RU2189366C2 - Raw mixture for extra strength and heavy concrete preparing - Google Patents

Raw mixture for extra strength and heavy concrete preparing Download PDF

Info

Publication number
RU2189366C2
RU2189366C2 RU2000111217A RU2000111217A RU2189366C2 RU 2189366 C2 RU2189366 C2 RU 2189366C2 RU 2000111217 A RU2000111217 A RU 2000111217A RU 2000111217 A RU2000111217 A RU 2000111217A RU 2189366 C2 RU2189366 C2 RU 2189366C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
scale
fractions
fraction
water
Prior art date
Application number
RU2000111217A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000111217A (en
Inventor
Н.В. Свиридов
А.К. Белов
В.Д. Гуськов
О.И. Данченко
М.Г. Коваленко
В.Я. Крюков
А.С. Немтин
К.Б. Ходасевич
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро специального машиностроения"
Открытое акционерное общество "Ижорские заводы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро специального машиностроения", Открытое акционерное общество "Ижорские заводы" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро специального машиностроения"
Priority to RU2000111217A priority Critical patent/RU2189366C2/en
Publication of RU2000111217A publication Critical patent/RU2000111217A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2189366C2 publication Critical patent/RU2189366C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/20Retarders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/32Superplasticisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00241Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0031Heavy materials, e.g. concrete used as ballast material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: building materials. SUBSTANCE: raw mixture for preparing extra strength and heavy concrete involving cement of grade M 500, not less, large and small filling agents of fractions 10-20 mm, 5-10 mm, 1.25-5 mm, 0.16-1.25 mm prepared of scale, cast iron or steel shots of number 1.8-3.6, water, superplasticizing agent based on a condensation product of naphthalene sulfoacid sodium salts with formaldehyde and nitrilotrimethylenephosphonic acid as a retardant of the raw mixing. The consumption of components, kg/m3 of concrete is the following: cement of grade M 500, not less, 450-650; large filling agent prepared of scale: fraction 10-20 mm, 650-1000; fraction 5-10 mm, 540-800; small filling agent prepared of scale: fraction 1.25-5 mm, 400-650; fraction 0.16-1.25 mm, 500-700; cast iron or steel shots, 800-1500; water, 120-210; superplasticizing agent, 3.0-9.0; retardant of concrete mixture seizing, 0.4-0.9. The proposed concrete is used for making metal-concrete containers for transport and/or storage of depleted nuclear fuel and providing the enhancement of radiation-protective properties of metal-concrete containers. EFFECT: increased density and strength of concrete, expanded assortment of scale used as a filling agent for concrete. 2 cl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к сырьевой смеси для приготовления особо прочного и тяжелого бетона, преимущественно для контейнеров для длительного хранения и/или транспортировки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и радиоактивных отходов (РАО), а также для конструкций биологической защиты реакторов. The invention relates to building materials, in particular to a raw material mixture for the preparation of particularly strong and heavy concrete, mainly for containers for long-term storage and / or transportation of spent nuclear fuel (SNF) and radioactive waste (RAW), as well as for structures for the biological protection of reactors.

Известны контейнеры для транспортировки и хранения ОЯТ, способ изготовления которых включает бетонирование резервуара в виде стакана (патент ФРГ 3331892, кл. G 21 F 5/02, 1986, патент ГДР 235353, кл. G 21 F 5/00, 1986). Containers for transportation and storage of spent nuclear fuel are known, the manufacturing method of which includes concreting the tank in the form of a glass (German patent 3331892, class G 21 F 5/02, 1986, patent GDR 235353, class G 21 F 5/00, 1986).

