RU2028995C1

RU2028995C1 - Process of preparation of concrete mixture

Info

Publication number: RU2028995C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Рахманов; Ю.П. Ткаченко; А.И. Козловский; Е.Г. Величко; В.Г. Довжик; Е.Л. Розовский; Г.С. Савельева; В.С. Патрасенко; В.А. Хацкевич
Original assignee: Акционерное общество "Российская корона"
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: construction industry. SUBSTANCE: concrete mixture is prepared by mixing cement, mineral filling agents and mixing water magnetized in device of magnetotrone type with constant magnetic field having intensity 40-120 kA/m with flow rate of water of 0.2-1.5 m/s. Magnetic field is oriented with reference to magnetic field of the Earth in south-east direction. Water may be heated to 30-45 C. Concrete mixture includes cement, sand, crushed rock and water magnetized in magnetotrone where magnetic lines of force are oriented in south-east direction with proportion of components, per cent by mass: cement 15.5-25.0; sand 20.0-30.5; crushed rock 44.0-50.0 and magnetized water being the balance. EFFECT: enhanced construction properties, reduced cost of concrete mixture. 4 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способам приготовления бетонных смесей и смесям, используемым для приготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций. The invention relates to construction materials, in particular to methods for preparing concrete mixtures and mixtures used for the preparation of concrete and reinforced concrete products and structures.

Известен способ приготовления строительных смесей путем перемешивания цемента и минеральных заполнителей с омагниченной водой, в которую перед ее омагничиванием вводят 1,0-5,0% цемента [1], а также способ приготовления бетонной смеси, включающий смешение цемента, минеральных заполнителей с омагниченным водным раствором пластифицирующей добавки, обработанным в магнитном поле напряженностью 100-1500 кА/м при частоте 10-160 Г2 [2]. A known method of preparing building mixtures by mixing cement and mineral aggregates with magnetized water, into which 1.0-5.0% of cement is introduced before its magnetization [1], as well as a method of preparing a concrete mixture, comprising mixing cement, mineral aggregates with magnetized water a plasticizing additive solution processed in a magnetic field with a strength of 100-1500 kA / m at a frequency of 10-160 G2 [2].

Для известных технических решений характерен сравнительно высокий коэффициент вариации прочностных свойств бетона и относительно высокий расход пластифицирующих добавок при прочих равных условиях. The well-known technical solutions are characterized by a relatively high coefficient of variation of the strength properties of concrete and a relatively high consumption of plasticizing additives, ceteris paribus.

Наиболее близким к изобретению является способ приготовления бетона путем смешения цемента, заполнителя и воды затворения, активированной в постоянном магнитном поле [3]. Closest to the invention is a method of preparing concrete by mixing cement, aggregate and mixing water, activated in a constant magnetic field [3].

Однако при некотором снижении коэффициента вариации прочностных свойств бетона, полученного упомянутым способом, бетон обладает относительно низкой прочностью на ранних стадиях его твердения и высоким уровнем удельных энергетических затрат на проведение тепловлажностной обработки (ТВО). However, with a slight decrease in the coefficient of variation of the strength properties of concrete obtained by the aforementioned method, concrete has a relatively low strength in the early stages of its hardening and a high level of specific energy costs for heat and moisture treatment (TVO).

Таким образом, технический результат, получаемый при осуществлении изобретения выражается в повышении прочности бетона и сокращений энергетических затрат на тепловлажностную обработку. Кроме того, изобретение решает задачу стабилизации эффекта повышение прочности бетона и снижение расхода пластифицирующих добавок при сохранении подвижности бетонной смеси. Thus, the technical result obtained by carrying out the invention is expressed in increasing the strength of concrete and reducing energy costs for heat and moisture treatment. In addition, the invention solves the problem of stabilizing the effect of increasing the strength of concrete and reducing the consumption of plasticizing additives while maintaining the mobility of the concrete mixture.

Для этого предлагается способ приготовления бетонной смеси путем смешивания цемента, заполнителя и воды затворения, активированной в постоянном магнитном поле, при этом воду затворения активируют в постоянном магнитном поле магнитотрона, силовые линии которого ориентированы в юго-восточном направлении относительно магнитного поля земли, при напряженности магнитного поля 40-120 кА/м и скорости прохождения воды 0,2-1,5 м/с, предварительно нагретой до 30 - 45^оС.To this end, a method for preparing a concrete mixture by mixing cement, aggregate and mixing water activated in a constant magnetic field is proposed, while mixing water is activated in a constant magnetic field of a magnetotron, the lines of force of which are oriented in a southeast direction relative to the magnetic field of the earth, with magnetic fields of 40-120 kA / m and the speed of water passage of 0.2-1.5 m / s, preheated to 30 - 45 ^about C.

