RU2810385C1 - Oil-resistant composite building material based on inorganic binder and cross-linked polyethylene waste - Google Patents
Oil-resistant composite building material based on inorganic binder and cross-linked polyethylene waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810385C1 RU2810385C1 RU2023117520A RU2023117520A RU2810385C1 RU 2810385 C1 RU2810385 C1 RU 2810385C1 RU 2023117520 A RU2023117520 A RU 2023117520A RU 2023117520 A RU2023117520 A RU 2023117520A RU 2810385 C1 RU2810385 C1 RU 2810385C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cross
- linked polyethylene
- waste
- building material
- oil
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 15
- 239000004566 building material Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims abstract description 10
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительных материалов и изделий на основе техногенных отходов. Отличается повышенной стойкостью к воздействию минеральных масел и может применяться для создания элементов дорожного мощения в местах возможного разлива нефтепродуктов, а также для создания лотков и других сборных элементов для их транспортировки.The invention relates to the field of building materials and products based on technogenic waste. It is characterized by increased resistance to mineral oils and can be used to create road paving elements in areas of possible oil spills, as well as to create trays and other prefabricated elements for their transportation.
Известен состав сырьевой смеси для изготовления облицовочной плитки (патент RU 2379245 С1), содержащий компоненты в следующем соотношении мас.%: асбестоцементные отходы 57,5-60,9; портландцемент 20,8-23,6; гранулы пенополистирола 0,17-0,19; вода 16,7-20,1. Недостатком данного изобретения является высокое водоцементное отношение, что может стать причиной пористой структуры материала и низкой прочности.The composition of the raw material mixture for the manufacture of facing tiles is known (patent RU 2379245 C1), containing components in the following ratio wt.%: asbestos-cement waste 57.5-60.9; Portland cement 20.8-23.6; polystyrene foam granules 0.17-0.19; water 16.7-20.1. The disadvantage of this invention is the high water-cement ratio, which can cause the porous structure of the material and low strength.
Известен состав пенополистиролбетона (патент RU 2763568 С1), содержащий компоненты в следующем соотношении мас.%: полистирольные гранулы 2-3; портландцемент марки М500 69-72; песок 15-25; 10% раствор силиката натрия 1,8-2,5; смола древесная омыленная в виде 10% водного раствора 1,2-1,6; вода остальное. К недостаткам данного изобретения можно отнести высокое содержание цемента что скажется на конечной стоимости изделия.The composition of expanded polystyrene concrete is known (patent RU 2763568 C1), containing components in the following ratio wt.%: polystyrene granules 2-3; Portland cement grade M500 69-72; sand 15-25; 10% sodium silicate solution 1.8-2.5; saponified wood resin in the form of a 10% aqueous solution 1.2-1.6; water the rest. The disadvantages of this invention include the high cement content, which will affect the final cost of the product.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав бетонной смеси для изготовления стеновых блоков (патент RU 2502695 С1), содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент 48,4-52,6; крошка газонаполненной пластмассы с размером частиц до 10 мм 16,5-16,7; нарезанное на отрезки 10-50 мм капроновое волокно 0,013-0,018; суперпластификатор С-3 0,63-0,84; вода 35,1-38,6. К недостаткам данного изобретения можно отнести наличие в составе экологически опасных веществ - лигносульфонатов, которые запрещены во многих стран.The composition closest to the proposed invention is the composition of a concrete mixture for the manufacture of wall blocks (patent RU 2502695 C1), containing components in the following ratio, wt.%: Portland cement 48.4-52.6; crumbs of gas-filled plastic with a particle size of up to 10 mm 16.5-16.7; nylon fiber cut into pieces of 10-50 mm 0.013-0.018; superplasticizer S-3 0.63-0.84; water 35.1-38.6. The disadvantages of this invention include the presence of environmentally hazardous substances in the composition - lignosulfonates, which are prohibited in many countries.
Предлагаемый состав бетона включает отходы сшитого полиэтилена фракции от 0,315 до 0,63, кирпичную крошку фракции менее 0,08 мм, белую сажу, портландцемент марки М500, поликарбоксилатный пластификатор и 10%-ный раствор хлорида кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный сшитый полиэтилен 18,3-24,7; указанная кирпичная крошка 13,65-17,3; белая сажа 0,8-0,9; указанный портландцемент 42,42-48,1; пластификатор 0,38-0,45; раствор хлорида кальция 16-20.The proposed concrete composition includes cross-linked polyethylene waste of fractions from 0.315 to 0.63, brick chips of fractions less than 0.08 mm, white soot, Portland cement M500, polycarboxylate plasticizer and 10% calcium chloride solution in the following component ratio, wt.%: specified cross-linked polyethylene 18.3-24.7; specified brick chips 13.65-17.3; white soot 0.8-0.9; specified Portland cement 42.42-48.1; plasticizer 0.38-0.45; calcium chloride solution 16-20.