В соответствии с нормами радиационной безопасности и требованиями МАГАТЭ подобные контейнеры должны обеспечивать высокие радиационно-защитные и прочностные свойства, в том числе при аварийных ситуациях, возможных в процессе транспортировки и хранения ОЯТ. Например, предъявляемые нормативными документами МАГАТЭ требования к контейнеру включают обеспечение
радиационной безопасности персонала при транспортировке и хранении контейнера;
герметичности при аварийном падении с высоты 9 м на жесткое основание или на штырь диаметром 150 мм с высоты 1 м;
стойкости к воздействию ударной волны с давлением во фронте 30 кПа;
сохранности при падении на контейнер самолета массой 20 т при скорости самолета 200 м/с;
стойкости к тепловому воздействию при пожаре при 800oС в течение 30 мин;
длительной эксплуатации при отрицательной температуре до минус 50oС.
In accordance with radiation safety standards and the requirements of the IAEA, such containers should provide high radiation-protective and strength properties, including in emergency situations, possible during the transportation and storage of spent nuclear fuel. For example, IAEA regulatory requirements for a container include providing
radiation safety of personnel during transportation and storage of the container;
tightness in the event of an accidental fall from a height of 9 m onto a rigid base or onto a pin with a diameter of 150 mm from a height of 1 m;
resistance to shock waves with a front pressure of 30 kPa;
safety when falling onto a container of an airplane weighing 20 tons at an airplane speed of 200 m / s;
resistance to thermal effects in case of fire at 800 o C for 30 min;
long-term operation at negative temperatures up to minus 50 o C.

При этом, исходя из технико-экономических требований по снижению затрат на организацию контейнерного хранения ОЯТ, возникает необходимость создания контейнеров относительно большого полезного объема (с максимальной вместимостью ОЯТ) при определенных (в частности транспортных) ограничениях их по наружному габариту. At the same time, based on the technical and economic requirements for reducing the costs of organizing SNF container storage, it becomes necessary to create containers of a relatively large usable volume (with a maximum SNF capacity) under certain (in particular, transport) restrictions on their external dimensions.

Перечисленные требования определили необходимость создания и применения бетонов с максимально возможной плотностью при достаточно высокой прочности и минимальном значении стоимости. These requirements have identified the need to create and use concrete with the highest possible density with a sufficiently high strength and minimum value.

Известен тяжелый бетон для изготовления контейнера для транспортировки и хранения ОЯТ, содержащий в 1 м3 от 280 до 370 кг цемента, от 2800 до 3400 кг наполнителя; содержание воды определяется отношением вода-цемент в интервале 0,40-0,60. В качестве наполнителя используют от 650 до 800 кг барита и от 2000 до 2400 кг гематита. Тяжелый бетон имеет предел прочности на сжатие от 40 от 60 МПа в 28 сут, плотность бетонной смеси 3800 кг/м3, а бетона в сухом состоянии - до 3500 кг/м3 (ЕПВ, 0264321, кл. С 04 В 20/00, 1988).Known heavy concrete for the manufacture of a container for transportation and storage of spent nuclear fuel, containing in 1 m 3 from 280 to 370 kg of cement, from 2800 to 3400 kg of filler; the water content is determined by the ratio of water-cement in the range of 0.40-0.60. From 650 to 800 kg of barite and from 2000 to 2400 kg of hematite are used as filler. Heavy concrete has a compressive strength of 40 to 60 MPa per 28 days, the density of the concrete mixture is 3800 kg / m 3 , and concrete in the dry state is up to 3500 kg / m 3 (EPO, 0264321, class C 04 V 20/00 1988).

Недостатками указанного тяжелого бетона являются
низкая прочность бетона из-за недостаточной прочности баритового заполнителя и высокого водоцементного отношения бетонной смеси;
низкая огнестойкость бетона из-за малого сопротивления огневым воздействиям указанного заполнителя;
недостаточная плотность и, соответственно, радиационно-защитные свойства бетона применительно к конструкции контейнера, предназначенного для хранения высокоактивного ОЯТ.
The disadvantages of this heavy concrete are
low strength of concrete due to insufficient strength of barite aggregate and high water-cement ratio of concrete mix;
low fire resistance of concrete due to the low resistance to fire effects of the specified aggregate;
insufficient density and, accordingly, radiation-protective properties of concrete in relation to the design of the container intended for storage of highly active SNF.