Предлагается состав бетонной смеси, включающий цемент, щебень, песок и воду затворения, в котором в качестве воды затворения содержится активированная вода, прошедшая магнитную обработку в магнитотроне, магнитные силовые линии которого ориентированы в юго-восточном направлении по отношению к магнитному полю земли при напряженности магнитного поля 40-120 кА/м, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент 15,5 - 25,0 Песок 20,0 - 30,5 Щебень 44,0 - 50,5 Омагниченная вода Остальное
Бетонная смесь содержит в качестве воды затворения воду, омагниченную в магнитном поле магнитотрона, напряженностью 40-120 кА/м при ориентации магнитного поля магнитотрона в юго-восточном направлении по отношению к магнитному полю земли. Указанное отличие приводит к увеличению прочности бетона на ранних стадиях твердения, сокращению продолжительности тепловлажностной обработки и снижению температуры изотермической выдержки. Увеличение прочности бетона на ранних стадиях твердения при уменьшенных энергетических затратах на ТВО происходит вследствие изменения характера межмолекулярных взаимодействий в системе клинкерный минерал - омагниченная вода.A composition of concrete mixture is proposed, including cement, crushed stone, sand and mixing water, in which activated water, which has undergone magnetic processing in a magnetotron, whose magnetic lines of force are oriented in a southeast direction with respect to the magnetic field of the earth with magnetic intensity, is contained as mixing water field 40-120 kA / m, with the following ratio of components, wt.%: Cement 15.5 - 25.0 Sand 20.0 - 30.5 Crushed stone 44.0 - 50.5 Magnetized water The rest
The concrete mixture contains, as mixing water, water magnetized in the magnetic field of the magnetotron with a strength of 40-120 kA / m with the magnetic field of the magnetotron oriented in a southeast direction with respect to the magnetic field of the earth. This difference leads to an increase in the strength of concrete in the early stages of hardening, a reduction in the duration of heat and moisture treatment and a decrease in the temperature of isothermal exposure. An increase in the strength of concrete in the early stages of hardening with reduced energy costs for TVO occurs due to a change in the nature of intermolecular interactions in the clinker mineral - magnetized water system.

Бетонная смесь и предлагаемый способ ее приготовления просты по технической сути, удобны в практическом исполнении и не требуют больших капитальных затрат. Магнитная обработка воды осуществляется в устройстве типа магнитотрон или системе магнитотронов, которые устанавливаются на линии подачи затворения непосредственно перед бетономешалкой. Напряженность магнитного поля магнитотрона определяется его типом, скоростью прохождения воды через магнитное устройство - его проходным сечением и располагаемым напором, а заданная ориентация магнитного поля - по компасу. The concrete mixture and the proposed method for its preparation are simple in technical essence, convenient in practical execution and do not require large capital expenditures. Magnetic treatment of water is carried out in a device such as a magnetotron or a magnetotron system, which are installed on the mixing feed line directly in front of the concrete mixer. The magnetic field strength of a magnetotron is determined by its type, the speed of passage of water through the magnetic device - its flow area and available head, and the specified orientation of the magnetic field - by compass.

Предлагаемая бетонная смесь, приготовленная описываемым способом, имеет хорошую удобоукладываемость и может быть приготовлена на всех видах гидравлических вяжущих и минеральных заполнителях. Магнитная обработка предварительно нагретой воды осуществляется в магнитотроне, который устанавливается на бетоносмесительном узле на линии подачи воды непосредственно перед бетономешалкой. The proposed concrete mixture prepared by the described method has good workability and can be prepared on all types of hydraulic binders and mineral aggregates. Magnetic treatment of preheated water is carried out in a magnetotron, which is installed on a concrete mixing unit on the water supply line directly in front of the concrete mixer.

В работе использованы следующие материалы: магнитотроны с постоянным магнитным полем напряженностью от 40 до 120 кА/м, цемент М 500 Воскресенского завода, щебень гранитный фракции 5-20 мм, строительный песок с M_кр = 2,1 при соотношении компонентов Ц : Щ : П, равном 1 : 2,8 : 1,3 при В/Ц = 0,44, вода техническая (ГОСТ 237332 - 79). В качестве пластифицирующих добавок использовали суперпластификаторы С-3 (ТУ-6-14-625-80, опыты 2, 4, 5, 7, 9 табл. 1) и ФОК (ТУ 75 06804-71-88, опыты 3, 6, 8, 10 табл. 1).The following materials were used in the work: magnetotrons with a constant magnetic field with a strength of 40 to 120 kA / m, cement M 500 from the Voskresensky plant, crushed stone granite fractions 5-20 mm, building sand with M _cr = 2.1 with a ratio of components C: Sh: P, equal to 1: 2.8: 1.3 at W / C = 0.44, industrial water (GOST 237332 - 79). As plasticizing additives used superplasticizers S-3 (TU-6-14-625-80, experiments 2, 4, 5, 7, 9 of table 1) and FOK (TU 75 06804-71-88, experiments 3, 6, 8, 10 table 1).

