PL245721B1 - Mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego - Google Patents

Mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego Download PDF

Info

Publication number
PL245721B1
PL245721B1 PL438976A PL43897621A PL245721B1 PL 245721 B1 PL245721 B1 PL 245721B1 PL 438976 A PL438976 A PL 438976A PL 43897621 A PL43897621 A PL 43897621A PL 245721 B1 PL245721 B1 PL 245721B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mixture
weight
binder
sub
production
Prior art date
Application number
PL438976A
Other languages
English (en)
Other versions
PL438976A1 (pl
Inventor
Marek Maciążek
Wojciech Szudek
Ewa Kapeluszna
Łukasz Gołek
Original Assignee
Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
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 Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie filed Critical Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority to PL438976A priority Critical patent/PL245721B1/pl
Priority to EP22020445.7A priority patent/EP4151610A1/en
Publication of PL438976A1 publication Critical patent/PL438976A1/pl
Publication of PL245721B1 publication Critical patent/PL245721B1/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
    • C04B28/04Portland cements
    • 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
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • 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
    • C04B14/22Glass ; Devitrified glass
    • 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
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08Flue dust, i.e. fly ash
    • 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
    • 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
    • C04B28/10Lime cements or magnesium oxide cements
    • 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
    • C04B28/14Compositions 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 calcium sulfate cements
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00215Mortar or concrete mixtures defined by their oxide composition
    • 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)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego zawierającego spoiwo o powierzchni właściwej powyżej 2500 cm<sup>2</sup>/g według Blaine’a i ewentualnie mikrokruszywo o powierzchni właściwej 1500 – 2500 cm<sup>2</sup>/g według Blaine’a, a także wodę oraz korzystnie dodatki takie jak środki porotwórcze i środki powierzchniowo-czynne, przy czym spoiwo zwiera źródło krzemionki w postaci składnika lub mieszaniny składników wybranych z grupy obejmującej piasek kwarcowy, popiół lotny ze spalania paliw kopalnych, żużel wielkopiecowy oraz spoiwo, zawiera także źródło wapnia w postaci składnika lub mieszaniny składników wybranych z grupy obejmującej wapno, popiół lotny ze spalania paliw kopalnych, żużel wielkopiecowy, cement i gips, a stosunek molowy ilości źródła wapnia do ilości źródła krzemionki w mieszance wynosi 0,25 – 0,95. Mieszanka zawiera w ilości 10 – 90% wagowych surowiec o zawartości fazy szklistej powyżej 90% wagowych, powyżej 10% wagowych alkaliów w postaci tlenków Na<sub>2</sub>O i K<sub>2</sub>O oraz powyżej 60% wagowych SiO<sub>2</sub>.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego o podwyższonych właściwościach mechanicznych.
Autoklawizowany beton komórkowy (ABK) to materiał konstrukcyjno-izolacyjny produkowany najczęściej w formie bloczków, wykorzystywany powszechnie do wykonywania ścian zbrojonych i niezbrojonych, szczególnie w budownictwie jednorodzinnym. Jego cechą charakterystyczną jest bardzo niski współczynnik przewodzenia ciepła (w przedziale 0,08-0,19 W/m^K). Produkowany przemysłowo ABK swoje właściwości uzyskuje w procesie obróbki hydrotermalnej, w autoklawach w temperaturze 180-200°C i pod ciśnieniem nasyconej pary wodnej sięgającym 1,1-1,3 MPa. Taki materiał posiada małą gęstość objętościową (od 300 do 1000 kg/m3), która regulowana jest porowatością, wynikającą z obecności dużej liczby porów zamkniętych wypełnionych powietrzem. Ze względu na całość reakcji zachodzących w procesie wytwarzania autoklawizowanego betonu komórkowego, surowce, użyte do produkcji, składają się głównie z tlenków wapnia CaO (źródło wapnia) i dwutlenku krzemu SiO2 (źródło krzemionki). W skład tradycyjnego namiaru surowcowego do produkcji ABK wchodzi spoiwo, zawierające najczęściej cement, wapno i gips oraz kruszywo, które stanowi zwykle piasek, popiół lotny, żużel wielkopiecowy, a także inne surowce krzemionkowe. Ponadto namiar surowcowy zawiera środek porotwórczy, zwykle w postaci proszku aluminiowego lub pasty aluminiowej, wodę i składniki dodatkowe, które poprawiają właściwości reologiczne masy. Technologie produkcji betonu komórkowego różnią się między sobą stosowanymi surowcami, jak również ich przygotowaniem do procesu produkcyjnego. Składniki ABK tj. spoiwo, kruszywo, proszek glinowy (w roztworze wodnym z detergentem) oraz woda są mieszane, a następnie wylewane do formy, w której wskutek reakcji metalicznego glinu z wodorotlenkiem wapnia i wodą dochodzi do wydzielenia gazowego wodoru i wyrastania masy, a następnie jej stwardnienia. Wstępnie stwardniała masa jest cięta na bloczki i poddawana procesowi obróbki hydrotermalnej (autoklawizacji) przez kilka do kilkunastu godzin, najczęściej 8 h, zwykle w temperaturze 180-200°C i w atmosferze nasyconej pary wodnej o ciśnieniu 1,1-1,3 MPa, dzięki czemu materiał uzyskuje końcową wytrzymałość mechaniczną.
