RU2106327C1 - Method and process line for manufacturing especially-high-strength cement concrete - Google Patents
Method and process line for manufacturing especially-high-strength cement concrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106327C1 RU2106327C1 RU97102933A RU97102933A RU2106327C1 RU 2106327 C1 RU2106327 C1 RU 2106327C1 RU 97102933 A RU97102933 A RU 97102933A RU 97102933 A RU97102933 A RU 97102933A RU 2106327 C1 RU2106327 C1 RU 2106327C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- cement
- strength
- sand
- fine
- Prior art date
Links
Images
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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, в частности к способам изготовления особо прочных цементных бетонов классов B 105-B 135 и выше, применяемых в конструкциях атомных электростанций /АЭС/, высотных зданий, сооружений гражданской обороны, гидротехнических сооружений и туннелях различного назначения. The invention relates to the construction, in particular, to methods of manufacturing particularly strong cement concrete of classes B 105-B 135 and higher, used in the construction of nuclear power plants / nuclear power plants /, high-rise buildings, civil defense structures, hydraulic structures and tunnels for various purposes.
Известен способ изготовления высокопрочного цементного бетона с прочностью до 110 МПа, включающий приготовление бетонной смеси из портландцемента марки М 700 (685 кг/м3), базальтового щебня, речного песка, пластифицирующей добавки ССБ при водоцементном отношении В/Ц = 0,26 и жесткости смеси 240 с, послойную укладку бетонной смеси в форму, уплотнение слоев смеси пригрузом и твердение. (О. Я. Берг, Е.Н. Шербаков, Г.Н. Писаренко, Высокопрочный бетон. М.: Стройиздат, 1971, с. 52 - 56).A known method of manufacturing high-strength cement concrete with a strength of up to 110 MPa, including the preparation of concrete mix from Portland cement grade M 700 (685 kg / m 3 ), basalt gravel, river sand, plasticizing additives SSB with a water-cement ratio W / C = 0.26 and hardness mixtures 240 s, layer-by-layer laying of concrete mixture in a mold, compaction of layers of a mixture with a load and hardening (O. Ya. Berg, E.N. Sherbakov, G.N. Pisarenko, High-strength concrete. M: Stroyizdat, 1971, p. 52-56).
Недостаток этого технического решения заключается в том, что бетонная смесь в указанном способе изготовления цементного бетона является особо жесткой, и практическое использование ее в бетонных и железобетонных изделиях нецелесообразно. The disadvantage of this technical solution is that the concrete mixture in the specified method of manufacturing cement concrete is particularly rigid, and its practical use in concrete and reinforced concrete products is impractical.
Кроме того, воспроизводство составов смеси для получения прочности бетона свыше 100 МПа невозможно из-за отсутствия количественных характеристик механических свойств компонентов, составляющих бетонную смесь. In addition, the reproduction of the composition of the mixture to obtain concrete strength of more than 100 MPa is impossible due to the lack of quantitative characteristics of the mechanical properties of the components that make up the concrete mixture.
Известен также способ изготовления высокопрочного цементного бетона с прочностью 150 - 160 МПа, включающий приготовление бетонной смеси из вяжущего в виде высокопрочного и быстротвердеющего портландцемента и кварцевой муки, заполнителей в виде высокопрочных кварцевых и кремнесодержащих пород максимальной крупностью 8 мм и суперпластификатора, укладку и твердение в автоклаве при следующих режимах:
выдержка при температуре 15 - 20oC 8 - 10 ч.;
подъем температуры до 60oC со скоростью 0,7oC/мин 1 - 2 ч.;
выдержка при температуре 60oC и давлении в автоклаве 0,1 - 0,2 МПа /1-й этап/ 5 - 8 ч.;
подъем температуры до 180 - 200oC и давления до 1,0 МПа 4 - 6 ч.;
выдержка при температуре 180 - 200oC и давлении до 2,0 МПа 15 ч.;
выдерживание образцов после автоклавной обработки при температуре около 20oC и относительной влажности 100% 7 сут.There is also known a method of manufacturing high-strength cement concrete with a strength of 150 - 160 MPa, including the preparation of concrete mix from a binder in the form of high-strength and quick-hardening Portland cement and quartz flour, aggregates in the form of high-strength quartz and silicon-containing rocks with a maximum grain size of 8 mm and superplasticizer, laying and hardening in an autoclave in the following modes:
exposure at a temperature of 15 - 20 o C 8 - 10 hours;
raising the temperature to 60 o C at a rate of 0.7 o C / min 1 - 2 hours;
holding at a temperature of 60 o C and a pressure in the autoclave of 0.1 - 0.2 MPa / 1st stage / 5 - 8 hours;
temperature rise to 180 - 200 o C and pressure to 1.0 MPa 4 to 6 hours;
holding at a temperature of 180 - 200 o C and pressure up to 2.0 MPa for 15 hours;
keeping the samples after autoclaving at a temperature of about 20 o C and a relative humidity of 100% for 7 days.