Также известна сырьевая смесь для приготовления тяжелого бетона класса В20 на окалине прокатного производства, предназначенная для защитных экранов от радиоактивных излучений (Строительство атомных электростанций/ Под ред. В. Б. Дубровского, М.: Энергоатомиздат, 1987, с.122, табл. 5.7). Состав сырьевой смеси следующий, кг на м3 бетона:
Крупный заполнитель из окалины фракции 5-10 мм - 1858
Мелкий заполнитель из окалины фракции 0-5 мм - 1380
Цемент активностью 48 МПа - 401
Вода - 248
Плотность сырьевой (бетонной) смеси ρ=3887 кг/м3, плотность бетона в возрасте 28 суток естественного твердения ρ = 3820 кг/м3, подвижность бетонной смеси - 14 см осадки стандартного конуса, прочность в 28-суточном возрасте - 23,2 МПа.
Also known is the raw material mixture for the preparation of heavy concrete of class B20 on mill scale, intended for protective shields from radioactive radiation (Construction of nuclear power plants / Edited by V. B. Dubrovsky, M .: Energoatomizdat, 1987, p. 122, table 5.7. ) The composition of the raw mix is as follows, kg per m 3 of concrete:
Coarse aggregate of scale 5-10 mm - 1858
Fine aggregate of scale 0-5 mm - 1380
Cement with an activity of 48 MPa - 401
Water - 248
The density of the raw material (concrete) mixture ρ = 3887 kg / m 3 , the density of concrete at the age of 28 days of natural hardening ρ = 3820 kg / m 3 , the mobility of the concrete mixture is 14 cm of precipitation of a standard cone, the strength at 28 days of age is 23.2 MPa

К недостаткам известной сырьевой смеси можно отнести низкую прочность бетона и наличие существенной усадки бетона в процессе твердения. Кроме того, высокое водоцементное отношение (В/Ц=0,62) приводит к большому количеству воды, не участвующей в химических реакциях гидратации и, соответственно, к большому объему пор и снижению радиационно-защитных свойств бетона. The disadvantages of the known raw mix are the low strength of concrete and the presence of significant shrinkage of concrete in the hardening process. In addition, a high water-cement ratio (W / C = 0.62) leads to a large amount of water that is not involved in chemical hydration reactions and, consequently, to a large pore volume and a decrease in the radiation-protective properties of concrete.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является сырьевая смесь для приготовления особо прочного и тяжелого бетона классов В80 - В105 и марок по средней плотности Д4000-Д4100 (патент РФ 2100304, кл. С 04 В 28/00, G 21 F 5/00, 1/4, 1997) Состав сырьевой смеси следующий, кг/м3 бетона:
Цемент марки не ниже М 500 - 610-650
Крупный заполнитель из окалины машинной огневой зачистки:
фракции 10-20 мм - 800-1000
фракции 5-10 мм - 900-1200
Мелкий заполнитель из упомянутой окалины:
фракции 1,25-5 мм - 400-500
фракции 0,63-1,25 мм - 400-500
фракции 0,16-0,63 мм - 500-650
Вода - 165-180
Суперпластификатор на основе Na-солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом в количестве 0,5-1% от массы расхода цемента.
Closest to the proposed invention is a raw material mixture for the preparation of particularly strong and heavy concrete of classes B80 - B105 and grades of medium density D4000-D4100 (RF patent 2100304, class C 04 B 28/00, G 21 F 5/00, 1 / 4, 1997) The composition of the raw mix is as follows, kg / m 3 concrete:
Cement grade not lower than M 500 - 610-650
Coarse aggregate from the scale of machine firing:
fractions of 10-20 mm - 800-1000
fractions of 5-10 mm - 900-1200
Fine aggregate from the said scale:
fractions of 1.25-5 mm - 400-500
fractions of 0.63-1.25 mm - 400-500
fractions 0.16-0.63 mm - 500-650
Water - 165-180
Superplasticizer based on Na-salts of the condensation product of naphthalenesulfonic acid with formaldehyde in an amount of 0.5-1% by weight of cement consumption.