Znane jest z opisu patentowego PL164323 B1 spoiwo do produkcji betonu kom órkowego zawierające wagowo: 40-60% popiołu lotnego, 15-40% wapna palonego mielonego, 5-25% żużla konwertorowego oraz 5-12% kamienia gipsowego. Minimalna powierzchnia właściwa surowców wynosi 400 cm2/g wg Blaine’a.
Wynalazek ujawniony w zgłoszeniu patentowym PL304202 A1 dotyczy betonu komórkowego składającego się wagowo z 15-20% wapna palonego, 70-75% popiołów lotnych z węgla kamiennego oraz 5-15% surowca wtórnego, powstałego podczas odsiarczania gazów metodą dwualkaliczną.
W opisie patentowym PL207649 B1 ujawniono mieszankę do wytwarzania betonu komórkowego składającą się z wapna i/lub cementu, surowca siarczanowego i popiołów lotnych oraz środka powierzchniowo czynnego, spulchniającego i ewentualnie dodatków poprawiających własności reologiczne masy zarobowej betonu. Jako popioły lotne stosuje się popioły z kotłów fluidalnych w ilości od 10 do 100% całkowitej ilości tradycyjnych popiołów krzemionkowych, ewentualnie mieszaninę popiołów lotnych krzemionkowych i popiołów z kotłów fluidalnych, o zawartości 50-70% fazy szklistej, korzystnie w proporcji 1:4.
Ze zgłoszenia patentowego PL351969 A1 znany jest sposób wytwarzania betonu komórkowego utwardzanego w autoklawach, przy czym używane są tutaj surowce wiążące i kruszywa, środki porotwórcze i szlamy i/lub woda, które miesza się ze sobą i podczas czasu stężenia jak i przed procesem hydrotermalnym są spieniane pod ciśnieniem. Sposób charakteryzuje się tym, że przy 5-50% zastąpieniu cementu wapnem palonym i/lub wapnem hydratyzowanym i/lub gipsem, miesza się utajoną hydraulicznie mieloną mączkę z żużla hutniczego o powierzchni właściwej według Blaine'a 1500-7000 cm2/g o udziale 1-30% masy razem z innymi komponentami jak szlam piaskowy i/lub szlam z betonu komórkowego z recyrkulacji i/lub woda, a przed zmieszaniem ze środkiem porotwórczym. W alkalicznym środowisku utworzonym przez produkty hydratacji spoiwa przy wartościach pH=13-14, zawarte w żużlu amorficzne fazy bogate w CaO i SiO2 zaczynają się rozpuszczać z wytworzeniem fazy C-S-H (I, II). Powstała masa jest cięta w znany sposób jako bloczek formowy oraz utwardzana parą w autoklawach.
W zgłoszeniu patentowym CN103011886 A opisano autoklawizowany beton komórkowy otrzymany po zmieszaniu z wodą, w stosunkach wagowych: 70-80 części popiołu lotnego konwencjonalnego, 10-15 części wapna, 8-12 części cementu, 5,5-6,5 części gipsu oraz 4-6,5 części proszku aluminiowego i 64-70 części wody.
Opis patentowy CN103387412 B dotyczy sposobu wytwarzania betonu komórkowego, w którym do otrzymania mieszanki wykorzystuje się masowo: 35-65% popiołu z odsiarczania spalin, 5-15% cementu portlandzkiego, 10-20% wapna palonego oraz 10-40% żużla ze spalarni odpadów.
