RU2210552C2 - Concrete mix - Google Patents

Concrete mix Download PDF

Info

Publication number
RU2210552C2
RU2210552C2 RU2001111538/03A RU2001111538A RU2210552C2 RU 2210552 C2 RU2210552 C2 RU 2210552C2 RU 2001111538/03 A RU2001111538/03 A RU 2001111538/03A RU 2001111538 A RU2001111538 A RU 2001111538A RU 2210552 C2 RU2210552 C2 RU 2210552C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
portland cement
sand
ads
concrete
superplasticizer
Prior art date
Application number
RU2001111538/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001111538A (en
Inventor
Р.З. Рахимов
М.Г. Габидуллин
Д.С. Смирнов
Г.А. Клементьев
М.М. Рахимов
Ф.С. Хакимов
А.Ш. Низембаев
Ф.И. Давлетбаева
Original Assignee
Габидуллин Махмуд Гарифович
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 Габидуллин Махмуд Гарифович filed Critical Габидуллин Махмуд Гарифович
Priority to RU2001111538/03A priority Critical patent/RU2210552C2/en
Publication of RU2001111538A publication Critical patent/RU2001111538A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2210552C2 publication Critical patent/RU2210552C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: concrete mix for manufacturing high- quality concretes in fabrication of ferroconcrete items for underground tunnel construction and hydroengineering structures includes, wt +ACU-: as binding component, low-aluminate additive-free Portland cement M500, 17.97-18,23+ADs- broken granite fraction 5-10 mm, 17.97-18.24, and 10- 29 mm, 29.79-31.00+ADs- sand, 28.69-30.49+ADs- superplasticizer C-3, 0.076-0.136+ADs- mineral component (hermetic), 0.76-1.36+ADs- and water, the balance. Portland cement contains tricalcium aluminate in amount 4-7+ACU- of the weight of binder. Sand is, more particularly, river sand with fineness modulus 2-3. Ratio tricalcium aluminate (in Portland cement)/superplasticizer/hermetic is 10: 1: 10. EFFECT: intensified concrete strength growth in early stage and reduced expenses. 2 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам бетонных смесей для изготовления высококачественных железобетонных изделий подземного и гидротехнического строительства. The invention relates to building materials, in particular to compositions of concrete mixtures for the manufacture of high-quality reinforced concrete products of underground and hydraulic engineering.

Известны [Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. - М.: Стройиздат. - 1990 - с. 139] бетонные смеси для изготовления бетонов с прочностью при сжатии в 28 суточном возрасте до 50 МПа, содержащие портландцемент, высокопрочный заполнитель, песок, добавку в виде суперпластификатора и воду, а также с прочностью при сжатии в возрасте 28 суток до 65 МПа [там же с. 201]. Водонепроницаемость таких бетонов через 28 суток нормального хранения достигает марки W12 [там же, с. 223]. Known [Batrakov V. G. Modified Concretes. - M .: Stroyizdat. - 1990 - p. 139] concrete mixtures for the manufacture of concrete with compression strength at 28 days of age up to 50 MPa, containing Portland cement, high-strength aggregate, sand, an additive in the form of superplasticizer and water, and also with compression strength at the age of 28 days up to 65 MPa [ibid. from. 201]. The water resistance of such concrete after 28 days of normal storage reaches the brand W12 [ibid, p. 223].

Недостатком аналога является недостаточная прочность и водонепроницаемость бетона. The disadvantage of an analogue is the lack of strength and waterproofness of concrete.

Известна бетонная смесь [Шейнфельд А.В. Бетоны повышенной прочности и непроницаемости на портландцементе с добавками микрокремнезема различных ферросплавных производств. Специальность 05.23.05. Автореф. дис. канд. техн. наук, 04.9.10 01923, Москва, 1991, с.109] для приготовления высококачественных бетонов, включающая портландцемент М400, двухфракционный гранитный щебень, речной песок, суперпластификатор С-3, минеральный компонент в виде микрокремнезема и вода остальное при следующем соотношении компонентов:
Портландцемент М400 - 16,75-18,55
Щебень гранитный - 45,34-46,70
Песок речной - 26,39-27,21
Суперпластификатор С-3 - 0,16-0,41
Микрокремнезем МК - 1,85-3,35
Вода - Остальное
Недостатком является дороговизна и дефицитность микрокремнезема, а также сложность его доставки. Кроме того, бетоны, имеющие в своем составе МК, отличаются недостаточно интенсивным набором прочности в раннем возрасте.
Known concrete mixture [Scheinfeld A.V. Concretes of increased strength and impermeability on Portland cement with the addition of silica fume of various ferroalloy industries. Specialty 05.23.05. Abstract. dis. Cand. tech. Sciences, 04.9.10 01923, Moscow, 1991, p.109] for the preparation of high-quality concrete, including Portland cement M400, two-fraction granite crushed stone, river sand, S-3 superplasticizer, mineral component in the form of silica fume and water, the rest with the following ratio of components:
Portland cement M400 - 16.75-18.55
Granite crushed stone - 45.34-46.70
Sand of the river - 26.39-27.21
Superplasticizer S-3 - 0.16-0.41
Silica fume MK - 1.85-3.35
Water - Else
The disadvantage is the high cost and scarcity of silica fume, as well as the complexity of its delivery. In addition, concretes with MK in their composition are not sufficiently intensive in building strength at an early age.

