CZ37266U1 - Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury - Google Patents
Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury Download PDFInfo
- Publication number
- CZ37266U1 CZ37266U1 CZ2023-41043U CZ202341043U CZ37266U1 CZ 37266 U1 CZ37266 U1 CZ 37266U1 CZ 202341043 U CZ202341043 U CZ 202341043U CZ 37266 U1 CZ37266 U1 CZ 37266U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reinforced concrete
- homogeneity
- ultra high
- stabilized
- fibers
- Prior art date
Links
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 title claims description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 11
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 11
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 9
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 8
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 8
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011210 fiber-reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use 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
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use 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
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
- C04B14/062—Microsilica, e.g. colloïdal silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use 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
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use 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
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
- C04B14/48—Metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
Description
Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.
Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury
Oblast techniky
Technické řešení se týká ultra vysokohodnotného drátkobetonu s vynikajícími případně zlepšenými fyzikálně mechanickými vlastnostmi pro realizaci zejména subtilnějších betonových prvků či konstrukcí nebo obkladových desek fasád stavebních objektů.
Dosavadní stav techniky
Kompozita ultra vysokohodnotného drátkobetonu, zkráceně UHPFRC, z anglického Ultra HighPerformance Fiber-Reinforced Concrete, jsou stále více využívána pro realizaci subtilnějších betonových konstrukcí nebo obkladových desek fasád stavebních objektů, především pro vynikající fyzikálně mechanické vlastnosti jako pevnosti v tahu a tlaku a odolnost konstrukcí vůči účinkům prostředí v němž se nachází. Vyrábí se jako samozhutnitelné lité betony, což je další jejich předností při výrobě subtilních konstrukčních prvků. Do těchto kompozit se přidávají syntetická vlákna různých geometrických parametrů s cílem úpravy konzistence směsi, k ovlivnění povrchových ploch při výrobě pohledových desek, ke zvýšení požární odolnosti v prostředí, ve kterém je nebezpečí vzniku požáru.
Jejich složení je převážně z jemných složek. Obsahují až 1000 kg/m3 cementu, většinou pouze jemnozrnné kamenivo frakce s maximálním zrnem 2 až 4 mm. běžně do 1 mm, případně i velmi kvalitní hrubé kamenivo s vysokou pevností a trvanlivostí do 8 mm, přísady a příměsi ve vysokých dávkách, které přispívají k duktilitě a tekutosti a ocelová vlákna průměru do 0,3 mm a délky do 20 mm v hmotnostních dávkách až 180 kg/m3. Drátky přispívají k vysokým pevnostem a hlavně k duktilnímu chování kompozit.
UHPFRC jsou citlivé na proces míchání a přípravy, vlákna se obvykle dávkují na závěr a postupně, aby se netvořily shluky. Výroba UHPFRC je daleko složitější a dražší než u běžného betonu, vyžaduje odborně zdatný personál. I přesto dochází u litých směsí při hutnění k nežádoucí segregaci drátků. Segregace ocelových drátků při spodních površích betonových prvků vede k nehomogenitě struktur kompozit projevujících se rozdílnými pevnostními charakteristikami.
Podstata technického řešení
Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury podle technického řešení má rozlití směsi 240 až 270 mm, měřeno ve dvou na sebe kolmých směrech. Obsahuje 450 až 1000 kg/m3 cementu, kamenivo frakce do 4 mm, přísady a příměsi, ocelové drátky v množství 50 až 160 kg/m3, syntetická polypropylenová vlákna v hmotnostním poměru vláken ku drátkům od 1:60 do 1:40 a roztok plastifikátoru rozpuštěného ve vodě.
Kamenivo je s výhodou křemičité. V dalším výhodném provedení je kamenivo frakce do 2 mm. Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury výhodně obsahuje 550 až 750 kg/m3 cementu.
Podstata stabilizace homogenity struktury je založena na tvorbě clony vytvářené vyplavujícími se rovnoměrně rozptýlenými syntetickými vlákny proti sedajícím ocelovým drátkům. Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury podle technického řešení je citlivý na podmínky výroby, dodržování hmotnostní dávky syntetických vláken a ocelových drátků a pořadí dávkování složek. Důležité je též užití vhodné míchačky, stanovení objemu míchané směsi a podmínky, že potřebné užité složky jsou suché: kamenivo, popílek, mikrosilika, a tak dále. Rovněž se ukázalo, že postup dávkování složek při výrobě je nezbytné upravit tak, aby se vyloučily
- 1 CZ 37266 U1 shluky drátků při jejich dávkování. Jako další poznatek lze uvést dosažení požadovaného rozlití směsí 240 až 270 mm navýšením dávky plastifikátoru, ne pouze přidáním vody. Zkoušku zpracovatelnosti je nutné tak provádět vždy při změně hmotnostní dávky drátků, neboť drátky mají podstatný vliv na zpracovatelnost směsi.