Znana jest także z opisu patentowego PL217874 B1 mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych, składająca się wagowo z: 20,5-61,5% piasku kwarcowego, 5,5-8,0% wapna palonego oraz 20,5-61,5% mielonych popiołów dennych stanowiących odpad powstający przy spalaniu paliw stałych, korzystnie z węgla kamiennego, w kotłach fluidalnych.
Znane i stosowane są technologie produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK) takie jak np. UNIPOL (uniwersalna technologia polska), PGS (pianogazosilikat), czy też SW (silikat wolnowiążący), które opisano m.in. w publikacji Z. Giergiczny (red.) pt. Vademecum Technologa Betonu, Górażdże Cement S.A., 2017 dostępnej w Internecie na stronie https://www.gorazdze.pl/pl/node/9722. W Polsce najczęściej stosowana jest technologia UNIPOL, której cechą charakterystyczną jest uaktywnianie części kruszywa charakteryzującego się wyjściową powierzchnią właściwą 1500-2500 cm2/g według Blaine’a, poprzez jego zmielenie wspólnie ze spoiwem do dużej powierzchni właściwej, powyżej 2500 cm2/g według Blaine’a, co pozwala na znaczne przyspieszenie reakcji krzemionki ze spoiwem wskutek szybszego jej rozpuszczania. Typowy skład spoiwa do produkcji ABK w technologii UNIPOL przedstawiony m.in. w publikacji H. Jatymowicz, J. Siejko, G. Zapotoczna-Sytek pt.: „Technologia Autoklawizowanego betonu komórkowego”, Arkady, Warszawa 1980, zawiera w „wariancie piaskowym” 38,5% piasku kwarcowego, 34,5% wapna oraz 27% cementu, zaś w „wariancie popiołowym” - 40% popiołów lotnych, 32% wapna, 18% cementu oraz 10% gipsu. Mieszanka betonowa na 1 m3 betonu z udziałem tego spoiwa zawiera: szlam piaskowy - 350 dm3, spoiwo - 260 kg, wodę - 75 dm3, proszek aluminiowy - 410 g, środek powierzchniowo czynny - 1 dm3.
Jak wiadomo z praktyki przemysłowej i opisano m.in. w publikacji G. Zapotoczna-Sytek pt.: „Autoklawizowany beton komórkowy”, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2013, skład ilościowy mieszanki do produkcji ABK oraz parametry procesu autoklawizacji projektowane są w taki sposób, aby końcowym produktem reakcji hydrotermalnej był krystaliczny tobermoryt, którego obecność uznawana jest za konieczną do nadania odpowiednio wysokiej wytrzymałości na ściskanie gotowemu wyrobowi.
Zaobserwowano, że powstawaniu kryształów tobermorytu i ich rozrostowi podczas wytwarzania ABK z tradycyjnej mieszanki, towarzyszy wzrost mikroporowatości matrycy ABK, już wcześniej zawierającej pory związane z użyciem środka porotwórczego podczas jej wytwarzania. Ta dodatkowa mikroporowatość stanowi miejsce koncentracji naprężeń i w konsekwencji może prowadzić do obniżenia wytrzymałości na ściskanie gotowego wyrobu.
Niniejszy wynalazek rozwiązuje ten problem techniczny poprzez opracowanie mieszanki do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego, której głównym produktem reakcji hydrotermalnej nie jest krystaliczny tobermoryt, tylko amorficzna faza C-S-H, ale jednocześnie zapewniona jest wytrzymałość na ściskanie co najmniej zgodna z normą PN-EN 771-4:2012 „Wymagania dotyczące elementów murowych -- Część 4: Elementy murowe z autoklawizowanego betonu komórkowego”.
Istota mieszanki do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego, zawierającej spoiwo o powierzchni właściwej powyżej 2500 cm2/g według Blaine’a i wodę, przy czym spoiwo zawiera źródło krzemionki stanowiące SiO2, w postaci składnika lub mieszaniny składników wybranych z grupy obejmującej piasek kwarcowy, popiół lotny ze spalania paliw kopalnych, żużel wielkopiecowy oraz spoiwo zawiera także źródło wapnia stanowiące CaO, w postaci składnika lub mieszaniny składników wybranych z grupy obejmującej wapno, popiół lotny ze spalania paliw kopalnych, żużel wielkopiecowy, cement i gips, a stosunek molowy CaO/SiO2 w mieszance wynosi 0,25-0,95, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że spoiwo zawiera również w ilości 10-90% wagowych stłuczkę szklaną o zawartości fazy szklistej powyżej 90% wagowych, zawartości alkaliów w postaci tlenków Na2O i K2O powyżej 10% wagowych oraz zawartości SiO2 powyżej 60% wagowych.