Технологическая линия для изготовления высокопрочного цементного бетона по указанному способу, включающая такие типовые элементы, как дробилки для заполнителей, дозирующие устройства и смеситель, дополнительно содержит автоклав с терморегуляторами (Tognon G., Urstella P. and Copetti G. Design and properties of concrete with strength over 1500 kg/sm3. Gournal of American Concrete Jnstitute, 180, 1977, N 3, pp. 171 - 178).The technological line for the manufacture of high-strength cement concrete according to the specified method, including such typical elements as aggregate crushers, metering devices and a mixer, additionally contains an autoclave with temperature regulators (Tognon G., Urstella P. and Copetti G. Design and properties of concrete with strength over 1500 kg / sm 3. Gournal of American Concrete Jnstitute, 180, 1977,
Однако при получении высоких прочностных характеристик бетона указанная технология имеет недостатки, она - энергоемкая, длительная и дорогостоящая. However, when obtaining high strength characteristics of concrete, this technology has drawbacks, it is energy-intensive, time-consuming and expensive.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления особо прочного цементного бетона, включающий приготовление бетонной смеси из мелкого и крупного заполнителей /кварцевый песок и базальтовый щебень/, высокопрочного цемента, суперпластификатора и воды затворения, укладку бетонной смеси и твердение. Бетонную смесь укладывают в формы в четыре слоя, каждый из которых уплотняют пригрузом в 2,0 МПа. Уплотнение повторяют через 30 мин. Твердение образцов осуществляют в три этапа: первые сутки при температуре 5oC, последующие 6 сут. при температуре 10oC, последующие 35 сут. при температуре 20oC. 28 сут. от начала изготовления образцы твердели в воде. (Walz K, Uber die Hersteellung von Beton hochster Festig keit Beton, 16, 1966, H. 8. ss. 320 - 321).The closest in technical essence and the achieved result is a method of manufacturing particularly strong cement concrete, including the preparation of concrete mix from fine and coarse aggregates / quartz sand and basalt crushed stone /, high-strength cement, superplasticizer and mixing water, laying concrete mixture and hardening. The concrete mixture is laid in four-layer molds, each of which is compacted with a 2.0 MPa load. Sealing is repeated after 30 minutes. Hardening of samples is carried out in three stages: the first day at a temperature of 5 o C, the next 6 days. at a temperature of 10 o C, the next 35 days. at a temperature of 20 o C. 28 days. from the start of production, the samples hardened in water. (Walz K, Uber die Hersteellung von Beton hochster Festig keit Beton, 16, 1966, H. 8. ss. 320 - 321).
Недостатком указанного способа изготовления особо прочного цементного бетона является то, что он сложен, энергоемок, длителен по времени и дорогостоящий. The disadvantage of this method of manufacturing particularly durable cement concrete is that it is complex, energy-intensive, time-consuming and expensive.
Наиболее близкая по технической сущности и достигаемому результату линия изготовления особо прочного цементного бетона содержит дробильные установки для мелкого и крупного заполнителей, дозаторы для компонентов бетонной смеси, смеситель с принудительным перемешиванием, средства транспортировки бетонной смеси и укладки ее в конструкции с возможностью выдерживания в заданном режиме (см. авторское свидетельство СССР N 478726, B 28 B 5/04, 1973). The production line of especially strong cement concrete closest in technical essence and achieved result contains crushing plants for fine and coarse aggregates, batchers for concrete mix components, a mixer with forced mixing, means of transporting the concrete mix and laying it in a structure with the possibility of maintaining it in a given mode ( see USSR author's certificate N 478726, B 28
Недостатком данной технологической линии являются низкие ее производительность и надежность. The disadvantage of this production line is its low productivity and reliability.
В основу настоящего изобретения поставлена задача повышения прочности цементного бетона и упрочнения технологии изготовления особо прочного цементного бетона со снижением себестоимости его изготовления за счет выбора оптимальных параметров, составляющих бетонной смеси и использования стандартного оборудования на бетонных заводах. The basis of the present invention is the task of increasing the strength of cement concrete and hardening the manufacturing technology of highly durable cement concrete with a reduction in the cost of its manufacture by choosing the optimal parameters that make up the concrete mix and using standard equipment in concrete plants.
Сущность изобретения состоит в том, что в новом способе изготовления особо прочного цементного бетона, включающем приготовление бетонной смеси из мелкого и крупного заполнителей, высокопрочного цемента, суперпластификатора и воды затворения, укладку бетонной смеси, ее уплотнение и твердение с выдержкой температурных и временных режимов, заполнители предварительно подготавливают с удалением слабых зерен, посторонних примесей и с разделением на фракции, при этом в качестве мелкого заполнителя используют песок и показателем дробимости 5 - 30%, а в качестве крупного заполнителя - щебень фракций 5 - 10 мм или 5 - 10 и 10 - 20 мм в соотношении 30 - 50% и 50 - 70% соответственно с показателем дробимости 4 - 8% при объемном соотношении цемента, песка и щебня
Vц:Vп:Vщ = 1,0 : /1,0 - 1,45/:/2,0 - 3,0/,
причем количество воды затворения определяют по следующей зависимости:
где
- проектная прочность бетона, МПа;
Rц - активность цемента, МПа;
Kв - поправочный коэффициент удобоукладываемости бетонной смеси, равный 1,15 для жесткой смеси и 1,05 для литой;
Ц - расход цемента, кг/м3;
A1 - коэффициент, учитывающий фактическую прочность песка, определяемую по показателю дробимости, равный 0,92 - 1,1;
A2 - коэффициент, учитывающий фактическую прочность щебня, определяемую по показателю дробимости, равный 0,9 - 1,07;
A3 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности и загрязненность мелкого заполнителя, равный 0,87 - 1,0 для природного песка и 1,0 для дробленного песка,
