RU2281262C1 - Композиция для получения строительных материалов - Google Patents
Композиция для получения строительных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2281262C1 RU2281262C1 RU2005102277/03A RU2005102277A RU2281262C1 RU 2281262 C1 RU2281262 C1 RU 2281262C1 RU 2005102277/03 A RU2005102277/03 A RU 2005102277/03A RU 2005102277 A RU2005102277 A RU 2005102277A RU 2281262 C1 RU2281262 C1 RU 2281262C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- cement
- building materials
- binding agent
- water
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к составам на основе минеральных вяжущих и может найти применение в промышленности строительных материалов при изготовлении блочного и монолитного бетона, полимерцементных растворов, пенобетона, а также шифера, штукатурки, отделочных покрытий. Композиция для получения строительных материалов на основе цементного вяжущего, воды и углеродных наноструктур, содержит металлсодержащие углеродные наноструктуры из смеси поливинилового спирта с хлоридом меди (I) или (II), взятых в мольных соотношениях (1-20):1, нагреваемых до 300°С, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%: цементное вяжущее - 15-75, указанные металлсодержащие углеродные наноструктуры - 0,01-2,5, вода - остальное. Композиция дополнительно может содержать от 2 до 10 мас.% органического вяжущего или технологические добавки, взятые в соотношении 1-6:1 мас.ч. к цементному вяжущему. Технический результат - повышение физико-механических характеристик, в частности прочности на сжатие, и снижение энергоемкости и стоимости полученного материала. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к составам на основе минеральных вяжущих и может найти применение в промышленности строительных материалов при изготовлении блочного и монолитного бетона, полимерцементных растворов, пенобетона, а также шифера, штукатурки, отделочных покрытий.
Известна композиция для получения фибробетона, включающая цемент в качестве минерального вяжущего, воду, песок в качестве заполнителя и до 10% от массы композиции стальной фибры (Рабинович Ф.Н., Дисперсно-армированные бетоны. М.: Стройиздат, 1994, с.64).
Недостатком известной композиции является то, что армирование бетона стальной фиброй происходит на макроуровне без изменения структуры цементного камня, поэтому прочность на сжатие фибробетона недостаточно высока в условиях эксплуатации.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой композиции является композиция для получения строительных материалов (Патент №2233254 от 26.10.2000). Композиция содержит минеральное вяжущее, выбранное из группы, включающей цемент, известь, гипс или их смеси и воду, и дополнительно содержит углеродные кластеры фуллероидного типа с числом атомов углерода 36 и более при следующем соотношении компонентов в композиции (мас.%): минеральное вяжущее 33-77; углеродные кластеры фуллероидного типа 0,0001-2,0; вода - остальное.
Недостатком известной композиции является то, что стоимость получения композиции является высокой и требует больших затрат по энергии, таким образом, приводит к существенному удорожанию строительного материала.
Задачей настоящего изобретения является повышение физико-механических характеристик и снижение энергоемкости и стоимости полученного материала.
Композиция для получения строительных материалов на основе цементного вяжущего, воды и углеродных наноструктур содержит металлсодержащие углеродные наноструктуры из смеси поливинилового спирта с хлоридом меди (I) или (II), взятых в мольных соотношениях (1-20):1, нагреваемых до 300°С, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%:
цементное вяжущее | 15-75 |
указанные металлсодержащие | |
углеродные наноструктуры | 0,01-2,5 |
вода | остальное. |
Композиция дополнительно содержит органическое вяжущее, взятое от 2 до 10 мас.%, или технологические добавки, взятые в соотношении 1-6:1 мас.ч. к цементному вяжущему.
Сущность изобретения заключается в том, что сырьевая смесь для изготовления строительных материалов, содержащая цемент и мелкий наполнитель, перед получением материала увлажняется водной суспензией, содержащей металлсодержащие углеродные тубулены (наноструктуры), полученные химическим способом в конденсированной фазе по способу, описанному в патенте №2221744 "Способ получения металлсодержащих углеродных наноструктур органического соединения с добавками неорганических солей". Используемый метод позволяет получить данную добавку, используя низкотемпературный синтез (300-400°С), стоимость получения данной добавки составляет порядка 350 руб./кг.