Однако в известной сырьевой смеси используется лишь один вид тяжелого заполнителя - окалина машинной огневой зачистки, что практически исключает возможность получения бетона с классом прочности свыше В 105 при плотности свыше 4100 кг/м3.However, in the known raw material mixture, only one type of heavy aggregate is used - the scale of machine firing, which virtually eliminates the possibility of producing concrete with a strength class of more than B 105 at a density of more than 4100 kg / m 3 .

Предложенное изобретение направлено на создание особо прочного (Rсж= 600-1400 кг/см2) и тяжелого (Д4200-4500) бетона классов В90 - В135 как защитного и конструкционного элемента металобетонного контейнера (МБК) для транспортировки и длительного хранения ОЯТ.The present invention is directed to a highly durable (R SJ = 600-1400 kg / cm 2) and heavy (D4200-4500) B90 concrete classes - V135 both protective and structural member metalobetonnogo container (IBC) for the transportation and storage of spent nuclear fuel long.

Указанная задача решается благодаря тому, что сырьевая смесь для приготовления особо прочного и тяжелого бетона, включаяющая цемент марки не ниже М 500, крупный и мелкий заполнители фракций 10-20 мм, 5-10 мм, 1,25-5 мм, 0,16-1,25 мм из окалины, воду и суперпластификатор на основе Na-солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, согласно изобретению дополнительно содержит в качестве заполнителя дробь чугунную или стальную номера 1,8-3,6 при следующем расходе компонентов в кг на м бетона:
Цемент марки не ниже М 500 - 450-650
Крупный заполнитель из окалины:
фракции 10-20 мм - 650-1000
фракции 5-10 мм - 540-800
Мелкий заполнитель из окалины:
фракции 1,25-5 мм - 400-650
фракции 0,16-1,25 мм - 500-700
Дробь чугунная или стальная номера 1,8-3,6 - 800-1500
Вода - 120-210
Суперпластификатор на основе Na-солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом - 3,0-9,0
Вместе с этим в другом варианте сырьевая смесь дополнительно содержит в качестве замедлителя схватывания сырьевой смеси нитрилотриметиленфосфоновую кислоту (НТФ) при расходе 0,4-0,9 кг на м3 бетона.
This problem is solved due to the fact that the raw material mixture for the preparation of particularly strong and heavy concrete, including cement of grade not lower than M 500, coarse and fine aggregates of fractions 10-20 mm, 5-10 mm, 1.25-5 mm, 0.16 -1.25 mm from scale, water and a Na-salt-based superplasticizer of the condensation product of naphthalene sulfonic acid with formaldehyde according to the invention additionally contains cast iron or steel shot numbers 1.8-3.6 as filler at the following component consumption in kg per m of concrete :
Cement grade not lower than M 500 - 450-650
Large scale aggregate:
fractions of 10-20 mm - 650-1000
fractions of 5-10 mm - 540-800
Fine scale aggregate:
fractions of 1.25-5 mm - 400-650
fractions 0.16-1.25 mm - 500-700
Fraction pig-iron or steel numbers 1.8-3.6 - 800-1500
Water - 120-210
Superplasticizer based on Na-salts of the condensation product of naphthalene sulfonic acid with formaldehyde - 3.0-9.0
At the same time, in another embodiment, the raw material mixture further comprises nitrilotrimethylene phosphonic acid (NTP) as a retarder for setting the raw material mixture at a flow rate of 0.4-0.9 kg per m 3 of concrete.

Необходимую окалину выбирают на металлургическом производстве от различных технологических процессов. Критерием пригодности является
истинная плотность окалины 5,0-5,6 г/см3;
марка по дробимости крупных фракций не ниже "1000"
отсутствие в массе окалины вредных примесей, регламентируемых ГОСТ 8267-93 "Щебень и гравий из плотных горных пород. Технические условия" и ГОСТ 8736-93 "Песок для строительных работ. Технические условия".
The necessary scale is chosen in the metallurgical industry from various technological processes. Suitability criterion is
the true density of the scale of 5.0-5.6 g / cm 3 ;
mark for crushing of large fractions not lower than "1000"
absence in the mass of scale of harmful impurities regulated by GOST 8267-93 "Crushed stone and gravel from dense rocks. Technical conditions" and GOST 8736-93 "Sand for construction work. Technical conditions".