Технический результат – повышение стойкости материала к воздействию нефтепродуктов, повышение плотности, прочности и уменьшение пористости, а также утилизация техногенных отходов, которыми являются сшитый полиэтилен и кирпичная крошка, что положительно сказывается на себестоимости материала и экологическом эффекте от его производства.The technical result is an increase in the resistance of the material to oil products, an increase in density, strength and a decrease in porosity, as well as the disposal of industrial waste, which is cross-linked polyethylene and brick chips, which has a positive effect on the cost of the material and the environmental effect of its production.
Поставленная задача достигается тем, что композиционный состав содержащий следующие компоненты в соотношениях мас.%:The objective is achieved by the fact that the composition contains the following components in the ratios of wt.%:
- отходы сшитого полиэтилена фракции 0,315-0,63 мм - 18,3-24,7;- waste cross-linked polyethylene fraction 0.315-0.63 mm - 18.3-24.7;
- портландцемент марки М500 - 42,42-48,1;- Portland cement grade M500 - 42.42-48.1;
- поликарбоксилатный пластификатор - 0,38-0,45;- polycarboxylate plasticizer - 0.38-0.45;
дополнительно содержит кирпичную крошку фракции менее 0,08 мм, белую сажу и хлорид кальция в виде 10%-ного водного раствора при следующем соотношении, мас.%:additionally contains brick chips of fraction less than 0.08 mm, white soot and calcium chloride in the form of a 10% aqueous solution in the following ratio, wt.%:
- кирпичная крошка фракции менее 0,08 мм - 13,65-17,3;- brick chips of fraction less than 0.08 mm - 13.65-17.3;
- белая сажа - 0,8-0,9;- white soot - 0.8-0.9;
- 10%-ный раствор хлорида кальция - 16-20.- 10% calcium chloride solution - 16-20.
Для получения исходного сырья отходы сшитого полиэтилена и кирпичного боя измельчают на мельницах и просеивают через набор сит для получения фракции 0,315-0,63 мм и менее 0,08 мм, соответственно.To obtain the feedstock, waste cross-linked polyethylene and broken bricks are crushed in mills and sifted through a set of sieves to obtain a fraction of 0.315-0.63 mm and less than 0.08 mm, respectively.
Перед введением в смесь отходы сшитого полиэтилена проходят обработку ультразвуком для достижения лучшей дисперсности порошкообразной фракции.Before being introduced into the mixture, cross-linked polyethylene waste is treated with ultrasound to achieve better dispersion of the powder fraction.
Для приготовления смеси в 10%-ном растворе хлорида кальция растворяют поликарбоксилатный пластификатор, затем вводят портландцемент, кирпичную крошку и белую сажу, интенсивно перемешивают в течение 2-4 мин до получения однородного теста, после чего добавляют отходы сшитого полиэтилена, окончательно перемешивают смесь в течение 2-4 мин и укладывают в формы.To prepare the mixture, a polycarboxylate plasticizer is dissolved in a 10% solution of calcium chloride, then Portland cement, brick chips and white soot are added, intensively mixed for 2-4 minutes until a homogeneous dough is obtained, after which cross-linked polyethylene waste is added, the mixture is finally mixed for 2-4 minutes and put into molds.
Готовые изделия помещают на 4,5 часа в тепловую камеру при температуре 80-100°С, после того как изделия пройдут тепловую обработку их оставляют твердеть в нормальных условиях.The finished products are placed for 4.5 hours in a heat chamber at a temperature of 80-100°C, after the products have undergone heat treatment they are left to harden under normal conditions.
Таким образом, измельченный заполнитель из сшитого полиэтилена при тепловой обработке изделия при температуре 80-100°С кальматирует поры бетона, а следовательно повышает его плотность, от которой зависит нефтестойкость.Thus, crushed cross-linked polyethylene filler, when heat treating the product at a temperature of 80-100°C, cools the pores of concrete, and therefore increases its density, on which oil resistance depends.
Добавление в состав кирпичной крошки повышает физико-технические свойства материала за счет пуццолановой активности между компонентами, а также позволяет экономить дорогостоящий цемент и утилизировать отходы строительства, что благоприятно сказывается на экологической и экономической составляющей предлагаемого изобретения.The addition of brick chips to the composition increases the physical and technical properties of the material due to pozzolanic activity between the components, and also allows saving expensive cement and recycling construction waste, which has a beneficial effect on the environmental and economic components of the proposed invention.