Добавка, полученная указанным способом, представляет собой многослойные углеродные нанотрубки (наноструктуры) диаметром 20-60 нм, искривленные и сплетенные между собой, полости нанотрубок заполнены неорганической фазой, в частности металлической медью. Таким образом, продукт имеет состав и морфологию (фиг.1),которые отличаются по структуре от тех, что описаны в прототипе. Наличие сплетенных нанотрубок приводит к повышению прочности минерального вяжущего на основе цемента благодаря их армирующему и структурообразующему действию.
В качестве заполнителей композиция может включать песок, щебень, гравий, гальку, шлаки, камни и т.п. В качестве наполнителей композиция может содержать мелкодисперсные, с диаметром частиц менее 0,1 мм, твердые вещества, полученные путем помола, конденсации или другими способами. Например, это могут быть молотые песок, руда, шлаки, кремнеземсодержащие вещества и т.п.
В качестве армирующих элементов композиция может содержать стальную арматуру, фибру различных видов, стружку и т.д. Армирующие элементы еще более увеличивают прочностные показатели, трещиностойкость и ударную вязкость изделий.
В качестве химических добавок композиция может содержать вещества, влияющие на скорость схватывания или твердения, меняющие реологические свойства смеси, пенообразующие, гидрофобизирующие и т.п. Композиция может не содержать добавок, заполнителей, наполнителей или армирующих элементов или может содержать отдельные из них.
Далее заявляемое изобретение поясняется примерами.
Пример 1.
При изготовлении первого состава брали в качестве минерального вяжущего 10 кг портландцемента и 10 кг мелкого заполнителя в виде кварцевого песка (технологическая добавка).
Сухие смеси перемешали и при непрерывном перемешивании влили 4,62 кг воды, содержащей 0,012 кг (0,05 мас.%) углеродных металлсодержащих нанотрубок. Смесь перемешивали 2 минуты и разлили в кубические формы со стороной 100 мм. Состав отвердевал в течение 28 суток в нормальных условиях.
На полученных образцах определили прочность на сжатие, МПа, по ГОСТ 10180-90.
Состав композиции, прочностные и стоимостные показатели приведены в таблице 1.
Пример 2 (контрольный).
Композицию получали, как в Примере 1, но в отсутствие углеродных металлсодержащих тубуленов. Данные приведены в таблице 1.
Пример 3.
В аппарат по изготовлению бетонной смеси высыпали 240 кг цемента, затем влили 100 л воды, добавили 0,035 кг углеродных металлсодержащих нанотрубок и в щадящем режиме перемешали (до 600 об./мин.). Затем под давлением подали полученную смесь в металлические формочки кубов со стороной 100 мм. Состав отвердевал в течение 28 суток в нормальных условиях.
На полученных образцах определили прочность на сжатие, МПа, по ГОСТ 10180-90. Данные приведены в таблице 1.
При испытаниях пенобетонной смеси, приготовленной путем соединения указанных компонентов с пеной, полученной из 1, 5 кг пенообразователя и 10 л воды, были получены те же результаты.
Пример 4 (контрольный).
Композицию получали, как в Примере 3, но в отсутствие углеродных металлсодержащих тубуленов. Данные приведены в таблице 1.
Пример 5.
Композицию получали, как в Примере 1 при следующем соотношении масс:
Цемент - 10 кг,
Песок - 10 кг,
Металлсодержащие тубулены - 0,031 кг
Вода - 8,094 кг
и дополнительно при перемешивании ввели 3,125 кг эпоксидной смолы с отвердителем. Состав отвердевал в течение 28 суток в нормальных условиях.
На полученных образцах определили прочность на сжатие, МПа, по ГОСТ 10180-90. Данные приведены в таблице 1.
Пример 6 (контрольный).