Окалину до применения в дело рассеивают на стандартные фракции 10-20; 5-10; 1,25-2,5; 0,16-1,25 мм, удаляют зерна крупнее 20 мм и посторонние включения. Dross before application in the case is dispersed into standard fractions 10-20; 5-10; 1.25-2.5; 0.16-1.25 mm, grains larger than 20 mm and foreign inclusions are removed.

Массу заполнителей выбирают по требуемой средней плотности бетона в диапазоне марок Д3300-Д4500, удобоукладываемости бетонной смеси в зависимости от геометрических размеров заполняемого бетонной смесью объема. Расход цемента и воды назначают в соответствии с вышеуказанными требованиями, а также по заданному классу бетона по прочности. The mass of aggregates is selected according to the required average density of concrete in the range of grades D3300-D4500, workability of concrete mix depending on the geometric dimensions of the volume filled with concrete mix. The consumption of cement and water is prescribed in accordance with the above requirements, as well as for a given class of concrete for strength.

Предлагаемое техническое решение позволяет
повысить среднюю плотность и прочность бетона на 15-20%, т.е. достичь по прочности класса В 135 (150 МПа) при плотности до 4500 кг/м3, что обеспечивает повышение радиационно-защитных свойств МБК при одновременном повышении прочности МБК;
расширить номенклатуру окалины, употребляемой в качестве заполнителя для бетона, что упрощает организацию поставки окалины.
The proposed technical solution allows
increase the average density and strength of concrete by 15-20%, i.e. to achieve class B strength 135 (150 MPa) at a density of up to 4,500 kg / m 3 , which provides an increase in the radiation-protective properties of MBC while increasing the strength of MBC;
expand the range of scale used as aggregate for concrete, which simplifies the organization of the supply of scale.

Исследования по подбору составов сырьевой смеси производились методом многофакторного эксперимента с варьированием соотношения компонентов и их характеристик, указанных в формуле изобретения. Studies on the selection of the composition of the raw mixture were carried out by the method of multivariate experiment with varying the ratio of components and their characteristics indicated in the claims.

В таблице 1 приведены примеры составов сырьевой смеси на заполнителях из окалины и стальной дроби, портландцементе М 600, основные механические и физические характеристики сырьевой смеси и бетона (в таблице С-3 - суперпластификатор на основе Na-солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, ТУ 6-36-0204229-625-90: В/Ц - водоцементное отношение; OK - осадка конуса). В составах 1...12 замедлитель схватывания сырьевой смеси НТФ не использовали, так как он не влияет на свойства бетона и необходим лишь в условиях производства при длительном бетонировании изделия (более 2 часов). Table 1 shows examples of the composition of the raw material mixture on fillers of scale and steel shot, Portland cement M 600, the main mechanical and physical characteristics of the raw material mixture and concrete (table C-3 - superplasticizer based on Na-salts of the condensation product of naphthalene sulfonic acid with formaldehyde, TU 6 -36-0204229-625-90: W / C - water-cement ratio; OK - cone sediment). In compositions 1 ... 12, the retarder of setting the raw mix of NTF was not used, since it does not affect the properties of concrete and is necessary only in production conditions with prolonged concreting of the product (more than 2 hours).

В вариантах осуществления изобретения использовалась окалина, которая образовывалась в процессе обработка стальных заготовок на ОАО "Ижорские заводы" (Санкт-Петербург). В таблице 2 представлены характеристики окалины. In embodiments of the invention, scale was used, which was formed during the processing of steel billets at OAO Izhorskiye Zavody (St. Petersburg). Table 2 presents the characteristics of the scale.