Прототипом изобретения является бетонная смесь для изготовления высококачественных бетонов при производстве железобетонных изделий для подземного тоннелестроения и гидротехнических сооружений, включающая в качестве вяжущего низкоалюминатный бездобавочный портландцемент М500, гранитный щебень фракции 5-10 мм и 10-20 мм, песок, суперпластификатор С-3, минеральный компонент и воду [RU 2058952, С 04 В 7/02-04, опубл. 27.04.1996, 81с.]. The prototype of the invention is a concrete mixture for the manufacture of high-quality concrete in the production of reinforced concrete products for underground tunneling and hydraulic structures, including binder Portum cement M500, granite crushed stone fractions of 5-10 mm and 10-20 mm, sand, S-3 superplasticizer, as a binder. component and water [RU 2058952, C 04 V 7 / 02-04, publ. 04/27/1996, 81с.].

Недостатком прототипа является недостаточная прочность и сложность приготовления бетонной смеси. The disadvantage of the prototype is the lack of strength and complexity of the preparation of concrete mix.

Изобретение направлено на интенсификацию набора высококачественным бетоном прочности, особенно в раннем возрасте и снижения себестоимости изготовления бетона при сохранении высокой марки по водонепроницаемости. The invention is aimed at intensifying a set of high-quality concrete strength, especially at an early age and reducing the cost of manufacturing concrete while maintaining a high waterproof grade.

Результат достигается тем, что в бетонной смеси для изготовления высококачественных бетонов при производстве железобетонных изделий для подземного тоннелестроения и гидротехнических сооружений, включающей в качестве вяжущего низкоалюминатный бездобавочный портландцемент М500, гранитный щебень фракции 5-10 мм и 10-20 мм, песок, суперпластификатор С-3, минеральный компонент и воду, указанный портландцемент содержит трехкальциевый алюминат С3А в количестве 4-7 мас.% от вяжущего, в качестве песка используют песок речной с модулем крупности 2-3, а в качестве минерального компонента герметик "Акватрон-6", причем соотношение содержания трехкальциевого алюмината, С3А в портландцементе к содержанию С-3 и к герметику "Акватрон-6" определяется формулой С3А:С-3: "Акватрон-6"=10:1:10 при следующем соотношении компонентов мас.%:
Портландцемент М500 - 17,97-18,23
Щебень гранитный. фр. 5-10 мм - 14,24-15,25
Щебень гранитный фр. 10-20 мм - 29,79-31,00
Песок речной - 28,69-30,49
Суперпластификатор С-3 - 0,076-0,136
Герметик "Акватрон-6" - 0,76-1,36
Вода - Остальное
Характеристика компонентов.
The result is achieved in that in the concrete mix for the manufacture of high-quality concrete in the production of reinforced concrete products for underground tunneling and hydraulic structures, including low-aluminate additive-free Portland cement M500, granite crushed stone fractions of 5-10 mm and 10-20 mm, sand, C- superplasticizer 3, the mineral component and water, said Portland cement contains C 3 A tricalcium aluminate in an amount of 4-7 wt.% Of the binder, river sand with a particle size of 2-3 is used as sand, and as a mineral component, the Aquatron-6 sealant, and the ratio of the content of tricalcium aluminate, C 3 A in Portland cement to the content of C-3 and the Aquatron-6 sealant is determined by the formula C 3 A: C-3: "Aquatron-6" = 10: 1: 10 in the following ratio of components wt.%:
Portland cement M500 - 17.97-18.23
Granite crushed stone. fr. 5-10 mm - 14.24-15.25
Granite crushed stone 10-20 mm - 29.79-31.00
Sand of the river - 28.69-30.49
Superplasticizer S-3 - 0.076-0.136
Sealant "Aquatron-6" - 0.76-1.36
Water - Else
Characteristics of the components.