Композицию получали как в Примере 5, но в отсутствие углеродных металлсодержащих тубуленов.
На фиг.2 приводится электронно-микроскопическая структура полимерцементного камня, модифицированного металлсодержащими нанотрубками. На фиг.2 видны кристаллообразования, сформировавшиеся в процессе взаимодействия органоминеральной матрицы в присутствии металлсодержащих нанотрубок. Изменилась внутренняя структура полимерцементного камня и увеличилась прочность материала.
Таблица 1 | ||||||
Пример | 1 | 2к | 3 | 4к | 5 | 6к |
Состав композиции, | Цемент - 40,6 | Цемент - 40,6 | Цемент - 68,3 | Цемент - 68,3 | Цемент - 32 | Цемент - 32 |
мас.% | Песок - 40,6 | Песок - 40,6 | металлсодерж. | Вода - 31,70 | Песок -32 | Песок - 32 |
металлсодерж. | Вода - 18,8 | тубулены - 0,01 | Эпоксидная смола и | Эпоксидная смола и | ||
тубулены - 0,05 | Вода-31,69 | отвердитель - 10 | отвердитель - 10 | |||
Вода - 18,75 | металлсодерж. | Вода - 26 | ||||
тубулены-0,1 | ||||||
Вода-25,9 | ||||||
Прочность на сжатие, МПа | 39 | 23 | 3 | 1,8 | 55 | 32 |
Стоимость добавки на 1 м3 материала (числитель)/% от стоимости исходного материала (знаменатель) | 385 руб./122,6 | 0/100 | 10,5 руб./100,б | 0/100 | 770 руб./138,5 | 0/100 |
Стоимость добавки, полученной дуговым методом, на 1 м3 материала (числитель)/% от стоимости исходного материала (знаменатель) | 32450 руб./1908,8 | 0/100 | 885 руб./152,1 | 0/100 | 64900 руб./3245 | 0/100 |
Из таблицы следует, что при добавлении углеродных металлсодержащих тубуленов происходит набор прочности материала, при этом стоимость материала увеличивается по сравнению с углеродными тубуленами, полученными "классическим" способом, незначительно.
Стоимость композиции для получения строительных материалов уменьшается от 1,5 до 20 раз по сравнению с известными композициями, приведенными в таблице. Кроме того, полученная композиция обладает повышенной прочностью на сжатие.
Claims (3)
1. Композиция для получения строительных материалов на основе цементного вяжущего, воды и углеродных наноструктур, отличающаяся тем, что она содержит металлсодержащие углеродные наноструктуры из смеси поливинилового спирта с хлоридом меди (I) или (II), взятых в мольных соотношениях (1-20):1, нагреваемых до 300°С, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%:
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит органическое вяжущее, взятое от 2 до 10 мас.%.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит технологические добавки, взятые в соотношении 1-6:1 мас.ч. к цементному вяжущему.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005102277/03A RU2281262C1 (ru) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Композиция для получения строительных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005102277/03A RU2281262C1 (ru) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Композиция для получения строительных материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005102277A RU2005102277A (ru) | 2006-07-10 |
RU2281262C1 true RU2281262C1 (ru) | 2006-08-10 |
Family
ID=36830404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005102277/03A RU2281262C1 (ru) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Композиция для получения строительных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2281262C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011010947A1 (ru) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Ponomarev Andrey Nikolaevich | Нанокомпозитный материал на основе минеральных вяжущих |
RU2466110C1 (ru) * | 2011-06-20 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона |
RU2471752C1 (ru) * | 2011-06-20 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой |
RU2489381C2 (ru) * | 2011-06-20 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты) |
RU2569140C1 (ru) * | 2014-10-13 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона |
RU2640323C2 (ru) * | 2016-03-03 | 2017-12-27 | Александр Григорьевич Круть | Универсальный всесезонный состав УВС "Воллапласт" |
RU2789547C1 (ru) * | 2022-05-05 | 2023-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Способ получения наномодифицированной добавки для пенобетонов и пенобетонная смесь, содержащая указанную добавку |