водоцементное отношение при этом выдерживаю в пределах В/Ц = 0,24 - 0,28, суперпластификатор вводят в смесь в количестве 0,5 - 1,0% от массы цемента, приготовленные компоненты бетонной смеси подают в бетоносмеситель, заполняют его водой затворения, принудительно перемешивают приготовленную бетонную смесь, укладывают в конструкцию и выдерживают в заданном режиме.The essence of the invention lies in the fact that in a new method of manufacturing particularly strong cement concrete, including the preparation of concrete mix from fine and coarse aggregates, high-strength cement, superplasticizer and mixing water, laying concrete mix, its compaction and hardening with exposure to temperature and time conditions, aggregates pre-prepared with the removal of weak grains, impurities and separation into fractions, while sand is used as a fine aggregate and crushing index 5 - 30%, and as coarse aggregate - crushed stone of fractions of 5 - 10 mm or 5 - 10 and 10 - 20 mm in a ratio of 30 - 50% and 50 - 70%, respectively, with a crushing index of 4 - 8% with a volumetric ratio of cement, sand and gravel
V c : V p : V n = 1.0: / 1.0 - 1.45 /: / 2.0 - 3.0 /,
moreover, the amount of mixing water is determined by the following relationship:
Where
- design strength of concrete, MPa;
R c - cement activity, MPa;
K in - correction coefficient of workability of the concrete mixture, equal to 1.15 for a rigid mixture and 1.05 for a cast;
C - cement consumption, kg / m 3 ;
A 1 - coefficient taking into account the actual strength of the sand, determined by the crushing index, equal to 0.92 - 1.1;
A 2 - coefficient taking into account the actual strength of crushed stone, determined by the crushing index, equal to 0.9 - 1.07;
A 3 - coefficient taking into account the surface condition and the contamination of the fine aggregate, equal to 0.87 - 1.0 for natural sand and 1.0 for crushed sand,
while the water-cement ratio is maintained within the range of W / C = 0.24 - 0.28, the superplasticizer is introduced into the mixture in an amount of 0.5 - 1.0% by weight of the cement, the prepared components of the concrete mixture are fed into the concrete mixer, filled with mixing water, forcibly mix the prepared concrete mixture, lay in the structure and maintain in the given mode.
В новой технологической линии изготовления особо прочного цементного бетона, содержащей установленные по ходу технологического процесса дробильные установки для мелкого и крупного заполнителей, дозаторы для компонентов бетонной смеси, смеситель с принудительным перемешиванием, средства транспортировки компонентов бетонной смеси, а также бетонной смеси и укладки ее в конструкции с возможностью выдерживания в заданном режиме, дробильные установки выполнены в виде двух устройств для сухого обогащения мелкого и крупного заполнителей и разделения их на фракции, которые установлены перед дозаторами для компонентов бетонной смеси и соединены с ними транспортерами. In the new technological line for the production of especially durable cement concrete, containing crushing plants for fine and coarse aggregates, batchers for concrete mix components, a mixer with forced mixing, means for transporting concrete mix components, as well as concrete mix and laying it in the structure, installed during the technological process with the ability to withstand in a given mode, crushing plants are made in the form of two devices for dry enrichment of small and large aggregates their separation into fractions, which are mounted to dispensers for components of the concrete mix and the conveyors are connected to them.
Кроме того, устройство для сухого обогащения и разделения на фракции мелкого и крупного заполнителей выполнено из последовательно соединенных между собой вентилятора высокого давления с накопительной камерой, внутри которой установлены нагреватели, накопительной камеры с разгонной трубой, на которой установлен загрузочный патрубок, разгонной трубы с разделительной камерой, в которой установлена отбойная плита стаканного типа, при этом разделительная камера в своей нижней части через упругие связи соединена с бункером, внутри которого установлены вибратор, закрытый сверху перегородкой, и сито между перегородкой и отбойной плитой с возможностью образования двух выгрузочных патрубков, подситового пространства, соединенного трубопроводом с аспирационной системой, и выделения требуемых фракций заполнителей. In addition, the device for dry enrichment and separation into fractions of fine and coarse aggregates is made up of a high-pressure fan connected to each other with a storage chamber, inside of which heaters are installed, a storage chamber with a booster pipe, on which a loading pipe is installed, a booster pipe with a separation chamber in which a tumbler type glass plate is installed, while the separation chamber in its lower part is connected via elastic ties to the hopper, inside of which a vibrator installed, closed top wall and between the partition and the sieve baffle plate so as to form two unloading pipes, podsitovogo space connected with the suction pipe system, and isolating the desired fractions of aggregates.
При этом прозоры в ситах для мелкого и крупного заполнителей выполнены равными от 1,0 до 5,0 мм и от 5,0 до 20,0 мм соответственно. Moreover, the gaps in the screens for small and large aggregates are made equal to from 1.0 to 5.0 mm and from 5.0 to 20.0 mm, respectively.
Представленная выше совокупность существенных признаков направлена на достижение технического результата и находится в причинно-следственной связи с ним, т.к. позволяет
повысить прочность цементного бетона, так как заполнители предварительно подготавливают с удалением слабых зерен, посторонних примесей и с разделением на фракции, а также используют их с оптимальным показателем дробимости при определенном объемном соотношении цемента, песка и щебня, при определенном количестве суперпластификатора и воды затворения при водоцементном отношении, равном В/Ц = 0,24 - 0,28;
упростить технологию изготовления особо прочного цементного бетона, так как в технологической линии использованы в основном стандартное оборудование и оптимально подобранная по компонентам бетонная смесь, что позволит снизить себестоимость изготовления бетона.The set of essential features presented above is aimed at achieving a technical result and is in a causal relationship with it, because allows
to increase the strength of cement concrete, since aggregates are preliminarily prepared with the removal of weak grains, extraneous impurities and fractionated, and they are also used with an optimal crushing index for a certain volume ratio of cement, sand and crushed stone, with a certain amount of superplasticizer and mixing water with water-cement a ratio of W / C = 0.24 - 0.28;
to simplify the manufacturing technology of highly durable cement concrete, since the production line mainly uses standard equipment and optimally selected concrete mix according to the components, which will reduce the cost of manufacturing concrete.
