RU2345005C2 - Состав для приготовления бетона - Google Patents

Состав для приготовления бетона Download PDF

Info

Publication number
RU2345005C2
RU2345005C2 RU2007111002/03A RU2007111002A RU2345005C2 RU 2345005 C2 RU2345005 C2 RU 2345005C2 RU 2007111002/03 A RU2007111002/03 A RU 2007111002/03A RU 2007111002 A RU2007111002 A RU 2007111002A RU 2345005 C2 RU2345005 C2 RU 2345005C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
water
portland cement
gost
additive
Prior art date
Application number
RU2007111002/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007111002A (ru
Inventor
Сергей Викторович Федосов (RU)
Сергей Викторович Федосов
Марина Владимировна Акулова (RU)
Марина Владимировна Акулова
Валентина Ивановна Касаткина (RU)
Валентина Ивановна Касаткина
Валерий Алексеевич Падохин (RU)
Валерий Алексеевич Падохин
Андрей Николаевич Стрельников (RU)
Андрей Николаевич Стрельников
Original Assignee
Ивановский государственный архитектурно-строительный университет
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ)
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 Ивановский государственный архитектурно-строительный университет, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) filed Critical Ивановский государственный архитектурно-строительный университет
Priority to RU2007111002/03A priority Critical patent/RU2345005C2/ru
Publication of RU2007111002A publication Critical patent/RU2007111002A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2345005C2 publication Critical patent/RU2345005C2/ru

Links

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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions 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
    • C04B28/04—Portland cements
    • 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
    • C04B32/00—Artificial stone not provided for in other groups of this subclass
    • C04B32/02—Artificial stone not provided for in other groups of this subclass with reinforcements
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/29—Frost-thaw resistance

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к составам для приготовления бетонов на портландцементном вяжущем и может быть использовано в производстве железобетонных конструкций, а также товарного бетона. Состав содержит: портландцемент, заполнитель, предварительно обработанную в механомагнитоактиваторе воду и дополнительно добавку в количестве 0,003-0,007% от веса цемента, предварительно подвергнутую совместно с водой обработке в механомагнитоактиваторе при частоте вращения ротора 3600-5600 об/мин, напряженности магнитного поля 140-170 кА/м в течение 0,3-0,9 мин. Технический результат - повышение прочностных показателей бетона, морозостойкости и водонепроницаемости, снижение энергетических затрат и времени приготовления бетона. 1 табл.

