana naturalna wypalana) - 5% wag.
związek powierzchniowo czynny (mieszanina stearynianu wapnia i stearynianu magnezu w stosunku wagowym 1:1) - 1% wag.
składnik uzupełniający stos okruchowy (Pollytag) - 25% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowiła mieszanina perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 5% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 95% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego.
Elementy otrzymane z mieszanki według ósmego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 403,6 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 3,4 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła 0,117 W/(mK)
Opór cieplny 0,41 (m2K/W)
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym < 100 g/m2 * s0,5
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z ósmego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.
Przykład wykonania 9
W dziewiątym przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o składzie: cement typu CEM I 52.5 - 18% wag., woda zarobowa - 37% wag., kruszywo lekkie - 20% wag., dodatek reaktywny (mieszanina popiołu lotnego krzemionkowego i popiołu lotnego wapiennego w stosunku wagowym 1:1) - 9,5% wag.
związek powierzchniowo czynny (mieszanina stearynianu cynku i stearynianu magnezu w stosunku wagowym 1:1) - 2% wag.
składnik uzupełniający stos okruchowy (puste sfery mikroszklane) - 13,5% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowiła mieszanina perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 15% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 85% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego.
Elementy otrzymane z mieszanki według dziewiątego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 280,0 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 0,8 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła 0,066 W/(mK)
Opór cieplny 0,76 (m2K/W)
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym < 50 g/m2 * s0·5
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z dziewiątego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.
Przykład wykonania 10
W dziesiątym przykładzie wykonania przygotowano mieszankę, według wynalazku, o składzie: cement typu CEM I 52.5 - 17% wag., woda zarobowa - 30% wag., kruszywo lekkie - 19% wag., dodatek reaktywny (mieszanina łupka palonego i wapienia w stosunku wagowym 1:1 ) - 10% wag. związek powierzchniowo czynny (mieszanina oleinian sodu i stearynianu cynku w stosunku wagowym 1:1) - 1% wag.
składnik uzupełniający stos okruchowy (węglanoporyt) - 23% wag.
W mieszance według tego przykładu wykonania kruszywo lekkie stanowiła mieszanina perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 10% wag, względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 90% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego,
Elementy otrzymane z mieszanki według dziesiątego przykładu wykonania charakteryzowały się następującymi parametrami:
Gęstość w stanie suchym 434,0 kg/m3
Wytrzymałość na ściskanie 3,1 MPa
Współczynnik przewodzenia ciepła 0,111 W/(mK)
Opór cieplny 0,39 (m2K/W)
Absorpcja wody spowodowana podciąganiem kapilarnym < 100 g/m2 * s0,5
Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że mieszanka z dziesiątego przykładu wykonania pozwala na otrzymywanie kształtowych elementów budowlanych, które charakteryzują się odpowiednimi właściwościami termoizolacyjnymi, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej gęstości.

Claims (8)

1. Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, zwłaszcza do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych, zawierająca cement jako spoiwo, wodę zarobową, związek powierzchniowo czynny oraz kruszywo lekkie w postaci perlitu ekspandowanego, a także dodatki reaktywne lub niereaktywne, znamienna tym, że jest mieszanką o ciągłym rozkładzie uziarnienia, w której zawartość kruszywa lekkiego wynosi 15-45% wag., zaś zawartość dodatków reaktywnych lub niereaktywnych wynosi od 5-25% wag.
2. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera:
a. cement jako spoiwo w ilości 15-45% wag.,
b. wodę zarobową w ilości 25-55% wag.,
c. związek powierzchniowo czynny w ilości 0-2% wag.,
d. kruszywo lekkie w postaci perlitu ekspandowanego w ilości 15-45% wag, oraz
e. dodatki reaktywne lub niereaktywne w ilości 5-25% przy czym mieszanka jest mieszanką o ciągłym rozkładzie uziarnienia.
3. Mieszanka według zastrz. 1-2, znamienna tym, że kruszywo lekkie stanowi mieszaninę perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-1 mm w ilości 0-25% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego oraz perlitu ekspandowanego o uziarnieniu 0-2 mm w ilości 75-100% wag. względem całkowitej masy kruszywa lekkiego.
4. Mieszanka według zastrz. 1-2, znamienna tym, że dodatki reaktywne lub niereaktywne stanowią żużel wielkopiecowy i/lub pył krzemionkowy i/lub pucolanę naturalną i/lub pucolanę naturalną wypalaną i/lub popiół lotny krzemionkowy i/lub popiół lotny wapienny i/lub łupek palony i/lub wapień.
5. Mieszanka według zastrz. 1-2, znamienna tym, że związek powierzchniowo czynny stanowi oleinian sodu i/lub stearynian cynku i/lub stearynian wapnia i/lub stearynian magnezu.
6. Mieszanka według zastrz. 1-2, znamienna tym, że ma ciągły rozkład uziarnienia w zakresie 0-2 mm.
7. Mieszanka według zastrz. 1-2, znamienna tym, że oprócz kruszywa lekkiego, zawiera składniki uzupełniające stos okruchowy w ilości 5-25% wag.
8. Mieszanka według zastrz. 7, znamienna tym, że składniki uzupełniające stos okruchowy obejmują pumeks naturalny, pumeks hutniczy, scorię, tufoporyt, węglanoporyt, keramzyt, ekspandowany wermikulit, łupek ekspandowany, pregan, pollytag, ekspandowany żużel wielkopiecowy, spieniony żużel wielkopiecowy, spiekany popiół, lotny, szkło spiekane, szkło spienione ekspandowane, puste sfery mikroszklane, pełne sfery mikroszklane.
PL437655A 2021-04-20 2021-04-20 Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, zwłaszcza do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych PL245618B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437655A PL245618B1 (pl) 2021-04-20 2021-04-20 Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, zwłaszcza do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437655A PL245618B1 (pl) 2021-04-20 2021-04-20 Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, zwłaszcza do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL437655A1 PL437655A1 (pl) 2022-10-24
PL245618B1 true PL245618B1 (pl) 2024-09-09

Family

ID=83724497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL437655A PL245618B1 (pl) 2021-04-20 2021-04-20 Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, zwłaszcza do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL245618B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL437655A1 (pl) 2022-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Al-Absi et al. Properties of PCM-based composites developed for the exterior finishes of building walls
Topçu et al. Experimental investigation of some fresh and hardened properties of rubberized self-compacting concrete
KR100893495B1 (ko) 자기충전용 저발열 고강도 콘크리트 조성물 및 그 제조방법
KR100917117B1 (ko) 철근이음매용 충전재 및 이를 이용한 철근이음매충전시공방법
Türkel et al. The effect of limestone powder, fly ash and silica fume on the properties of self-compacting repair mortars
EP2630103B1 (en) High strength phosphate-based cement having low alkalinity
KR101014866B1 (ko) 무시멘트 알칼리 활성 조적 제품
WO2015095778A1 (en) Improved fire core compositions and methods
US8257487B2 (en) Hydraulic binding agent
US20150240163A1 (en) Fire core compositions and methods
CN115304326B (zh) 一种补偿收缩自密实混凝土及其制备方法
KR100867250B1 (ko) 비소성 결합재를 포함하는 초고강도 콘크리트 조성물
Paikara et al. Influence of aluminum powder content and powder-to-sand ratio on the physical and mechanical properties of aerated lightweight mortar
Mansour Behavior of self-compacting concrete incorporating calcined pyrophyllite as supplementary cementitious material
US20250304496A1 (en) Lightweight structural concrete from recycled materials
KR20050087029A (ko) 단열성능이 우수한 현장 타설용 조강형 기포 콘크리트 및이의 제조방법
AT412472B (de) Hydraulisch abbindende masse
PL245618B1 (pl) Mieszanka lekkiego kruszywa oraz cementu, zwłaszcza do wytwarzania kształtowych elementów budowlanych
JPH07233587A (ja) 軽量コンクリート、その製造方法及びそれを用いた建築用パネル
Gültekin Properties of basalt fiber-reinforced lightweight geopolymer mortars produced with expanded glass aggregate
Wani et al. Effect of Ggbfs on fresh and hardened properties of self-compacting geopolymer concrete cured at ambient temperature
JPH07133170A (ja) 超軽量モルタルコンクリートの製造方法
EP3896046A1 (en) Dry cement-based ceramic composition for preparing a cooling material for reinforcement insert or filling of aluminum systems, reinforcement filling for aluminum systems comprising it, method of providing fire protection of aluminum system and use of dry cement-based ceramic composition for preparing reinforcement filling or insert
Abhijith et al. Lightweight concrete using pumice stone and rice husk ash
Niknamfar et al. Generating a structural lightweight concrete