Кроме того, изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано в строительстве. In addition, the invention is industrially applicable, as it can be used in construction.
Таким образом, можно сделать вывод, что заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности изобретения. Thus, we can conclude that the claimed technical solution meets the conditions of patentability of the invention.
На фиг. 1 изображен график зависимости удобоукладываемости бетонной смеси /ОК/ от поправочного эмпирического коэффициента Kb: на фиг.2 - схема технологической линии для изготовления особо прочного цементного бетона; на фиг.3 - узел А на фиг. 2; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.3.In FIG. 1 shows a graph of the workability of concrete mix / OK / on the correction empirical coefficient K b : figure 2 is a diagram of a production line for the manufacture of highly durable cement concrete; figure 3 - node a in fig. 2; figure 4 is a section aa in figure 3.
Изготовление особо прочного цементного бетона осуществляют следующим образом. The manufacture of particularly durable cement concrete is as follows.
На первом этапе приготавливают бетонную смесь. At the first stage, a concrete mixture is prepared.
При получении бетонов с прочностью 120-150 МПа необходимо тщательным образом учитывать все факторы, влияющие на прочность и касающиеся как состава бетона, так и способа его получения. Upon receipt of concrete with a strength of 120-150 MPa, it is necessary to carefully consider all factors affecting the strength and relating to both the composition of concrete and the method for its preparation.
Для изготовления таких бетонов используют высокопрочные цементы, например портландцементы марок 500 и 600 Белгородского завода с активностью RЦ= 49,5 МПа и 60 МПа соответственно.For the manufacture of such concrete, high-strength cements are used, for example, Portland cement grades 500 and 600 of the Belgorod plant with activity R C = 49.5 MPa and 60 MPa, respectively.
Мелкий заполнитель, песок, должен иметь прочность зерен выше напряжений, возникающих в бетоне. Зерна заполнителей являются концентраторами напряжений при приложении нагрузки к конструкциям, и в случае недостаточной прочности песка прочность бетона окажется пониженной, поэтому необходимо ввести в расчетную формулу для проектной прочности бетона показатель прочности песка. Fine aggregate, sand, must have a grain strength higher than the stresses occurring in concrete. Aggregate grains are stress concentrators when a load is applied to structures, and in the case of insufficient sand strength, the concrete strength will be reduced, therefore, it is necessary to enter the sand strength indicator in the calculation formula for the design concrete strength.
Прочность песка может быть оценена по дробимости песка, определяемой по методике испытания, аналогичной используемой для дробимости щебня. Экспериментально установлено, что дробимость не должна превышать 30% для бетонов с прочностью 100 - 150 МПа. The strength of the sand can be estimated by the crushability of sand, determined by the test method similar to that used for crushing crushed stone. It was experimentally established that crushability should not exceed 30% for concrete with a strength of 100 - 150 MPa.
Прочность песка учитывается в формуле для расчета проектной прочности бетона в виде коэффициента A1, связь которого с показателем дробимости показана в табл.1.The strength of the sand is taken into account in the formula for calculating the design strength of concrete in the form of a coefficient A 1 , the relationship of which with the crushing index is shown in Table 1.
Для бетонов с прочностью 100...150 МПа величина A1 составляет 0,92... 1,10.For concrete with a strength of 100 ... 150 MPa, the value of A 1 is 0.92 ... 1.10.
Концентратором напряжений является также крупный заполнитель - щебень, размеры которого в рамках настоящего изобретения должны составлять 5...10 мм или 5. ..10 и 10...20 мм в соотношениях 30...50% и 70...50% соответственно. Необходимо, чтобы прочность щебня превышала прочность бетона в стадии нагружения, близкой к предельной. Этот факт является известным и учтен в ГОСТе 10268 "Заполнители для тяжелого бетона". Однако требования ГОСТа к прочности щебня являются, как показали наши исследования, завышенными, что удорожает стоимость бетона. The stress concentrator is also a large aggregate - crushed stone, the dimensions of which in the framework of the present invention should be 5 ... 10 mm or 5. ..10 and 10 ... 20 mm in the ratios 30 ... 50% and 70 ... 50 % respectively. It is necessary that the strength of crushed stone exceeds the strength of concrete in the loading stage close to the ultimate. This fact is known and taken into account in GOST 10268 "Aggregates for heavy concrete". However, GOST requirements for crushed stone strength are, as our studies have shown, overpriced, which increases the cost of concrete.
Экспериментально-теоретическим путем выявлено, что оптимальная прочность щебня должна превышать прочность бетона в диапазоне его классов B105 ...B150 /марки M120. . .M150/ не менее чем в 1,7 раза. Кроме того, найдено, что при достаточно высоких прочностях мелкого заполнителя /песка/ и цемента достаточным является превышение прочности щебня над прочностью бетона в 1,5 раза. It was experimentally and theoretically revealed that the optimum strength of crushed stone should exceed the strength of concrete in the range of its classes B105 ... B150 / grade M120. . .M150 / not less than 1.7 times. In addition, it was found that with sufficiently high strengths of fine aggregate / sand / and cement, a 1.5 times excess of crushed stone strength over concrete strength is sufficient.