Podle technického řešení je možné modifikovat většinu receptur UHPFRC a dosáhnout řádově lepší homogenity a tím i podstatného zlepšení sledovaných vlastností.
Objasnění výkresů
Obr. 1 představuje syntetická polypropylenová vlákna z prvního příkladu; obr. 2 syntetická polypropylenová vlákna z druhého příkladného uskutečnění; obr. 3 zkoušku rozlitím na střásacím stolku; a obr. 4 srovnání homogenity v řezech na normovém válci 0150 x 300 mm po 2 minutách zpracování na vibračním stole, kde první zleva je srovnávací příklad bez přidání syntetických vláken, druhý zleva je první příkladné uskutečnění a třetí zleva je druhé příkladné uskutečnění.
Příklady uskutečnění technického řešení
Byla připravena a testována různá provedení ultra vysokohodnotného drátkobetonu se stabilizovanou homogenitou struktury podle technického řešení, která měla rozlití směsi 240 až 270 mm, měřeno ve dvou na sebe kolmých směrech. Obsahovala 450 až 1000 kg/m3 cementu, křemičité kamenivo frakce do 4 mm. případně do 2 mm, přísady a příměsi, ocelové drátky v množství 50 až 160 kg/m3, syntetická polypropylenová vlákna v hmotnostním poměru vláken ku drátkům od 1:60 do 1:40 a roztok plastifikátoru rozpuštěného ve vodě.
Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury podle technického řešení byl připravován následovně. Nejprve se promíchaly všechny sypké složky kompozita: 450 až 1000 kg/m3 cementu, křemičité kamenivo frakce do 4 mm, přísady a příměsi a za stálého míchání se postupně dávkovaly ocelové drátky v množství 50 až 160 kg/m3 a pak se za stálého míchání postupně přidávají syntetická polypropylenová vlákna tak. aby se dosáhlo maximálního promíchání suché směsi v rámcovém hmotnostním poměru vláken ku drátkům od 1:60 do 1:40. Konkrétní množství polypropylenových vláken se stanovilo zkouškou zpracovatelnosti tak, že se k promíchané suché směsi postupně přidával roztok plastifikátoru rozpuštěného ve vodě až do rozlití směsi 240 až 270 mm, měřeno ve dvou na sebe kolmých směrech. Na závěr se dávkoval plastifikátor rozpuštěný ve vodě až k dosažení požadované zpracovatelnosti, rozlití směsi 240 až 270 mm. měřeno ve dvou na sebe kolmých směrech. Vždy se přidává pouze plastifikátor rozpuštěný ve vodě nikoliv voda.
Podle receptury v tabulce 1 byla realizována dvě konkrétní nejvýhodnější příkladná uskutečnění technického řešení. V prvním příkladném uskutečnění byla jako syntetická polypropylenová vlákna použita mikrovlákna délky 12 mm, průměru 0,15 až 0,2 mm viz obr. 1. V druhém příkladném uskutečnění byla jako syntetická polypropylenová vlákna použita fibrilovaná síťující vlákna viz obr. 2. Z výsledků zkoušek vyplývá, že vliv obou typů vláken je stejný, z čehož lze vycházet i při zkouškách konzistence rozlitím na střásacím stolku. Z prokázaných zkoušek zpracovatelnosti metodou rozlití podle ČSN EN 1015-3 Zkouška konzistence čerstvé malty a zobrazení rozptýlení drátků na zkušebních válcích viz obr. 4 vyplývá výrazný pozitivní efekt clony vytvářené vyplavujícími se rovnoměrně rozptýlenými syntetickými vlákny proti sedajícím ocelovým drátkům v ultra vysokohodnotném drátkobetonu se stabilizovanou homogenitou struktury podle technického řešení. Dále vyplývá, že na segregaci drátků nemá vliv typ užitých syntetických polypropylenových vláken při stejné hmotnostní dávce. Obr. 4 zachycuje provedené zkoušky na rozříznutých zkušebních válcích a potvrzuje, že syntetická vlákna pozitivně ovlivňují segregaci i při hutnění pomocí vibrace.
- 2 CZ 37266 UI
Syntetickými vlákny malých dimenzí (viz obr. 1, obr. 2) v hmotnostní dávce stanovené vždy z výsledků zkoušky zpracovatelnosti rozlitím na střásacím stolku včetně předepsaného postupu výroby kompozita jsou zárukou, že UHPFRC po zpracování bude vždy homogenní bez segregace drátků tak, jak je doloženo výsledky.
Složení UHPFRC uvedené v tabulce 1 slouží jako základ pro stanovení hmotnostní dávky syntetických polypropylenových vláken, která představují 1/60 až 1/40 užité hmotnosti drátků.