Прочность бетона определялась испытанием стандартных образцов (ГОСТ 10180-78 "Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам"), удобоукладываемость определялась в соответствии с требованиями ГОСТ 10181.1-81 "Бетонные смеси. Методы определения удобоукладываемоста", средняя плотность определялась в соответствии с требованиями ГОСТ 12730.1-78 "Бетоны. Методы определения плотности". The strength of concrete was determined by testing standard samples (GOST 10180-78 "Concretes. Methods for determining the strength of control samples"), workability was determined in accordance with the requirements of GOST 10181.1-81 "Concrete mixtures. Methods for determining workability", the average density was determined in accordance with the requirements of GOST 12730.1-78 "Concrete. Methods for determining the density."

Более высокие прочность и плотность бетона, чем в известном решении по п. РФ 2100304, получены благодаря введению в состав сырьевой смеси стальной или чугунной дроби и частичного замещения ею мелкого заполнителя из окалины. Higher strength and density of concrete than in the well-known solution according to Clause RF 2100304 were obtained due to the introduction of steel or cast iron fractions into the composition of the raw material mixture and its partial replacement of fine aggregate from scale.

Эффективная роль мелкого заполнителя из стальной или чугунной дроби стала возможной благодаря применению растворной части весьма высокой средней плотности (цемент, вода, пластификатор и мелкая окалина - 0,16-5 мм) в жидком состоянии. В варианте осуществления изобретения она составляет 2800-3200 кг/м3.The effective role of fine aggregate from steel or cast iron shots became possible due to the use of the mortar part of a very high average density (cement, water, plasticizer and fine scale - 0.16-5 mm) in the liquid state. In an embodiment of the invention, it is 2800-3200 kg / m 3 .

Новым в изобретении по сравнению с прототипом является, в частности, использование в качестве мелкого заполнителя окалины размером фракций до 5 мм в сочетании со стальной или чугунной дробью, что обеспечивает возможность повышения прочности и плотности соответственно до 150 МПа (класс В 135) и 4500 кг/м3 вместо 123,5 МПа (класс 110) и 4100 кг/м3.New in the invention in comparison with the prototype is, in particular, the use as a fine aggregate of scale of fractions up to 5 mm in combination with steel or cast iron shots, which makes it possible to increase strength and density, respectively, up to 150 MPa (class B 135) and 4500 kg / m 3 instead of 123.5 MPa (class 110) and 4100 kg / m 3 .

Высокая средняя плотность растворной части обеспечивает однородное распределение дроби по высоте, например, МБК и создает условия для широкого применения дроби в радиационно-защитном бетоне. В таблице 3 приведены примеры укладки и уплотнения сырьевой смеси в цилиндрические образцы диаметром 250 и высотой 800 мм. Смесь уплотнялась стандартным глубинными промышленным вибратором. После уплотнения цилиндрическую форму разбирали и из нижней, средней и верхней частей образца отбирали пробы сырьевой смеси из расчета на 4 образца размером 100х100х100 мм. В опытах использованы составы сырьевой смеси 1, 3, 5, 8, 11 (таблица 1). The high average density of the mortar part provides a uniform distribution of the shot over the height, for example, MBK, and creates the conditions for the widespread use of shot in radiation-protective concrete. Table 3 shows examples of laying and compaction of the raw mix in cylindrical samples with a diameter of 250 and a height of 800 mm The mixture was compacted with a standard deep industrial vibrator. After compaction, the cylindrical shape was disassembled and samples of the raw mix were taken from the lower, middle and upper parts of the sample for 4 samples of 100x100x100 mm in size. In the experiments, the compositions of the raw mix 1, 3, 5, 8, 11 were used (table 1).

В таблице 3 приведены средние значения по результатам испытаний 4-х образцов. Размах значений в серии между минимальной и максимальной величинами не превышал 7%. Table 3 shows the average values for the test results of 4 samples. The range of values in the series between the minimum and maximum values did not exceed 7%.