Для практической оценки прочности горной породы, пригодной для переработки в щебень, используют величины дробимости для выбранных для данного бетона фракций щебня. For a practical assessment of the strength of the rock suitable for processing into crushed stone, crushing values are used for fractions of crushed stone selected for this concrete.
Для получения особопрочных бетонов дробимость Др должна составлять 4 - 8%. В формулу для расчета проектной прочности бетона прочность щебня вводится в виде коэффициента A2, связь которого с показателем дробимости Др приведена в табл.2.To obtain extra strong concrete, the crushability of Dr should be 4 - 8%. In the formula for calculating the design strength of concrete, crushed stone strength is introduced in the form of a coefficient A 2 , the relationship of which with the crushing index Dr is given in Table 2.
Коэффициент A3 учитывает шероховатость поверхности природного песка и его загрязненность. Этот коэффициент определяется экспериментально и равен 1,0 для дробленого песка и 0,87 - 1,0 для природного песка.Coefficient A 3 takes into account the surface roughness of natural sand and its contamination. This coefficient is determined experimentally and is equal to 1.0 for crushed sand and 0.87 - 1.0 for natural sand.
Из факторов процесса приготовления бетона наиболее важным является выбор цементо-водного отношения Ц/В, определяющего количество воды затворения - В. Отношение Ц/В определяется, в свою очередь, удобоукладываемостью смеси и крупностью песка. В табл.3 приведены значения Ц/В для различных величин удобоукладываемости и крупности песка. Of the factors in the process of preparing concrete, the most important is the choice of the cement-water ratio C / B, which determines the amount of mixing water - B. The ratio C / B is determined, in turn, by the workability of the mixture and the size of the sand. Table 3 shows the values of C / B for various workability and size of sand.
Для точного расчета проектной прочности бетона необходимо ввести поправочный коэффициент Кв, определяемый эмпирически и связанный с величиной удобоукладываемости, ОК. Для его нахождения получен график, приведенный на фиг. 1. Для жесткой смеси Кв равен 1,15; для литой - 1,05.To accurately calculate the design strength of concrete, you must enter the correction factor K in , determined empirically and associated with the value of workability, OK. To find it, the graph shown in FIG. 1. For a tough mixture, K in is 1.15; for cast - 1.05.
Задавшись составом бетонной смеси и зная характеристики компонентов и величину удобоукладываемости, можно рассчитать проектную прочность бетона по формуле
,
где
- проектная прочность бетона, МПа;
Rц - активность цемента, МПа;
Kв -поправочный коэффициент удобоукладываемости бетонной смеси;
Ц - расход цемента, кг/м3;
В - количество воды затворения;
Ц/В - цементо-водное отношение;
A1- коэффициент, учитывающий фактическую прочность песка;
A2 - коэффициент, учитывающий фактическую прочность щебня;
A3 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности и загрязненность мелкого заполнителя.Given the composition of the concrete mixture and knowing the characteristics of the components and the value of workability, you can calculate the design strength of concrete by the formula
,
Where
- design strength of concrete, MPa;
R c - cement activity, MPa;
K in - correction coefficient of workability of concrete mixture;
C - cement consumption, kg / m 3 ;
In - the amount of mixing water;
C / B - cement-water ratio;
A 1 - coefficient taking into account the actual strength of the sand;
A 2 - coefficient taking into account the actual strength of crushed stone;
A 3 - coefficient taking into account the condition of the surface and the contamination of the fine aggregate.
Задавшись, в свою очередь, необходимой прочностью бетона, можно рассчитать количество воды затворения по формуле
.Given, in turn, the necessary strength of concrete, you can calculate the amount of mixing water according to the formula
.
При выборе цемента следует также учитывать следующие экспериментально установленные соотношения. Для бетона с прочностью 120 - 150 МПа предельная деформативность цементного камня должна превышать на 10 - 30% предельную деформативность растворной части, а последняя должна на 20-30% превышать предельную деформативность бетона. Так, прочности на сжатие бетона, растворной части и цементного камня для особо прочного бетона должны выдерживаться в соотношении 0,7: 0,8:1,0. When choosing cement, the following experimentally established ratios should also be considered. For concrete with a strength of 120 - 150 MPa, the ultimate deformability of cement stone should exceed by 10 - 30% the maximum deformability of the mortar, and the latter should be 20-30% higher than the ultimate deformability of concrete. Thus, the compressive strength of concrete, mortar and cement stone for particularly strong concrete should be maintained in a ratio of 0.7: 0.8: 1.0.
Пример. Example.
Для изготовления бетона выбраны следующие компоненты смеси:
портландцемент М600 активностью Rц = 58,5 МПа;
песок природный фракционированный с максимальным показателе дробимости 9%;
щебень базальтовый с показателем дробимости зерен не более 5%;
суперпластификатор C-3, представляющий комплексную добавку "Разжижитель C-3", состоящую из продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, сульфата натрия и лигносульфоната в качестве пластификатора.For the manufacture of concrete, the following mixture components were selected:
Portland cement M600 with activity R c = 58.5 MPa;
fractionated natural sand with a maximum crushability index of 9%;
basalt crushed stone with a grain crushing index of not more than 5%;
superplasticizer C-3, representing the complex additive "Liquefier C-3", consisting of the condensation product of naphthalene sulfonic acid and formaldehyde, sodium sulfate and lignosulfonate as a plasticizer.