Бетонную смесь по известному и предлагаемому способам готовили по следующей методике: цемент и минеральные заполнители вводили в смеситель и тщательно перемешивали, а затем в полученную сухую смесь подавали расчетное количество омагниченной воды затворения и пластифицирующей добавки при работающей мешалке. Затем смесь дополнительно перемешивали до получения однородной массы, из которой готовили бетонные образцы-кубы размером 10х10х10 см по стандартной методике изготовления образцов лабораторного типа. Прочность бетона определяли по ГОСТ 10180-90, подвижность бетонной смеси - по ГОСТ 10181-81, ориентацию магнитотрона в пространстве - по компасу, коэффициент вариации - по методике для статической обработки данных. Тепловлажностную обработку бетонных образцов проводили по режиму 2 + 3 + 6 + 4 ч. The concrete mixture according to the known and proposed methods was prepared according to the following method: cement and mineral aggregates were introduced into the mixer and mixed thoroughly, and then the calculated amount of magnetized mixing water and plasticizing additive was fed into the resulting dry mixture with the mixer working. Then, the mixture was additionally mixed until a homogeneous mass was obtained, from which concrete cubic samples of 10 × 10 × 10 cm in size were prepared according to the standard method for manufacturing laboratory-type samples. The strength of concrete was determined according to GOST 10180-90, the mobility of the concrete mixture according to GOST 10181-81, the orientation of the magnetotron in space — by compass, the coefficient of variation — by the method for static data processing. Heat and moisture treatment of concrete samples was carried out according to the regime of 2 + 3 + 6 + 4 hours.

Условия приготовления бетонной смеси и физико-механические свойства готовых изделий приведены в табл. 1 и 2. The conditions for the preparation of concrete mix and physico-mechanical properties of the finished products are given in table. 1 and 2.

П р и м е р 1 (контрольный). Бетонную смесь указанного состава готовили на неомагниченной воде и без пластифицирующей добавки по изложенной методике. Осадка стандартного конуса бетонной смеси 4 см, предел прочности при сжатии 30,1 МПа при коэффициенте вариации 13,5 (см. табл. 1). PRI me R 1 (control). A concrete mixture of the specified composition was prepared on non-magnetized water and without plasticizing additives according to the method described. The draft of the standard cone of the concrete mixture is 4 cm, the compressive strength is 30.1 MPa with a coefficient of variation of 13.5 (see table. 1).

П р и м е р ы 2-4 (по аналогу). В растворную часть бетонной смеси указанного состава вводили водный раствор пластификатора, предварительно прошедшего магнитную обработку в переменном магнитном поле напряженностью 100-150 кА/м при частоте 80 Гц, тщательно перемешивали и полученную однородную смесь подвергали повторным ударным воздействиям в переменном магнитном поле напряженностью 100 - 150 кА/м при частоте 80 Гц, после чего в смесь вводили крупный заполнитель и тщательно перемешивали до получения однородной массы. Прочность бетона в возрасте 28 сут составила 31,5 - 32,5 МПа, коэффициент вариации 10,3 - 11,5, а количество снятой пластифицирующей добавки находилось на 13 и 15% (опыты 2, 4) и 13,7% (опыт 3) для суперпластификаторов С-3 и ФОК соответственно. PRI me R s 2-4 (similar). An aqueous solution of a plasticizer, previously subjected to magnetic treatment in an alternating magnetic field of 100-150 kA / m at a frequency of 80 Hz, was carefully mixed and the resulting homogeneous mixture was subjected to repeated impacts in an alternating magnetic field of 100 to 150 kA / m at a frequency of 80 Hz, after which coarse aggregate was introduced into the mixture and thoroughly mixed until a homogeneous mass was obtained. The strength of concrete at the age of 28 days was 31.5 - 32.5 MPa, the coefficient of variation was 10.3 - 11.5, and the amount of removed plasticizing additive was 13 and 15% (experiments 2, 4) and 13.7% (experiment 3) for superplasticizers S-3 and FOK, respectively.