Description

Введение
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам для приготовления бетонов на портландцементном вяжущем, например мелкозернистых, цементно-полимерных, и может быть использовано в производстве железобетонных конструкций для промышленного и гражданского строительства, а также товарного бетона.
Уровень техники
Известны составы для приготовления бетона на основе портландцемента, содержащие также воду, различные заполнители и добавки для придания различных свойств.
Известен состав, содержащий портландцемент, заполнитель, воду затворения и добавку (С.В.Федосов, М.В.Акулова, В.И.Касаткина, Н.И.Соломина. Дериватографические исследования мелкозернистого бетона на механомагнитоактивированной воде затворения. Информационная среда вуза. Материалы XII Международной научно-технической конференции. ИГАСА. Иванове, 2005 г., стр.151). В качестве воды затворения используют воду, которую предварительно подвергают механической активации при частоте оборотов механоактиватора 3000 об/мин в течение 5 мин, после чего в ней при перемешивании растворяют добавку и на полученном водном растворе замешивают бетон.
Известен состав, содержащий портландцемент, заполнитель, воду затворения и добавку С-3 (С.В.Федосов, М.В.Акулова, В.И.Касаткина, М.Л.Коркин, А.В.Стрельников. Применение механоактивации в технологии строительных материалов. Новые энергосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов. Сборник статей. Пенза, 2005 г., стр.188). При приготовлении этого состава в воде растворяют добавку С-3 в количестве 0,65-1% от массы вяжущего и полученный раствор подвергают механоактивации. Затем на этом механоактивированном растворе замешивают бетон.
Известен также состав, содержащий портландцемент, заполнитель, воду затворения и добавку (В.И.Классен. Омагничевание водных систем. - М.: Химия. 1978., стр.134). Для приготовлении этого состава воду подвергают воздействию магнитного поля постоянной напряженностью 65-184 кА/м при скорости водного потока от 0,65 до 1,0 м/с. Затем в обработанную таким образом воду вводят добавки и на полученном растворе замешивают бетон.
Известен также состав для приготовления бетона, содержащий портландцемент, заполнитель, воду затворения и добавку (В.И.Классен. Омагничевание водных систем. - М.: Химия. 1978., стр.139). Для приготовления этого состава в воде растворяют добавку сульфитоспиртовую бражку и полученный раствор подвергают воздействию магнитного поля напряженностью 140 кА/м. Затем обработанный таким образом раствор используют в качестве воды затворения при замешивании бетона.
Однако для этих составов общими недостатками являются большие энергозатраты, расход химических добавок и низкие прочностные показатели.
Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является состав для приготовления бетона на основе портландцемента, содержащий портландцемент, заполнитель и воду (С.В.Федосов, М.В.Акулова, В.И.Касаткина, Н.И.Соломина. Дериватографические исследования мелкозернистого бетона на механомагнитоактивированной воде затворения. Информационная среда вуза. Материалы XII Международной научно-технической конференции. ИГАСА. Иваново, 2005 г., стр.151). Для приготовлении этого состава воду подвергают обработке в механомагнитоактиваторе в течение 5 мин при частоте оборотов механомагнитоактиватора 3000 об/мин. Затем в эту воду при перемешивании вводят добавку и полученный раствор используют для замешивания бетона.
Однако велики затраты электроэнергии на механическую активацию в течение 5 мин. При этом прочностные показатели недостаточно высокие. Так, кубиковая прочность на сжатие мелкозернистого бетона разных составов через 28 суток нормального твердения не превышает 26,5 МПа, а на изгиб не выше 4,8 МПа.
Таким образом, не известен состав для приготовления бетона на основе портландцемента, включающий также механомагнитоактивированную воду и заполнитель, который позволил бы повысить прочностные показатели при существенном уменьшении энергетических затрат.
Сущность изобретения
Изобретательская задача состояла в поиске состава для приготовления бетона на основе портландцемента, включающего портландцемент, заполнитель и предварительно обработанную в механомагнитоактиваторе воду, который позволил бы снизить энергозатраты при одновременном повышении прочностных показателей изделий из этого бетона.