Количественный состав смеси на 1 м3: расход щебня составляет 1380 кг, песка - 650 кг, цемента - 530 кг, суперпластификатора - 3,8 кг.The quantitative composition of the mixture per 1 m 3 : crushed stone consumption is 1380 kg, sand - 650 kg, cement - 530 kg, superplasticizer - 3.8 kg.
Удобоукладываемость бетонной смеси ОК = 4,.0 см. Workability of concrete mix OK = 4, .0 cm.
По табл. 1 - 3 и графику на фиг.1 устанавливают величины коэффициентов и параметров, характеризующих бетонную смесь и входящих в уравнение для расчета проектной прочности бетона. According to the table 1 - 3 and the graph in figure 1 set the values of the coefficients and parameters characterizing the concrete mix and included in the equation for calculating the design strength of concrete.
Они составляют: Kв = 1,15; Ц/В = 3,92; A1 = 1,06, A2 = 1,07, A3 = 1,0.They are: K in = 1,15; D / W = 3.92; A 1 = 1.06, A 2 = 1.07, A 3 = 1.0.
Рассчитывают по формуле
проектную прочность бетона . Величина прочности = 154,7 МПа.Calculated by the formula
design strength of concrete . Strength value = 154.7 MPa.
Реализуется способ изготовления особо прочного цементного бетона на технологической линии для особо прочного цементного бетона. A method of manufacturing highly durable cement concrete is being implemented on a production line for highly durable cement concrete.
Технологическая линия для изготовления особо прочного цементного бетона состоит /фиг. 2/ из установленных по ходу технологического процесса устройства 1 для сухого обогащения и разделения на фракции мелкого заполнителя (песка), параллельного устройства 2 для сухого обогащения и разделения на фракции крупного заполнителя (щебня), транспортеров 3 и 4 для обогащенных и разделенных на фракции крупного и мелкого заполнителей соответственно, дозаторов 5 для компонентов бетонной смеси /песка, щебня, портландцемента и суперпластификатора/, транспортера 6 для отдозированных компонентов бетонной смеси, бетоносмесителя 7 с бетономешалкой /не показана/ для перемешивания бетонной смеси с водой затворения, рельсовых путей 8, средства транспортировки 9 бетонной смеси и для укладки ее в конструкции 10 с последующей выдержкой ее в заданном режиме. The technological line for the manufacture of particularly durable cement concrete is / FIG. 2 / from the
Устройства 1 и 2 для сухого обогащения и разделения на фракции мелкого и крупного заполнителей конструктивно выполнены аналогичными и состоят (см. фиг. 3 и 4) из вентилятора 11 высокого давления, накопительной камеры 12, нагревателей 13, загрузочного патрубка 14, разгонной трубы 15, распределительной камеры 16, в конце которой установлена отбойная плита 17 стаканного типа. К нижней части распределительной камеры 16 через упругие связи 18 подсоединен бункер 19, на котором расположен вибратор 20, закрытый сверху перегородкой 21. Между отбойный плитой 17 и перегородкой 21 установлено сито 22 с прозорами 23 различных типоразмеров для мелких и крупных заполнителей. Вибратор 20 разделяет бункер 19 на два выгрузочных патрубка 24 и 25. Подситовое пространство 26 через пылевой вентилятор 27 соединено с аспирационной системой. Размеры прозоров в устройствах для обогащения и разделения на фракции мелкого и крупного заполнителей колеблются от 1 до 5 мм и от 5 до 20 мм соответственно.
Технологическая линия для особо прочного цементного бетона работает следующим образом. The production line for highly durable cement concrete works as follows.
Поступающие из карьеров мелкий и крупный заполнители подают в загрузочные патрубки 14 устройства 1 для сухого обогащения и разделения на фракции мелкого заполнителя и устройства 2 для сухого обогащения и разделения на фракции крупного заполнителя. Включают нагреватели 13 в накопительных камерах 12, запускают вентиляторы 11 высокого давления и открывают заслонки /не показаны/ загрузочных патрубков 14. Заполнители попадают в разгонные трубы 15 и скоростным напором от вентиляторов 11 в теплых потоках воздуха перемещаются в распределительные камеры 16, и ударяются об отбойные плиты 17 стаканного типа, где очищаются от примесей. Очищенные заполнители через сита 22 с прозорами 23 /для мелких заполнителей размерами от 1 до 5 мм, для крупных заполнителей от 5 до 20 мм/ классифицируются на требуемые фракции и поступают в выгрузочные патрубки 24, из которых мелкий заполнитель попадает на транспортер 4, а крупный заполнитель - на транспортер 3 и затем в дозаторы 5 для компонентов бетонной смеси. Неклассифицированные заполнители через выгрузочные патрубки 25 поступают в отходы. Мелкие частицы и пыль пылевыми вентиляторами 27 из подситовых пространств 26 направляются в аспирационную систему. Отдозированные компоненты бетонной смеси, включая мелкие и крупные заполнители, портландцемент и суперпластификатор в требуемых количествах (пропорциях) с помощью транспортера 6 перемещаются в смеситель 7, где принудительно перемешиваются с водой затворения с соблюдением оптимального водоцементного соотношения. После чего бетонную смесь по рельсовым путям 8 перемещают в средстве для транспортировки 9 в цех 10 изготовления бетонных конструкций, где укладывают ее в конструкции, уплотняют и выдерживают в заданном режиме. The small and coarse aggregates coming from the quarries are fed into the
Ниже приведены основные механические и физические характеристики особо прочного цементного бетона, изготовленного на технологической линии заявляемым способом:
кубиковая прочность в возрасте 28 сут. - 120 - 155 МПа
призменная прочность (Rв) - /0,80 - 0,90/
модуль упругости (Eв) - /50 - 60/ МПа
предельная деформативность продольного сжатия (εив) - /2,4 - 2,8/ • 10-3
границы микротрещинобразования - -Rосгс = /0,62 - 0,78/ Pв - -Rν сгс = (0,82 - 0,95)Pв
коэффициент Пуасона ν - 0,19 - 0,23
масштабный коэффициент (Km) - 1,00
коэффициент прироста прочности во времени:
к 1 году - Kτ = 1,10 - 1,20
к 5 годам - Kτ = 1,15 - 1,35
морозостойкость /F/ - более 800 циклов
водонепроницаемость (W) - более 1,2 МПа
коэффициент вариации (Cν)
механических свойств - до 5%
физических свойств - до 12%
объемная масса (ρв) - 2,65 - 2,72 т/м3
Применение особо прочного цементного бетона позволит снизить массу центрально сжатых конструкций в 2 раза, внецентренно сжатых - на 20 - 30%, изгибаемых элементов - до 30%. Использование особо прочных бетонов в армированных конструкциях позволяет либо увеличить прочность конструкции, либо уменьшить количество и стоимость металла, вводимого в армированный бетон. Появляется возможность создания армированных конструкций с прочностью на сжатие 250 - 300 МПа. Открываются возможности создания сооружений нового технического уровня.The following are the main mechanical and physical characteristics of especially durable cement concrete made on a technological line of the claimed method:
cubic strength at the age of 28 days. - 120 - 155 MPa
prismatic strength (R in ) - / 0.80 - 0.90 /
modulus of elasticity (E in ) - / 50 - 60 / MPa
ultimate deformability of longitudinal compression (ε iv ) - / 2.4 - 2.8 / • 10 -3
microcracking boundaries - -R о sgs = / 0.62 - 0.78 / P in - -Rν sgs = (0.82 - 0.95) P in
Poisson's ratio ν - 0.19 - 0.23
scale factor (K m ) - 1.00
strength gain over time:
by 1 year - K τ = 1.10 - 1.20
5 years old - K τ = 1.15 - 1.35
frost resistance / F / - more than 800 cycles
water resistance (W) - more than 1.2 MPa
coefficient of variation (C ν )
mechanical properties - up to 5%
physical properties - up to 12%
bulk density (ρ in ) - 2.65 - 2.72 t / m 3
The use of particularly durable cement concrete will reduce the weight of centrally compressed structures by 2 times, eccentrically compressed - by 20 - 30%, bending elements - up to 30%. The use of particularly strong concrete in reinforced structures allows either to increase the strength of the structure, or to reduce the amount and cost of the metal introduced into the reinforced concrete. There is the possibility of creating reinforced structures with a compressive strength of 250 - 300 MPa. Opportunities for creating structures of a new technical level are opening up.
Claims (4)
Vц : Vп : Vщ = 1,00 : 1,00 - 1,45 : 2,00 - 3,00,
причем количество воды затворения определяют по следующей зависимости:
где - проектная прочность бетона, МПа;
Rц - активность цемента, МПа;
Kв - поправочный коэффициент удобоукладываемости бетонной смеси, равный 1,15 для жесткой смеси и 1,05 для литой;
Ц - расход цемента, кг/м3;
A1 - коэффициент, учитывающий фактическую прочность песка, определяемую по показателю дробимости, равный 0,92 - 1,10;
A2 - коэффициент, учитывающий фактическую прочность щебня, определяемую по показателю дробимости, равный 0,90 - 1,07;
A3 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности и загрязненность мелкого заполнителя, равный 0,87 - 1,00 для природного песка и 1,00 - для дробленого песка;
водоцементное отношение при этом выдерживают в пределах В/Ц = 0,24 - 0,28, суперпластификатор вводят в смесь в количестве 0,5 - 1,0% от массы цемента, приготовление компоненты бетонной смеси подают в бетоносмеситель, заполняют его водой затворения, принудительно перемешивают и приготовленную бетонную смесь укладывают в конструкцию и выдерживают в заданном режиме.1. A method of manufacturing particularly durable cement concrete, comprising preparing a concrete mixture of fine and coarse aggregates, high-strength cement, superplasticizer and mixing water, laying the concrete mixture, compacting and hardening it with temperature and time conditions, characterized in that the aggregates are pre-prepared with removal of weak grains, extraneous impurities and fractionation, while sand is used as a fine aggregate with a crushing index of 5 - 30%, and as a large about the filler - crushed stone fractions of 5 - 10 mm or 5 - 10 and 10 - 20 mm in a ratio of 30 - 50% and 50 - 70%, respectively, with a crushing index of 4 - 8% with a volume ratio of cement, sand and crushed stone
V c : V p : V n = 1.00: 1.00 - 1.45: 2.00 - 3.00,
moreover, the amount of mixing water is determined by the following relationship:
Where - design strength of concrete, MPa;
R c - cement activity, MPa;
K in - correction coefficient of workability of the concrete mixture, equal to 1.15 for a rigid mixture and 1.05 for a cast;
C - cement consumption, kg / m 3 ;
A 1 - coefficient taking into account the actual strength of the sand, determined by the crushing index, equal to 0.92 - 1.10;
A 2 - coefficient taking into account the actual strength of crushed stone, determined by the crushing index, equal to 0.90 - 1.07;
A 3 - coefficient taking into account the surface condition and the contamination of fine aggregate, equal to 0.87 - 1.00 for natural sand and 1.00 for crushed sand;