Tabulka 1
| Receptura směsi na 1 m3 | |
| Cement | 700 kg |
| Vysokopecní struska | 80 kg |
| Mikrosilika | 99 kg |
| Mletý křemen | 25,6 kg |
| Křemičité kamenivo | 1321 kg |
| Plastifikátor | 65,5 kg |
| Voda | 190 kg |
| Drátky | 118 kg |
| Syntetická vlákna | 2,3 kg |
V tabulce 2 je uveden srovnávací příklad.
Tabulka 2
| Receptura směsi na 1 m3 | |
| Cement | 700 kg |
| Vysokopecní struska | 80 kg |
| Mikrosilika | 99 kg |
| Mletý křemen | 25,6 kg |
| Křemičité kamenivo | 1321 kg |
| Plastifikátor | 65,5 kg |
| Voda | 190 kg |
| Drátky | 118 kg |
Průmyslová využitelnost
Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury podle technického řešení se uplatní v realizaci zejména subtilnějších betonových prvků či konstrukcí nebo 5 obkladových desek fasád stavebních objektů.
Claims (4)
1. Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury, vyznačující se tím, že obsahuje 450 až 1000 kg/m3 cementu, ocelové drátky v množství 50 až 160 kg/m3, syntetická 5 polypropylenová vlákna v hmotnostním poměru vláken ku drátkům od 1:60 do 1:40, kamenivo frakce do 4 mm, přísady a příměsi a roztok plastifikátoru rozpuštěného ve vodě, přičemž má rozlití směsi 240 až 270 mm, měřeno ve dvou na sebe kolmých směrech.
2. Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury podle nároku 1, vyznačující se tím, že kamenivo je křemičité.
10
3. Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že má kamenivo frakce do 2 mm.
4. Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury' podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje 550 až 750 kg/m3 cementu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41043U CZ37266U1 (cs) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41043U CZ37266U1 (cs) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ37266U1 true CZ37266U1 (cs) | 2023-08-31 |
Family
ID=87929426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41043U CZ37266U1 (cs) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ37266U1 (cs) |
-
2023
- 2023-06-05 CZ CZ2023-41043U patent/CZ37266U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ardalan et al. | Workability retention and compressive strength of self-compacting concrete incorporating pumice powder and silica fume | |
| Leung et al. | Sorptivity of self-compacting concrete containing fly ash and silica fume | |
| Ramanathan et al. | Performance of self-compacting concrete containing different mineral admixtures | |
| Raheem et al. | Effects of admixtures on the properties of corn cob ash cement concrete | |
| Tantray | Characteristic influence of carbon fibers on fresh state, mechanical properties and microstructure of carbon fiber based self compacting concrete | |
| CN107265969A (zh) | 微膨胀混凝土 | |
| Krishnapal et al. | Development and properties of self compacting concrete mixed with fly ash | |
| JP7141195B2 (ja) | ポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタル | |
| Huynh et al. | Experimental research on the performance of polypropylene fiber foamed ultra-lightweight composites | |
| Ahmed et al. | Characterization of Gum Arabic as viscosity modifying agent (VMA) for producing self-compacting concrete (SCC) | |
| Hela et al. | Development of ultra high performance concrete and reactive powder concrete with nanosilica | |
| Moghadam et al. | Effect of water-cement ratio (w/c) on mechanical properties of self-compacting concrete (case study) | |
| CZ37266U1 (cs) | Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury | |
| JP6591784B2 (ja) | コンクリート床状構造物の施工方法 | |
| CZ2023226A3 (cs) | Ultra vysokohodnotný drátkobeton se stabilizovanou homogenitou struktury | |
| JP2019064884A (ja) | ポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタル | |
| Muddather et al. | Effects of superplasticizer on the properties of fresh and hardened concrete mixes | |
| Sachdeva et al. | Strength Evaluation of Steel Fiber Reinforced–Self Compacting Concrete | |
| TWI891443B (zh) | 混凝土配比的設計方法 | |
| Sahmenko et al. | Effect of various additives and aeration on the properties of lightweight concrete | |
| KR102482686B1 (ko) | 혼합 분말 및 수용성 포장재를 포함하는 콘크리트용 분말형 혼화제 조성물 | |
| Aravinth | Development of High Strength Self Compacting Concrete Using Mineral and Chemical Admixture | |
| Siwinski et al. | Effect of mixture proportioning of the High Performance Cementitious–Limestone Composites on the compressive strength | |
| Rajamony et al. | A Study on the Effect of Light Expanded Clay Aggregate in Producing Sustainable Lightweight Self-Compacting Concrete | |
| Zende et al. | Effect of steel fibers on self compacting concrete |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20230831 |