Korzystnie mieszanka zawiera mikrokruszywo o powierzchni właściwej 1500-2500 cm2/g według Blaine’a.
Ponadto mieszanka zawiera dodatki takie jak środki porotwórcze i środki powierzchniowo czynne.
Mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego, według wynalazku, mimo iż nie zawiera krystalicznego tobermorytu (lub zawiera jego zmniejszoną ilość) uznawanego dotąd za fazę konieczną do nadania odpowiedniej wytrzymałości gotowemu wyrobowi, pozwala na otrzymanie ABK o podwyższonej wytrzymałości w stosunku do wytrzymałości wskazanej w obowiązujących normach dotyczących betonu komórkowego. Podwyższenie parametrów wytrzymałościowych jest konsekwencją
PL 245721 Β1 zmniejszenia porowatości zaczynu i zwiększenia stopnia upakowania jego mikrostruktury oraz wynika ze zwiększonej reaktywności krzemionki znajdującej się w fazie szklistej, w porównaniu do krzemionki znajdującej się w fazie krystalicznej. Wprowadzenie surowca zawierającego powyżej 90% wagowych fazy szklistej i co najmniej 10% wagowych alkaliów (w szczególności jonów Na+), np. stłuczki szklanej, w hydratyzującym w warunkach autoklawizacji układzie, blokuje spadek wytrzymałości gotowego produktu, poprzez częściowe lub całkowite zahamowanie krystalizacji tobermorytu. Po zakończeniu obróbki hydrotermalnej, końcowym produktem hydratacji jest amorficzna lub semi-krystaliczna faza C-S-H. Matryca taka cechuje się wyższym stopniem upakowania niż w przypadku tradycyjnej mieszanki, prowadzącej do powstawania dużych ilości tobermorytu. Częściowe lub całkowite zatrzymanie krystalizacji tobermorytu jednocześnie skutkuje ograniczeniem lub całkowitym zablokowaniem powstawania dodatkowej porowatości matrycy wynikającej z rozrostu kryształów, czego efektem jest uzyskanie podwyższonej wytrzymałości gotowego produktu.
Dodatkowo, dzięki wprowadzeniu aktywnej krzemionki w fazie szklistej, ulegającej szybszemu rozpuszczeniu od stosowanych tradycyjnie piasków kwarcowych, obniżeniu ulega zużycie energii. To pozwala na skrócenie czasu lub obniżenie temperatury procesu autoklawizacji.
Ponadto zaletą jest także możliwość wprowadzenia do mieszanki surowców odpadowych, często zalegających na składowiskach, a jednocześnie zmniejszenie zużycia surowców naturalnych, przede wszystkim piasku kwarcowego oraz spoiw takich jak np. wapno i cement, których produkcja wiąże się z emisją znacznych ilości CO2 do atmosfery.
Wynalazek objaśniono poniżej w praktycznych przykładach jego realizacji i na rysunku, na którym na fig. 1 przedstawiono dyfraktogram XRD stłuczki szklanej, wchodzącej w skład mieszanek ABK, a na fig. 2 wykres wytrzymałości na ściskanie zaczynów poddanych autoklawizacji, opisanych w przykładzie 2.
Przykład 1
Przygotowano kostkę z autoklawizowanego betonu komórkowego z następujących składników stanowiących spoiwo (w przeliczeniu na suchą masę):
- 5% wagowych cementu portlandzkiego typu CEM I 42,5R,
- 25% wagowych stłuczki szklanej butelkowej, umytej i zmielonej w młynie kulowym do powierzchni właściwej 4000 cm2/g według Blaine’a,
- 70% wagowych popiołu lotnego ze spalania węgla brunatnego, zmielonego do powierzchni właściwej 3400 cm2/g według Blaine’a.
W tabeli 1 przedstawiono skład najważniejszych tlenków w ww. suchych składnikach mieszanki do produkcji ABK.