П р и м е р ы 5-8 (предлагаемый). В бетонную смесь указанного состава вводили воду затворения, предварительно прошедшую магнитную обработку в постоянном магнитном поле напряженностью 40-120 кА/м при скорости прохождения воды 0,2-1,5 м/с и ориентацией магнитного поля магнитотрона по отношению к магнитному полю земли в юго-восточном направлении; смесь тщательно перемешивали до образования однородной массы, из которой готовили образцы по изложенной методике. Прочность бетона в возрасте 28 сут составила 33,2 - 34,8 МПа, коэффициент - 5,1 - 6,7, а количество снятой пластифицирующей добавки находилось на уровне 42 и 38% (опыты 6, 8) и 45% (опыт 7) для суперпластификаторов С-3 и ФОК соответственно. PRI me R s 5-8 (proposed). Mixing water, previously subjected to magnetic treatment in a constant magnetic field with a strength of 40-120 kA / m at a water velocity of 0.2-1.5 m / s and the orientation of the magnetotron magnetic field with respect to the earth’s magnetic field, was introduced into the concrete mixture of the specified composition southeast direction; the mixture was thoroughly mixed until a homogeneous mass was formed, from which samples were prepared according to the method described. The strength of concrete at the age of 28 days was 33.2 - 34.8 MPa, the coefficient was 5.1 - 6.7, and the amount of removed plasticizing additive was at the level of 42 and 38% (experiments 6, 8) and 45% (experiment 7 ) for superplasticizers S-3 and FOK, respectively.

П р и м е р ы 9, 10 (за пределами). Бетонную смесь указанного состава готовили как в примерах 5-8, но при напряженности магнитного поля 35 и 125 кА/м, при скорости движения воды 0,1 и 1,6 м/с и ориентацией магнитного поля магнитотрона по отношению к магнитному полю земли в северо-западном направлении. PRI me R s 9, 10 (outside). A concrete mixture of the specified composition was prepared as in examples 5-8, but with a magnetic field of 35 and 125 kA / m, with a water velocity of 0.1 and 1.6 m / s and an orientation of the magnetotron’s magnetic field relative to the earth’s magnetic field northwest direction.

Как следует из приведенных в таблице данных применение предлагаемого способа приготовления бетонной смеси позволяет на 30-45% снизить расход пластифицирующей добавки и значительно улучшить эффект стабилизации прочностных свойств бетона: коэффициент вариации уменьшен в два раза (примеры 5-8). As follows from the data in the table, the application of the proposed method for the preparation of concrete mixes can reduce the consumption of plasticizing additives by 30-45% and significantly improve the effect of stabilizing the strength properties of concrete: the coefficient of variation is halved (examples 5-8).

Применение способа за пределами заявленных условий (примеры 9, 10) не приводят к достижению поставленной цели. Application of the method beyond the stated conditions (examples 9, 10) does not lead to the achievement of the goal.

Аналогичные эксперименты проведены по выявлению эффекта снижения энергетических затрат на режим тепловлажностной обработки и повышения прочности бетона. Результаты исследований приведены в табл. 2. Similar experiments were conducted to identify the effect of reducing energy costs on the regime of heat-moisture treatment and increase the strength of concrete. The research results are given in table. 2.

Как следует из представленных данных реализация предложенного технического решения позволяет на 10-15% снизить температуру тепловлажностной обработки и время экзотермической выдержки, а также увеличить прочность готовых изделий при сохранении пластичности бетонной смеси и коэффициента вариации прочностных свойств бетона. As follows from the data presented, the implementation of the proposed technical solution makes it possible to reduce the heat-moisture treatment temperature and the exothermic exposure time by 10-15%, as well as increase the strength of the finished products while maintaining the plasticity of the concrete mixture and the coefficient of variation of the strength properties of concrete.

Claims

METHOD FOR PREPARING A CONCRETE MIX AND CONCRETE MIX.

1. A method of preparing a concrete mixture by mixing cement, aggregate and mixing water activated in a constant magnetic field, characterized in that the mixing water is activated in a constant magnetic field of a magnetotron, the lines of force of which are oriented in a southeast direction relative to the magnetic field of the Earth, at a tension a magnetic field of 40 - 120 kA / m and a water velocity of 0.2-1.5 m / s.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mixing water is preheated to 30-45 ^o C.

3. Concrete mixture, including cement, crushed stone, sand and mixing water, characterized in that it contains activated water, which has undergone magnetic processing in a magnetotron, whose magnetic lines of force are oriented in a southeast direction with respect to the Earth’s magnetic field , with a magnetic field strength of 40 - 120 kA / m in the following ratio of components, wt.%:
Cement - 15.5 - 25.0
Sand - 20.0 - 30.5
Crushed stone - 44.0 - 50.5
Specified Activated Water - Rest