the water-cement ratio is maintained within the range of W / C = 0.24 - 0.28, the superplasticizer is introduced into the mixture in an amount of 0.5 - 1.0% by weight of the cement, the preparation of the components of the concrete mixture is fed into the concrete mixer, filled with mixing water, forcedly mixed and the prepared concrete mixture is laid in the structure and maintained in a given mode.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97102933A RU2106327C1 (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Method and process line for manufacturing especially-high-strength cement concrete |
PCT/RU1997/000243 WO1998039271A1 (en) | 1997-03-04 | 1997-07-31 | Method for the preparation of a particularly solid cement concrete and technological line for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97102933A RU2106327C1 (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Method and process line for manufacturing especially-high-strength cement concrete |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2106327C1 true RU2106327C1 (en) | 1998-03-10 |
RU97102933A RU97102933A (en) | 1998-06-20 |
Family
ID=20190248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97102933A RU2106327C1 (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Method and process line for manufacturing especially-high-strength cement concrete |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2106327C1 (en) |
WO (1) | WO1998039271A1 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU85729A1 (en) * | 1949-06-07 | 1949-11-30 | В.М. Богданов | Tool for drilling without marking |
SU478726A1 (en) * | 1973-12-21 | 1975-07-30 | Специальное Конструкторское Бюро Главстройпрома | Plant for the manufacture of concrete products |
SU749666A2 (en) * | 1978-03-01 | 1980-07-25 | Предприятие П/Я М-5363 | Concrete mix preparing unit |
SU791547A2 (en) * | 1979-04-20 | 1980-12-31 | Ярославский политехнический институт | Unit for preparing concrete mix |
SU1052390A1 (en) * | 1982-08-26 | 1983-11-07 | Главюгстройматериалы | Flow line for making silica brick |
RU2033323C1 (en) * | 1991-12-12 | 1995-04-20 | Иван Владимирович Кобзев | Processing line for manufacturing of constructional products |
-
1997
- 1997-03-04 RU RU97102933A patent/RU2106327C1/en active
- 1997-07-31 WO PCT/RU1997/000243 patent/WO1998039271A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
О.Я. Берг, Е.Н. Щербаков, Г.Н. Писаренко. Высокопрочный бетон. М.: Стройиздат, 1971, с.52 - 56. Tognon G., Urstella P., and Copetti G., Design and properties of concrete with strength over 1500 kg/sm 3 , Gournal of American Concrete Institute, 180, 1977, N 3, pp. 171 - 178. Walzk, Uber die Herstellung von Beton hochster Festigkeit Beton, 16, 1966, H.8, S.S. 320 - 321. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1998039271A1 (en) | 1998-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dhonde et al. | Fresh and hardened properties of self-consolidating fiber-reinforced concrete | |
CN108529966B (en) | Seepage-proofing anti-cracking pumped concrete component design method and pouring forming method | |
CN108409211B (en) | Dry-mixed mortar and preparation method and application thereof | |
CN106522456A (en) | Green and environmentally-friendly concrete hollow block and production method thereof | |
EP3129201B1 (en) | Process for the preparation of masonry composite materials | |
CN105152597A (en) | Recycled aggregate concrete adopting waste clay bricks and waste concrete and preparation method of recycled aggregate concrete | |
CN117105546B (en) | Metal-rich cement additive and application thereof in improving concrete performance by using reinforcing steel bars | |
EP1144180A1 (en) | Method and apparatus for the manufacture of slabs of stone material | |
JPS622962B2 (en) | ||
RU2106327C1 (en) | Method and process line for manufacturing especially-high-strength cement concrete | |
CN111187035A (en) | Method for designing mix proportion of machine-made sand pumping concrete | |
CN110421683A (en) | A kind of production technology of building structure integration heat-insulation wall plate | |
CN112551981A (en) | C120 steel fiber concrete and manufacturing method thereof | |
JP3995087B2 (en) | Construction method of steel plate concrete structure | |
CN113213835A (en) | Application of filling material containing tailings and waste tire rubber filaments in yielding support of underground chamber | |
WO2004080912A1 (en) | A method for producing structural lightweight aggregate concrete | |
RU2764758C1 (en) | Composite raw mix for manufacture of hydraulic piles | |
Miguel Lopes Crucho et al. | Assessment of a Cement Bound Granular Mixture Using Recycled Concrete Aggregate and Coconut Fiber | |
Zulkarnain et al. | Effect of adding steel fiber and viscocrete 8670-Mn tensile on the strength test of concrete | |
Nooruddin et al. | Strength of Nano Concrete using Nano Silica | |
JP5974534B2 (en) | Lightweight immediate demolding block and manufacturing method thereof | |
RU2010020C1 (en) | Process for preparation and proportion of concrete mix, process for prefabrication of concrete and reinforced concrete members, method for erection, restoration or renewal of buildings and engineering constructions | |
Askarovich | Fine-Grained Concrete | |
RU2531981C1 (en) | Production of self-compacting super strong reactive powder fibro-mortar with high fluidity and method for production of concrete articles from said mix | |
JP4164515B2 (en) | Concrete secondary product manufacturing method, concrete secondary product manufacturing equipment |