Добавление в состав белой сажи и хлорида кальция улучшает нефтестойкость бетона и его прочность.The addition of white soot and calcium chloride improves the oil resistance of concrete and its strength.
В таблице 1 представлены составы предлагаемых композиционных материалов, а также результаты исследования их физико-механических свойств.Table 1 presents the compositions of the proposed composite materials, as well as the results of studying their physical and mechanical properties.
Таблица 1Table 1
Составы и свойства предлагаемых композиционных материаловCompositions and properties of the proposed composite materials
где R' сж - прочность на сжатие бетона, выдержанного в нефтепродуктах в течение 7 суток;
R сж - прочность на сжатие бетона в возрасте 28 суток* - The oil resistance of the material was assessed by a coefficient calculated using the following formula:
where R' coz is the compressive strength of concrete soaked in petroleum products for 7 days;
R compressive strength of concrete at the age of 28 days
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2810385C1 true RU2810385C1 (en) | 2023-12-27 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IN167228B (en) * | 1985-11-22 | 1990-09-22 | Univ Dayton | |
| RU2235077C2 (en) * | 2001-03-02 | 2004-08-27 | Хайдельбергер Баухеми Гмбх Марке Дайтерманн | Building mixture |
| RU2502695C1 (en) * | 2012-09-14 | 2013-12-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Concrete mixture |
| RU2669370C9 (en) * | 2014-12-22 | 2018-11-28 | Бореалис Аг | Composition based on secondary polyethylene from cable waste |
| US10669201B2 (en) * | 2018-05-03 | 2020-06-02 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Structural lightweight concrete comprising waste plastics |
| RU2763568C1 (en) * | 2021-07-08 | 2021-12-30 | Николай Сергеевич Нестеров | Composition for producing polystyrene concrete, method of its production and monolithic block |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IN167228B (en) * | 1985-11-22 | 1990-09-22 | Univ Dayton | |
| RU2235077C2 (en) * | 2001-03-02 | 2004-08-27 | Хайдельбергер Баухеми Гмбх Марке Дайтерманн | Building mixture |
| RU2502695C1 (en) * | 2012-09-14 | 2013-12-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Concrete mixture |
| RU2669370C9 (en) * | 2014-12-22 | 2018-11-28 | Бореалис Аг | Composition based on secondary polyethylene from cable waste |
| US10669201B2 (en) * | 2018-05-03 | 2020-06-02 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Structural lightweight concrete comprising waste plastics |
| RU2763568C1 (en) * | 2021-07-08 | 2021-12-30 | Николай Сергеевич Нестеров | Composition for producing polystyrene concrete, method of its production and monolithic block |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6488762B1 (en) | Composition of materials for use in cellular lightweight concrete and methods thereof | |
| RU2492152C2 (en) | Concrete and cement mixture modifier and method for production thereof | |
| RU2392245C1 (en) | Dry mortar for preparation of cellular concrete | |
| EP3129201A1 (en) | Masonry composite materials and processes for their preparation | |
| RU2810385C1 (en) | Oil-resistant composite building material based on inorganic binder and cross-linked polyethylene waste | |
| RU2569422C1 (en) | Wood-cement mix | |
| US6083318A (en) | Lightweight, waterproof, insulating, cementitious compositions and methods for forming and using such compositions | |
| RU2570214C1 (en) | Wood-talcum peach-cement mixture | |
| RU2605110C1 (en) | Wood-cement mixture for making building blocks | |
| Klak et al. | Compressive strength of cement mortar with white cement and limestone | |
| RU2767503C1 (en) | Crude mixture for cellular concrete | |
| RU2339599C1 (en) | Raw mixture used for producing light concrete | |
| RU2570215C1 (en) | Wood-marble-cement mixture | |
| US7402205B2 (en) | Composition comprising water- and air-hardenable binders and its use notably to the preparation of a product having the aspect of a natural stone | |
| RU2577348C1 (en) | Reinforced plaster-polysterene concrete mixture | |
| RU2181707C2 (en) | Composition for manufacture of light-concrete products | |
| JPH0816020B2 (en) | Method for producing inorganic extrudate | |
| RU2678286C2 (en) | Raw mixture for making foamed concrete | |
| PL190446B1 (en) | Light-weight building material and method of making a building-trade article of such material | |
| RU2392253C1 (en) | Mixture for aerated concrete | |
| Ahmad et al. | Strength development of lightweight Styrofoam concrete | |
| RU2542011C1 (en) | Raw material mixture for autoclave foam concrete | |
| RU2772611C1 (en) | Raw material mixture for the manufacture of heat-insulating polymer composite materials | |
| US8435342B2 (en) | Concrete composition | |
| RU2287505C1 (en) | Molding mixture for foam concrete |