За 100% принята средняя плотность бетона всего цилиндрического образца и средняя прочность, определенная путем испытании 4-х образцов, приготовленных из бетонной смеси перед укладкой ее в цилиндр. The average density of concrete of the entire cylindrical sample and the average strength determined by testing 4 samples prepared from concrete mix before laying it in the cylinder were taken as 100%.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо. Все компоненты сырьевой смеси выпускаются промышленностью, в том числе отечественной. На используемые материалы имеются следующие стандарты и технические условия: ГОСТ 10178-85 "Портландцемент, шлакопортландцемент. Технические условия", ГОСТ 24211-91 "Добавки для бетонов. Общие технические требования", ГОСТ 11964-81 "Дробь чугунная и стальная техническая. Общие технические условия", ГОСТ 23732-79 "Вода для бетонов и растворов. Технические условия." Технология приготовления бетонной смеси базируется на серийном отечественном оборудовании. The proposed solution is industrially applicable. All components of the raw mix are produced by industry, including domestic. The following standards and specifications are available for the materials used: GOST 10178-85 "Portland cement, slag Portland cement. Technical conditions", GOST 24211-91 "Additives for concrete. General technical requirements", GOST 11964-81 "Fraction of pig-iron and steel technical. General technical conditions ", GOST 23732-79" Water for concrete and mortars. Technical conditions. " The technology for the preparation of concrete mix is based on serial domestic equipment.

Техническая эффективность предлагаемого бетона для изделий и конструкций ядерной энергетики по сравнению с прототипом состоит в том, что обеспечивается получение бетонов со средней плотностью до 4500 кг/м3 включительно, повышение прочности на сжатие на 15-20% и достижение ее величины до 150 МПа, упрощение технологии подготовки заполнителей из окалины и значительное расширение количества видов используемой окалины.The technical efficiency of the proposed concrete for products and structures of nuclear energy compared with the prototype is that it provides concrete with an average density of up to 4500 kg / m 3 inclusive, increase compressive strength by 15-20% and achieve its value up to 150 MPa, simplification of the technology for the preparation of aggregates from scale and a significant increase in the number of types of used scale.

Claims (1)

1. Сырьевая смесь для приготовления особо прочного и тяжелого бетона, включающая цемент марки не ниже М 500, крупный и мелкий заполнители фракций 10-20 мм, 5-10 мм, 1,25-5 мм, 0,16-1,25 мм из окалины, воду и суперпластификатор на основе Na-солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве заполнителя дробь чугунную или стальную номера 1,8-3,6 при следующем расходе компонентов, кг на м3 бетона:
Цемент марки не ниже М 500 - 450-650
Крупный заполнитель из окалины:
фракции 10-20 мм - 650-1000
фракции 5-10 мм - 540-800
Мелкий заполнитель из окалины:
фракции 1,25-5 мм - 400-650
фракции 0,16-1,25 мм - 500-700
Дробь чугунная или стальная номера 1,8-3,6 - 800-1500
Вода - 120-210
Суперпластификатор на основе Na-солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом - 3,0-9,0
2. Сырьевая смесь по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве замедлителя схватывания сырьевой смеси нитрилотриметиленфосфоновую кислоту при расходе 0,4-0,9 кг на м3 бетона.
1. The raw material mixture for the preparation of particularly strong and heavy concrete, including cement grade not lower than M 500, coarse and fine aggregate fractions 10-20 mm, 5-10 mm, 1.25-5 mm, 0.16-1.25 mm from scale, water and a superplasticizer based on Na salts of the condensation product of naphthalenesulfonic acid with formaldehyde, characterized in that it additionally contains a cast-iron or steel shot number 1.8-3.6 as a filler with the following flow rate of components, kg per m 3 of concrete:
Cement grade not lower than M 500 - 450-650
Large scale aggregate:
fractions of 10-20 mm - 650-1000
fractions of 5-10 mm - 540-800
Fine scale aggregate:
fractions of 1.25-5 mm - 400-650
fractions 0.16-1.25 mm - 500-700
Fraction pig-iron or steel numbers 1.8-3.6 - 800-1500
Water - 120-210
Superplasticizer based on Na-salts of the condensation product of naphthalene sulfonic acid with formaldehyde - 3.0-9.0
2. The raw material mixture according to claim 1, characterized in that it additionally contains nitrilotrimethylene phosphonic acid as a retarder for setting the raw material mixture at a flow rate of 0.4-0.9 kg per m 3 of concrete.
RU2000111217A 2000-05-05 2000-05-05 Raw mixture for extra strength and heavy concrete preparing RU2189366C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000111217A RU2189366C2 (en) 2000-05-05 2000-05-05 Raw mixture for extra strength and heavy concrete preparing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000111217A RU2189366C2 (en) 2000-05-05 2000-05-05 Raw mixture for extra strength and heavy concrete preparing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000111217A RU2000111217A (en) 2002-04-10
RU2189366C2 true RU2189366C2 (en) 2002-09-20