В качестве исходных компонентов для приготовления рекомендуемой в предлагаемом изобретении бетонной смеси использовались бездобавочный портландцемент марки "500" Вольского, Старо-Оскольского и Себряковского заводов с соответствующим содержанием С3А - 4%, 7 и 5,5% (ГОСТ 10178-85).As the initial components for the preparation of the concrete mixture recommended in the present invention, non-additive Portland cement of the “500” grade of the Volsky, Staro-Oskolsky and Sebryakovsky plants with the corresponding content of C 3 A - 4%, 7 and 5.5% (GOST 10178-85) was used.

В качестве крупного заполнителя использовался гранодиоритовый щебень Шершнинского месторождения (Урал) фр. 5-20 мм, соответствующий ГОСТ 8267-93, который предварительно фракционировался на две фракции 5-10 и 10-20 мм. Granodiorite crushed stone of the Shershninsky deposit (Ural) fr. 5-20 mm, corresponding to GOST 8267-93, which was previously fractionated into two fractions of 5-10 and 10-20 mm.

Мелкий заполнитель - речной кварцевый песок с модулем крупности 2,5-3 Камско-Устьинского карьероуправления РТ (ГОСТ 8736-93). Fine aggregate - river quartz sand with a particle size modulus of 2.5–3 of the Kama-Ustinsky quarry RT (GOST 8736-93).

Суперпластификатор С-3 (ТУ 6-36-02042229-625-90) использовался в сухом порошкообразном виде, из которого затем готовился водный раствор заданной плотности. Superplasticizer S-3 (TU 6-36-02042229-625-90) was used in dry powder form, from which an aqueous solution of a given density was then prepared.

В качестве минерального компонента использовали герметик "Акватрон-6" (г. Бийск, "Полиэкс"), соответствующий требованиям ТУ 75 080 05.080-97. "Акватрон-6" относится к семейству герметиков различного назначения, выпускаемых ОАО "Полиэкс". Это порошок серого цвета, представляющий собой смесь высокомарочного портландцемента и специально подготовленного кварцевого песка с регламентированной гранулометрией и модифицирующих добавок. Сроки схватывания: начало - не позднее 2 часов, конец - не позднее 5 часов, средняя плотность - 2,3 г/см3. Кроме того, он является многокомпонентным композитом, в который входят также и неорганические соли - нитраты, сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов и другие соединения.The Aquatron-6 sealant (Biysk, Polyex), which meets the requirements of TU 75 080 05.080-97, was used as the mineral component. "Aquatron-6" belongs to the family of sealants for various purposes, manufactured by Polyex OJSC. This is a gray powder, which is a mixture of high-quality Portland cement and specially prepared quartz sand with regulated granulometry and modifying additives. Setting time: start - not later than 2 hours, end - not later than 5 hours, average density - 2.3 g / cm 3 . In addition, it is a multicomponent composite, which also includes inorganic salts - nitrates, sulfates of alkali and alkaline earth metals and other compounds.

Технология приготовления бетонной смеси заключается в предварительном взвешивании компонентов, перемешивании в лабораторной мешалке щебня фракции 5-10 и 10-20 мм, песка, цемента и герметика "Акватрон-6" в сухом виде до получения однородного цвета, последующем добавлении 2/3 воды затворения и повторном перемешивании. Через 100-120 секунд вводится оставшаяся 1/3 воды вместе с добавкой суперпластификатора в виде 10% раствора. Общее время перемешивания составляет 3 минуты. После чего проводят стандартное определение подвижности и средней плотности уплотненной бетонной смеси. The technology for preparing the concrete mixture consists in pre-weighing the components, mixing in the laboratory mixer a gravel of fractions 5-10 and 10-20 mm, sand, cement and Akvatron-6 sealant in dry form until a uniform color is obtained, followed by adding 2/3 of the mixing water and re-mixing. After 100-120 seconds, the remaining 1/3 of the water is introduced along with the addition of a superplasticizer in the form of a 10% solution. The total mixing time is 3 minutes. Then conduct a standard definition of mobility and average density of compacted concrete mix.

Приготовленную смесь укладывают в стандартные формы кубиков 10•10•10 см, уплотняют на виброплощадке и выдерживают в нормальных условиях при температуре 20oС и влажности 95%.The prepared mixture is placed in standard cubes of 10 • 10 • 10 cm, compacted on a vibrating plate and kept under normal conditions at a temperature of 20 o C and a humidity of 95%.