Tabela 1
Skład chemiczny [% wagowe]
Cement CEM I 42,5R Stłuczka szklana Popiół lotny z węgla brunatnego
SiO2 21,20 73,20 26,20
AI2O3 4,32 1,50 4,66
Fe2O3 3,26 - -
CaO 63,63 11,80 37,70
MgO 1,23 0,20 5,34
SO3 3,14 - 13,48
K2O 0,55 0,30 1,23
Na2O 0,26 13,00 0,89
Cl 0,09 - -
PL 245721 Β1
Stłuczka szklana, jak wynika z przeprowadzonej analizy XRD, zawierała 100% fazy szklistej, co potwierdza wykres przedstawiony na fig. 1 (brak na dyfraktogramie refleksów pochodzących od faz krystalicznych).
Stosunek molowy ilości źródła wapnia do ilości źródła krzemionki w mieszance wynosił 0,92.
W przeliczeniu na 1 m3 gotowego wyrobu, skład mieszanki do produkcji ABK był następujący: 600 kg/m3 suchych składników (cementu, popiołu lotnego, stłuczki szklanej w ww. ilościach), 300 dm3 wody, 350 g proszku glinowego jako środka porotwórczego, 1 dm3 środka powierzchniowo czynnego w postaci dostępnego komercyjnie detergentu. Wszystkie składniki mieszano przez 30 sekund za pomocą pracującego z prędkością 1050 obr/min miksera wyposażonego w mieszadło, a następnie mieszankę wlano do formy o wymiarach 100x100x100 mm i pozostawiono do wyrośnięcia. Po wyrośnięciu mieszanki nadmiar materiału został ścięty do wysokości formy, po czym umieszczony w naparzarce w temperaturze 60°C i poddany wstępnej hydratacji przez 6 godzin. Następnie próbkę rozformowano i umieszczono w autoklawie laboratoryjnym. Autoklawizację prowadzono przez 8 godzin w temperaturze 180°C.
Gotową kostkę ABK poddano badaniu wytrzymałości na ściskanie. Gęstość próbki wynosiła około 800 kg/m3. Uzyskano wytrzymałość wynoszącą 6,32 MPa, wyższą niż minimalna klasa wytrzymałości dla betonu klasy gęstości 800 wskazana w normie PN-EN 771-4:2012 tj. 5 MPa. Potwierdza to, że próbka ABK uzyskana z zastosowaniem 25% wagowych stłuczki spełnia założone wymagania.
Przykład 2
Przygotowano belki z autoklawizowanych zaczynów z następujących składników mieszanki ABK (w przeliczeniu na suchą masę): spoiwo, w tym:
- cement portlandzki typu OEM I 42,5R, w ilości 5% wagowych
- stłuczka szklana butelkowa, umyta i zmielona w młynie kulowym do powierzchni właściwej 4000 cm2/g według Blaine’a, w następujących ilościach:
A. 25% wagowych
B. 50% wagowych
C. 75% wagowych oraz mikrokruszywo w postaci:
- popiołu fluidalnego o powierzchni właściwej 2400 cm2/g według Blaine’a, w następujących ilościach:
A. 70% wagowych
B. 45% wagowych
C. 20% wagowych.
Dodatkowo przygotowano referencyjny zaczyn (D), zawierający 5% wagowych cementu portlandzkiego i 95% wagowych popiołu fluidalnego, a nie zawierającego stłuczki szklanej.
Stłuczka szklana, jak wynika z przeprowadzonej analizy XRD, zawierała 100% fazy szklistej, co potwierdza wykres przedstawiony na fig. 1 (brak na dyfraktogramie refleksów pochodzących od faz krystalicznych).
Skład zaczynów przedstawiono w Tabeli 2.
Tabela 2
Składnik suchej masy Zawartość składnika w suchej masie [% wagowe]
Próbka A Próbka B Próbka C Próbka D
Cement CEM I 42,5R 5 5 5 5
Mielona stłuczka szklana 25 50 75 0
Popiół lotny fluidalny 70 45 20 95
W tabeli 3 przedstawiono skład najważniejszych tlenków w ww. suchych składnikach mieszanki do produkcji ABK.