Поставленная задача решена составом для приготовления бетона на основе портландцемента, включающим портландцемент, заполнитель и предварительно обработанную в механомагнитоактиваторе воду, который дополнительно содержит добавку в количестве 0,003-0,007% от веса цемента, предварительно подвергнутую совместно с водой обработке в механомагнитоактиваторе при частоте вращения ротора 3600-5600 об/мин, напряженности магнитного поля 140-170 кА/м в течение 0,3-0,9 мин.
Изобретение позволяет получить следующие преимущества:
- существенно снизить (не менее чем на 40%) энергетические затраты за счет резкого сокращения времени механомагнитной активации, несмотря на несколько более высокие обороты активатора;
- повысить прочностные показатели. Так, прочность на сжатие (Rсж) через 28 суток нормального твердения мелкозернистого бетона составляет 35,3-64,4 МПа, а на изгиб (Rизг) - 6,0-9,5 МПа.
К тому же изобретение позволяет получить следующие преимущества.
1. Резкое, более чем в 100 раз сокращение расхода добавок по сравнению с общепринятым по ГОСТ и ТУ. Это позволяет в свою очередь:
а) использовать для затворения бетона различные добавки, ранее неприменяемые из-за их нерастворимости в воде, поскольку изобретение позволяет получить устойчивую нанодисперсную систему из воды и этих добавок;
б) получать устойчивые водные суспензии с различными концентрациями модификаторов для затворения бетона;
в) не допустить отрицательное воздействие химических добавок на свойства бетона за счет их малой концентрации в его составе, например, повысить коррозионную стойкость при введении добавок, содержащих хлор;
г) снизить себестоимость продукции из бетона на основе портландцемента на 18%.
2. Снизить расход цемента на 10-15% с сохранением прочности.
3. Повысить подвижность бетонной смеси на 1-2 ступени.
4. Повысить качество смеси (снизить водоотделение, расслаиваемость, повысить связанность, перекачиваемость).
5. Повысить морозостойкость бетона на 1-2 ступени.
6. Повысить водонепроницаемость бетона на 1-3 ступени.
7. Сократить суммарное время технологических циклов при изготовлении железобетонных изделий, включая тепловлажностную обработку (ТВО) от 1,0 часа до 1,5 часов и, тем самым, сократить энергозатраты.
8. Уменьшить в целом себестоимость товарного бетона и железобетонных конструкций с учетом уменьшения энергетических затрат не менее чем на 25%.
Сведения подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Для приготовления состава обычных (мелкозернистого, тяжелого) бетонов различных классов и назначения используют следующее.
1. Портландцемент без добавок по ГОСТ 10178.
2. Заполнитель:
в качестве крупного заполнителя:
- щебень из природного камня по ГОСТ 8267;
- щебень из гравия по ГОСТ 10260;
- гравий по ГОСТ 8268;
в качестве мелкого заполнителя:
- природный песок и песок из отсевов дробления и их смеси по ГОСТ 8736.
3. Вода затворения бетонной смеси и приготовления растворов добавок по ГОСТ 23732.
4. Добавки: неорганические и органические химические соединения и полимеры, взятые как по отдельности, так и в смеси друг с другом по ГОСТ 24211, ГОСТ 30459 и ТУ в микродозах (от 0,003% до 0,007% относительно массы цемента).
Состав обычного бетона средней плотности 2200-2500 кг/м3 подбирают по ГОСТ 27007 с учетом влажности заполнителей.
Минимальный расход цемента принимают по ГОСТ 22266.
Требуемое значение водоцементного отношения В/Ц:
- 0,30-0,35 - для бетона на мелком заполнителе;
- 0,40-0,44 - для бетона на крупном заполнителе. Необходимым условием является предварительная совместная обработка расчетного объема воды затворения с добавкой или добавками в механомагнитоактиваторе с последующим транспортированием ее в бетоносмеситель.
Оптимальный режим активации, при котором достигается наилучший эффект, для каждого варианта применяемых добавок определяется индивидуально в пределах заявленных режимов:
- скорость вращения ротора с рабочими насадками регулируется в диапазоне от 3600 до 5600 оборотов в минуту;
- напряженность магнитного поля от 140 до 170 кА/м;
- продолжительность активации от 0,3 до 0,9 минут.
Технология приготовления бетона в лабораторных условиях заключается в следующем.