Примеры составов в предлагаемой бетонной смеси приведены в табл. 1. Физико-механические свойства бетонов предлагаемых составов приведены в табл. 2. Examples of compositions in the proposed concrete mixture are given in table. 1. Physico-mechanical properties of concrete of the proposed compositions are given in table. 2.

Введение герметика "Акватрон-6" в бетонную смесь способствует формированию более плотной водонепроницаемой структуры бетона, т.к. при взаимодействии с водой неорганические соли минеральных кислот герметика образуют стабильные кристаллогидраты, которые блокируют продвижение жидкости по капиллярам. Введение "Акватрон-6" в смесь приводит к изменению фазового состава и поровой структуры цементного камня бетона в результате образования низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH. Это приводит к перераспределению дифференциальной пористости: уменьшению количества капиллярных пор (диаметром 5•10-3-4•10-1 мкм) и увеличению количества пор геля (диаметром 1•10-3-5•10-3), что также является следствием повышения степени гидратации. Совместное действие трех факторов: С3А, С-3 и "Акватрон-6", способствует в еще большей степени формированию непроницаемой структуры бетона.The introduction of the Aquatron-6 sealant into the concrete mix contributes to the formation of a denser waterproof structure of concrete, as when interacting with water, inorganic salts of the sealant's mineral acids form stable crystalline hydrates, which block the progress of the liquid through the capillaries. The introduction of "Aquatron-6" into the mixture leads to a change in the phase composition and pore structure of the concrete cement stone as a result of the formation of low-basic calcium hydrosilicates of the CSH type. This leads to a redistribution of differential porosity: a decrease in the number of capillary pores (with a diameter of 5 • 10 -3 -4 • 10 -1 microns) and an increase in the number of pores of the gel (with a diameter of 1 • 10 -3 -5 -5 • 10 -3 ), which is also a consequence increase the degree of hydration. The combined effect of three factors: C 3 A, C-3 and Aquatron-6, contributes even more to the formation of an impermeable concrete structure.

Экспериментально доказано, что при соблюдении соотношения содержания С3А в минералогическом составе портландцементного клинкера к содержанию С-3 (мас.%) и к "Акватрон-6", равного 10:1:10, достигаются максимальные значения физико-механических свойств бетона. В случае увеличения С3А снижается эффективность суперпластификатора, поскольку адсорбционная способность алюминатных фаз значительно превосходит адсорбционную способность силикатных. Увеличение содержания С-3 приводит к увеличению адсорбционных слоев на твердой фазе или на ее активных центрах, что затрудняет последующую коагуляцию мелких и средних по размеру частиц до крупных блоков и экранирования межмолекулярного притяжения, что в свою очередь приводит к увеличению сроков схватывания и замедлению процессов структурообразования. Снижение или увеличение герметика "Акватрон-6" приводит к снижению водонепроницаемости в первом случае и снижению прочности во втором.It has been experimentally proved that, while observing the ratio of the content of C 3 A in the mineralogical composition of Portland cement clinker to the content of C-3 (wt.%) And Aquatron-6, equal to 10: 1: 10, the maximum values of the physicomechanical properties of concrete are achieved. In the case of an increase in C 3 A, the effectiveness of the superplasticizer decreases, since the adsorption capacity of the aluminate phases significantly exceeds the adsorption capacity of the silicate phases. An increase in the content of С-3 leads to an increase in the adsorption layers on the solid phase or on its active centers, which complicates the subsequent coagulation of small and medium-sized particles to large blocks and screening of intermolecular attraction, which in turn leads to an increase in the setting time and a slowdown of the structure formation processes . A decrease or increase in the sealant "Aquatron-6" leads to a decrease in water resistance in the first case and a decrease in strength in the second.

Из табл. 2 видно, что введение в состав бетонной смеси герметика "Акватрон-6" способствует повышению ранней распалубочной прочности, при этом затраты на материалы, а следовательно, и стоимость изготовления бетона предлагаемого состава невысока. From the table. 2 it can be seen that the introduction of the Akvatron-6 sealant into the concrete mix contributes to an increase in early stripping strength, while the cost of materials and, consequently, the cost of manufacturing concrete of the proposed composition is low.