Family

ID=20234248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000111217A RU2189366C2 (en) 2000-05-05 2000-05-05 Raw mixture for extra strength and heavy concrete preparing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2189366C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7402203B2 (en) * 2003-09-15 2008-07-22 Wheelabrator-Allevard High-wearing-resistant composite material comprising steel-based shot and method for producing said material
RU2453515C1 (en) * 2010-12-03 2012-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Балластные трубопроводы СВАП" Method to prepare concrete mixture to manufacture ballast pipe and device for previous preparation of concrete mixture tempering water
RU2712873C2 (en) * 2018-03-22 2020-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Предприятие Мастер Бетон", ООО "Предприятие Мастер Бетон" Concrete mixture

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7402203B2 (en) * 2003-09-15 2008-07-22 Wheelabrator-Allevard High-wearing-resistant composite material comprising steel-based shot and method for producing said material
RU2453515C1 (en) * 2010-12-03 2012-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Балластные трубопроводы СВАП" Method to prepare concrete mixture to manufacture ballast pipe and device for previous preparation of concrete mixture tempering water
RU2712873C2 (en) * 2018-03-22 2020-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Предприятие Мастер Бетон", ООО "Предприятие Мастер Бетон" Concrete mixture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Agrawal et al. Impact of replacement of natural river sand with geopolymer fly ash sand on hardened properties of concrete
EP1368283B1 (en) Composite material and shaped article with thermal conductivity and specific gravity on demand
Karmegam et al. Utilization of granite sawing waste in self compacting concrete
CN107117882B (en) A kind of reactive power concrete products and preparation method thereof
EP2784039B1 (en) Cement curing formulation and method for high-level radioactive boron waste resins from nuclear reactor
CN109824324A (en) A kind of concrete being used to prepare Radwastes treatment packing container and application
Sethy et al. Experimental investigation of strength properties of red mud concrete
CN116217195A (en) Solid waste-based wet spraying concrete and preparation method and application thereof
Sivakumar et al. Durability and mechanical characterization of concrete using alccofines
CN112209683B (en) Self-compacting C120 ready-mixed dry material concrete and preparation method thereof
RU2189366C2 (en) Raw mixture for extra strength and heavy concrete preparing
CN110981333B (en) Design method of LC 50-LC 80 light high-strength silicate ceramsite concrete mixing proportion
Safiuddin et al. Effect of quarry dust and mineral admixtures on the strength and elasticity of concrete
Agrawal et al. Utilization of ceramic waste as a sustainable building material
CN115043623A (en) Pumpable radiation-proof high-performance concrete and preparation method thereof
WO2017214108A1 (en) Strength enhancing admixtures for hydraulic cements
Mohapatra et al. Fresh, hardened and durability properties of concrete made with flyash and limestone based Portland composite cement
Ranjitham et al. Performance Assessment of Self Compacting Concrete Incorporating Mineral Admixtures
Awoyera et al. Novel concrete mixture using silica rich aggregates: Workability, strength and microstructural properties
RU2100304C1 (en) Raw mixture for extra strength and heavy concrete making
CN117049847B (en) Deep foundation pit supporting concrete and construction process thereof
Mani et al. Utilization of Ecosand and Flyash in aerated concrete for a richest mix design
Quang et al. Effect of fly ash and quartz powder on the properties of high-performance concrete
HASSAN et al. WASTE GLASS POWDER AS A PARTIAL CEMENT SUBSTITUTE IN CONCRETE
Nath Durability of conrete using fly ash as a partial replacement of cement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070506