-
2005
- 2005-01-31 RU RU2005102277/03A patent/RU2281262C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011010947A1 (ru) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Ponomarev Andrey Nikolaevich | Нанокомпозитный материал на основе минеральных вяжущих |
US9090752B2 (en) | 2009-07-21 | 2015-07-28 | Andrey Ponomarev | Multi-layered carbon nanoparticles of the fulleroid type |
RU2466110C1 (ru) * | 2011-06-20 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона |
RU2471752C1 (ru) * | 2011-06-20 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой |
RU2489381C2 (ru) * | 2011-06-20 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты) |
RU2569140C1 (ru) * | 2014-10-13 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона |
RU2640323C2 (ru) * | 2016-03-03 | 2017-12-27 | Александр Григорьевич Круть | Универсальный всесезонный состав УВС "Воллапласт" |
RU2789547C1 (ru) * | 2022-05-05 | 2023-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Способ получения наномодифицированной добавки для пенобетонов и пенобетонная смесь, содержащая указанную добавку |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005102277A (ru) | 2006-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10494301B2 (en) | Lightweight concrete composition containing perlite and resin beads | |
Ho et al. | Electrochemically produced graphene with ultra large particles enhances mechanical properties of Portland cement mortar | |
Li et al. | Effect of limestone fines content in manufactured sand on durability of low-and high-strength concretes | |
JP4473345B2 (ja) | セメント調合物 | |
CN104446264B (zh) | 一种水泥基纳米复合材料及其制备方法 | |
RU2233254C2 (ru) | Композиция для получения строительных материалов | |
RU2649996C1 (ru) | Мелкозернистая бетонная смесь | |
MX2007006298A (es) | Aditivo para concreto y mortero, proceso para la preparacion del mismo y su uso, asi como concreto o mortero que lo contengan. | |
RU2281262C1 (ru) | Композиция для получения строительных материалов | |
Li et al. | Enhanced performances of cement and powder silane based waterproof mortar modified by nucleation CSH seed | |
Medina et al. | Improvement of the properties of gypsum-based composites with recycled isostatic graphite powder from the milling production of molds for Electrical Discharge Machining (EDM) used as a new filler | |
Guendouz et al. | The effect of ceramic wastes on physical and mechanical properties of eco-friendly flowable sand concrete | |
Largeau et al. | Effect of Iron Powder (Fe 2 O 3) on Strength, Workability, and Porosity of the Binary Blended Concrete | |
Alani et al. | Effect of nanoclay and burnt limestone powder on fresh and hardened properties of self-compacting concrete | |
JP2008543709A (ja) | 改質硫黄、及びバインダーとして改質硫黄を含有する生成物 | |
Kamwa et al. | A comparative study of compressed lateritic earth bricks stabilized with natural pozzolan-based geopolymer binders synthesized in acidic and alkaline conditions | |
Lima et al. | Evaluation of the effect of nanosilica and recycled fine aggregate in Portland cement rendering mortars | |
Chkheiwer | Improvement of concrete paving blocks properties by mineral additions | |
Li et al. | Influence of MFPSA on mechanical and hydrophobic behaviour of fiber cement products | |
KR100842823B1 (ko) | 자기충전형 고유동 섬유 보강 콘크리트의 배합설계 방법 | |
RU2386599C1 (ru) | Фибробетонная смесь | |
Ghale Noee et al. | The effect of nano-silica powder on mechanical and non-mechanical characteristics of self-consolidating concrete (SCC) and its impact on environment protection | |
dos Santos Limaa et al. | Evaluation of the effect of nanosilica and recycled fine aggregate in Portland cement rendering mortars | |
Mahdi et al. | Utilization of Nano Clay, Marble Powder and Silica Fume Waste as Hybrid Addition for Enhancing the Properties of Concrete | |
US8435342B2 (en) | Concrete composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070201 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090127 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090201 |