Claims (1)

Бетонная смесь для изготовления высококачественных бетонов при производстве железобетонных изделий для подземного тоннелестроения и гидротехнических сооружений, включающая в качестве вяжущего низкоалюминатный бездобавочный портландцемент М500, гранитный щебень фракции 5-10 мм и 10-20 мм, песок, суперпластификатор С-3, минеральный компонент и воду, отличающаяся тем, что указанный портландцемент содержит трехкальциевый алюминат-С3А в количестве 4-7 мас. % от вяжущего, в качестве песка используют песок речной с модулем крупности 2-3, а в качестве минерального компонента герметик "Акватрон-6", причем соотношение содержания трехкальциевого алюмината-С3А в портландцементе к содержанию С-3 и к герметику "Акватрон-6" определяется формулой С3А: С-3: "Акватрон-6"= 10: 1: 10 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Портландцемент М500 - 17,97-18,23
Гранитный щебень фракции 5-10 мм - 14,24-15,25
Гранитный щебень фракции 10-20 мм - 29,79-31,00
Песок речной - 28,69-30,49
Суперпластификатор С-3 - 0,076-0,136
Герметик "Акватрон-6" - 0,76-1,36
Вода - Остальное
Concrete mixture for the manufacture of high-quality concrete in the production of reinforced concrete products for underground tunneling and hydraulic structures, including M500 Portland cement, 5-10 mm and 10-20 mm granite crushed stone, sand, S-3 superplasticizer, mineral component and water as a binder characterized in that said Portland cement contains tricalcium aluminate-C 3 A in an amount of 4-7 wt. % of the binder, river sand with a fineness modulus of 2-3 is used as sand, and Aquatron-6 sealant as a mineral component, the ratio of the content of tricalcium aluminate-C 3 A in Portland cement to the content of C-3 and to the Aquatron sealant -6 "is determined by the formula C 3 A: C-3:" Aquatron-6 "= 10: 1: 10 in the following ratio of components, wt. %:
Portland cement M500 - 17.97-18.23
Granite crushed stone of fraction 5-10 mm - 14.24-15.25
Granite crushed stone of a fraction of 10-20 mm - 29.79-31.00
Sand of the river - 28.69-30.49
Superplasticizer S-3 - 0.076-0.136
Sealant "Aquatron-6" - 0.76-1.36
Water - Else
RU2001111538/03A 2001-04-16 2001-04-16 Concrete mix RU2210552C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001111538/03A RU2210552C2 (en) 2001-04-16 2001-04-16 Concrete mix

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001111538/03A RU2210552C2 (en) 2001-04-16 2001-04-16 Concrete mix

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001111538A RU2001111538A (en) 2003-05-10
RU2210552C2 true RU2210552C2 (en) 2003-08-20

Family

ID=29245433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001111538/03A RU2210552C2 (en) 2001-04-16 2001-04-16 Concrete mix

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2210552C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lanas et al. Mechanical properties of natural hydraulic lime-based mortars
RU2402502C2 (en) Concrete mixture
RU2649996C1 (en) Fine-grained concrete mixture
EP3247686A1 (en) Binder based on a solid mineral compound rich in alkaline-earth oxide with phosphate-containing activators
CN109748554A (en) Lightweight aggregate concrete and its preparation process
RU2341624C2 (en) Grouting compound and method of production
RU2603682C1 (en) Composition for road construction
GB2449407A (en) Raw mix for producing constructional materials and articles
KR101380171B1 (en) High durable cement for semi-rigid pavement having chloride resistant cement and Semi-rigid pavement method using filling the same in asphalt with vibrating
Al-Ridha et al. Improvement of gypsum properties using SF additive
US5728208A (en) Concrete mix, process for preparing same, an additive for concrete mix, and process for preparing same
EP1888480A2 (en) High performance concrete with a quick resistance development lacking added materials with latent hydraulic activity
US4749413A (en) Phosphate cement including fly ash for high-strength concrete-like products
US3794504A (en) Fast setting,crack resistant cementitious composition having inhibited shrinkage
RU2210552C2 (en) Concrete mix
FR2868772A1 (en) Calcium sulfate based composition incorporating sulfo-aluminous clinker for the preparation of a hydraulic binder for the subsequent preparation of concrete based construction materials
RU2725559C1 (en) Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete
Potapova et al. The new ecological materials using metakaolin
CA1251228A (en) Phosphate cement for high-strength concrete-like products
WO2004014816A2 (en) Hydraulically hardening substance
RU2330823C2 (en) Crude mixture for making gypsum concrete
RU2341478C1 (en) Raw mix for aggloporite production
Sha et al. Experimental study on sulfoaluminate cement-based grout
RU2124484C1 (en) Hydroinsulation composition
RU2807721C1 (en) Cementing mixture

Legal Events

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

Effective date: 20040417

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20071110

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080417