PL 245721 Β1
Tabela 3
Skład chemiczny [% wagowe]
Cement CEM I 42,5R Stłuczka szklana Popiół fluidalny
S1O2 21,20 73,20 38,29
AI2O3 4,32 1,50 26,09
Fe2Oa 3,26 - -
CaO 63,63 11,80 15,41
MgO 1,23 0,20 1,47
SO3 3,14 - 6,68
K2O 0,55 0,30 1,62
Na2O 0,26 13,00 1,14
Cl 0,09 - -
Stłuczka szklana, jak wynika z przeprowadzonej analizy XRD, zawierała 100% fazy szklistej, co potwierdza wykres przedstawiony na fig. 1 (brak na dyfraktogramie refleksów pochodzących od faz krystalicznych).
Stosunek molowy ilości źródła wapnia do ilości źródła krzemionki w mieszankach wynosił:
A. 0,39
B. 0,31
C. 0,25
D. 0,51
Suche masy wymieszano z wodą przy stosunku w/s = 0,5.
Z zaczynów uformowano beleczki o wymiarach 40x40x160 mm, które dojrzewały w formach w warunkach naturalnych przez 24 godziny. Następnie próbki rozformowano i poddano autoklawizacji w temperaturze 180°C przez 12 godzin. Wytrzymałość na ściskanie próbek po zakończeniu obróbki hydrotermalnej przedstawiono na wykresie (fig. 2). Uzyskane wartości wytrzymałości na ściskanie uzyskane dla próbek A, B i C, zawierających mieloną stłuczkę szklaną, były co najmniej dwukrotnie wyższe niż dla próbki referencyjnej D, nie zawierającej tego składnika.

Claims (3)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego, zawierająca spoiwo o powierzchni właściwej powyżej 2500 cm2/g według Blaine’a i wodę, przy czym spoiwo zawiera źródło krzemionki stanowiące S1O2, w postaci składnika lub mieszaniny składników wybranych z grupy obejmującej piasek kwarcowy, popiół lotny ze spalania paliw kopalnych, żużel wielkopiecowy oraz spoiwo zawiera także źródło wapnia stanowiące CaO, w postaci składnika lub mieszaniny składników wybranych z grupy obejmującej wapno, popiół lotny ze spalania paliw kopalnych, żużel wielkopiecowy, cement i gips, a stosunek molowy CaO/SiC>2 w mieszance wynosi 0,25-0,95, znamienna tym, że spoiwo zawiera również w ilości 10-90% wagowych stłuczkę szklaną o zawartości fazy szklistej powyżej 90% wagowych, zawartości alkaliów w postaci tlenków Na2O i K2O powyżej 10% wagowych oraz zawartości S1O2 powyżej 60% wagowych.
  2. 2. Mieszanka, według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera mikrokruszywo o powierzchni właściwej 1500-2500 cm2/g według Blaine’a.
  3. 3. Mieszanka, według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera dodatki takie jak środki porotwórcze i środki powierzchniowo czynne.
PL438976A 2021-09-18 2021-09-18 Mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego PL245721B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL438976A PL245721B1 (pl) 2021-09-18 2021-09-18 Mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego
EP22020445.7A EP4151610A1 (en) 2021-09-18 2022-09-15 Mixture for the production of autoclaved aerated concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL438976A PL245721B1 (pl) 2021-09-18 2021-09-18 Mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL438976A1 PL438976A1 (pl) 2023-03-20
PL245721B1 true PL245721B1 (pl) 2024-09-30

Family

ID=83689988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL438976A PL245721B1 (pl) 2021-09-18 2021-09-18 Mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4151610A1 (pl)
PL (1) PL245721B1 (pl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116986877B (zh) * 2023-07-06 2025-06-17 华新水泥股份有限公司 一种型砂基高活性料浆及利用其制备的低密度蒸压砂加气混凝土
WO2025111508A1 (en) * 2023-11-21 2025-05-30 University Of Florida Research Foundation, Inc. Autoclaved aerated concrete using mswi bottom ash as an aerating agent
CN117865575A (zh) * 2024-01-04 2024-04-12 河南理工大学 一种加气混凝土砌块及其制备方法和应用
CN118754704B (zh) * 2024-07-08 2025-10-28 浙江工业大学 一种生活垃圾灰渣经硫酸改性制备高保温加气砖的方法
CN118894708B (zh) * 2024-07-12 2025-02-18 楚雄州恒麟建材有限公司 一种磷石膏蒸压加气混凝土砌块配方以及生产工艺
CN120943600A (zh) * 2025-08-22 2025-11-14 台州市金江建材股份有限公司 一种蒸压加气混凝土板及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL304202A1 (en) 1994-07-07 1996-01-08 Akad Gorniczo Hutnicza Cellular concrete
US7771529B1 (en) * 2004-08-31 2010-08-10 Polycor Vetrazzo, Inc. Cementitious composition incorporating high levels of glass aggregate for producing solid surfaces
PL207649B1 (pl) 2006-12-22 2011-01-31 Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica Mieszanka do wytwarzania betonu komórkowego
PL217874B1 (pl) 2009-08-11 2014-08-29 Akademia Górniczo Hutnicza Im St Staszica Mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych
US8808449B2 (en) * 2010-02-18 2014-08-19 Lafarge Foamed concrete
CN103011886A (zh) 2013-01-17 2013-04-03 曲靖市中泰新型墙材有限公司 一种蒸压加气混凝土砌块及其制造方法
CN103387412B (zh) 2013-07-18 2014-12-03 烟台大学 用垃圾焚烧炉渣和固硫灰渣生产加气混凝土的方法
US10131575B2 (en) * 2017-01-10 2018-11-20 Roman Cement, Llc Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions
US10457601B2 (en) * 2017-02-24 2019-10-29 CR Minerals Company, LLC Settable compositions comprising remediated fly ash (RFA) and methods of cementing in subterranean formations
RU2719895C1 (ru) * 2019-07-03 2020-04-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) Бетонная смесь
CN112266209A (zh) * 2020-10-15 2021-01-26 新化县东泰特种耐火材料有限公司 一种节能板用填充材料及其制备方法
RU2750368C1 (ru) * 2020-11-16 2021-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО" (ООО "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО") Сырьевая смесь для изготовления негорючего теплоизоляционного материала

Also Published As

Publication number Publication date
EP4151610A1 (en) 2023-03-22
PL438976A1 (pl) 2023-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL245721B1 (pl) Mieszanka do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego
El-Didamony et al. Fabrication and properties of autoclaved aerated concrete containing agriculture and industrial solid wastes
De Silva et al. Medium-term phase stability of Na2O–Al2O3–SiO2–H2O geopolymer systems
Cassagnabère et al. Early hydration of clinker–slag–metakaolin combination in steam curing conditions, relation with mechanical properties
Jitchaiyaphum et al. Cellular lightweight concrete containing high-calcium fly ash and natural zeolite
US20130087075A1 (en) Process for the Manufacture of Aerated Concrete Construction Materials and Construction Materials Obtained Thereof
US20210179492A1 (en) Method for preparing an ettringite binder for producing construction materials
Lima et al. Optimizing the concentration of Na2O in alkaline activators to improve mechanical properties and reduce costs and CO2 emissions in alkali-activated mixtures
Narayanan et al. Identification of set-accelerator for enhancing the productivity of foam concrete block manufacture
Pradhan et al. Influence of RHA on strength and durability properties of alkali activated concrete
AU2021265040B2 (en) Process for producing autoclaved aerated concrete using silica raw materials having higher solubility than quartz
JP2024033209A (ja) 水硬性材料用硬化促進材、セメント組成物、及び硬化体
Gupta et al. Utilization of Waste Glass for Enhancement of Chemical Properties of Concrete.
JP2022036676A (ja) セメント組成物
MXPA05001125A (es) Composiciones mejoradas de materiales celulares que contienen anhidrita y metodos para su preparacion.
RU2362755C1 (ru) Строительная смесь для приготовления легкого бетона
RU2211194C1 (ru) Расширяющая добавка, гидравлическое вяжущее с указанной добавкой и способ его изготовления
Dachowski et al. Autoclaved materials with chalcedonite addition
Heikal et al. Effect of sulphate, chloride and elevated temperature on the properties of Egyptian slag binder
Liban et al. Mechanical strength variation of zeolite-fly ash geopolymer mortars with different activator concentrations
RU2784967C1 (ru) Сырьевая смесь для получения активной минеральной добавки для цемента и способ ее приготовления
RU2536535C1 (ru) Бетонная смесь
RU2392253C1 (ru) Смесь для пенобетона
Ninh et al. Influence of fly ash and blast furnace slag on characteristics of geopolymer non-autoclaved aerated concrete
RU2080310C1 (ru) Силикатный ячеистый бетон автоклавного твердения