Сыпучие исходные материалы бетонной смеси, а именно портландцемент и заполнители, дозируют по массе, загружают в смеситель принудительного действия и тщательно перемешивают. Воду с химической добавкой или добавками определенной концентрации заливают в механомагнитоактиватор и подвергают активации при заявленных режимах обработки. В зависимости от вида применяемых индивидуальных и комплексных добавок получают механомагнитоактивированный раствор, или дисперсию, или суспензию. Затем расчетное количество этой массы подают в смеситель для затворения сухих компонентов бетонной смеси и перемешивают.
Полученную бетонную смесь используют для изготовления опытных образцов и для исследования ее реологических свойств.
Для изготовления опытных образцов бетонную смесь заливают в стандартные формы и после ее уплотнения на лабораторной виброплощадке типа СМЖ-739, помещают их в среду для нормального твердения в естественных условиях.
По истечении 28 суток, проводят испытание образцов на определение показателей качества бетона.
Прочность на сжатие и на растяжение при изгибе определяют по ГОСТ 10180; ГОСТ 17624.
Морозостойкость определяют по ГОСТ 10060.2.
Водопоглощение по массе по ГОСТ 12730.3.
Водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5.
Исследование бетонной смеси на удобоукладываемость проводят по ГОСТ 10181.1.
Составы и качественные показатели бетонов, полученных при различных режимах механомагнитной активации воды с разными добавками, приведены таблице.
Качественные показатели образцов бетона, приготовленных из заявленного состава
Таблица
№Состава Проектный класс бетона Цемент, кг/м3 Заполнитель, кг/м3 Вода, кг/м3 Добавка Время обработки, мин Скорость вращения ротора активатора, об/мин Напряженность магнитного поля, кА/м Осадка конуса, (ОК), см Прочность на сжатие, МПа Прочность на осевое растяжение, МПа, в возрасте 28 суток Прочность на изгиб, МПа, в разрасте 28 суток Марка бетона по водонепроницаемости (W) Марка бетона по морозостойкости, (F)
Марка Количество Мелкий (кварц. Песок, Мкр1,5-2,8) Крупный (щебень, гравий) Мкр5,0-20,0 Наименование (условная марка)* Дозировка, % от веса цемента
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
l В20 400 490 1440 - 175 С-3 0,004 0,3 3600 140 8,0 35,3 0,8 6,5 6 150
2 В40 500 535 1610 - 165 лет 0,003 0,6 4500 170 7,0 58,8 0,9 6,8 6 200
3 В20 400 314 794 1200 110 ЛСТ 0,003 0,4 4600 140 3,0 38,4 1,1 6,2 8 200
4 В20 500 270 675 1035 100 «Реламикс» 0,004 0,4 5600 140 5,0 33,5 1,3 6,3 10 300
5 В20 500 270 675 1035 110 «Полипласт» 0,004 0,7 5600 140 6,0 36,5 1,6 6,6 10 300
6 В40 500 540 1610 - 180 Хлорид натрия 0,003 0,9 5600 170 6,0 50,8 0,8 6,1 4 200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
7 В20 400 314 794 1200 95 С-3+ЛСТ 0,002+0,003 0,3 4600 170 9,0 36,5 1,1 6,4 8 400
8 В20 400 310 794 1200 105 ЛСТ+ГКЖ-10 0,003+0,003 0,4 5600 140 9,0 34,7 1,3 6,2 10 400
9 В20 400 495 1440 - 190 Карбамид 0,004 0,8 5600 170 6,0 32,2 1,0 8,4 12 500
10 В40 500 526 1640 - 175 «Универсал-П-2» 0,007 0,5 5600 150 7,0 57,5 1,5 8,9 10 400
11 В40 500 530 1610 - 170 Оксид железа 0,003 0,9 5600 170 6,0 54,5 1.3 7,2 8 400
12 В40 500 520 1620 - 185 Фуллерен С60 0,005 0,9 5600 170 6,0 61,2 2,1 8,2 12 600
13 В40 500 515 1640 - 160 Фуллерен С60+С-3 0,001+0,005 0,9 5600 170 8,0 64,4 2,4 9,5 14 800
14** В40 500 540 1635 - 190 - - 5,0 3500 140 3,0 44,6 0,4 5,0 4 100
15** В20 400 314 794 1200 145 - - 5,0 3500 140 2,0 26,5 0,6 4,8 6 200
Примечания:
*С-3 ТУ6-36-020429-635; ЛСТ ТУ13-0281036-05; МЦ ТУ6-05-1857; «Реламикс» комплексная добавка ТУ5870-002-14153664; «Полипласт» комплексная добавка ТУ5870-005-58042865-05; Хлорид натрия ТУ 6-13-14; Карбамид ГОСТ 2081; Фулерен С60 - наноразмерные частицы углерода (графит); «Унивесал-П-2» ТУ 5870-119-46854090-01; ГКЖ 10 ТУ 6-02-696; Оксид железа (F2О3) - ГОСТ 4173.
** прототип

Claims (1)

  1. Состав для приготовления бетона на основе портландцемента, включающий портландцемент, заполнитель и предварительно обработанную в механомагнитоактиваторе воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит добавку в количестве 0,003-0,007 вес.% цемента, предварительно подвергнутую совместно с водой обработке в механомагнитоактиваторе при частоте вращения ротора 3600-5600 об/мин, напряженности магнитного поля 140-170 кА/м в течение 0,3-0,9 мин.
RU2007111002/03A 2007-03-26 2007-03-26 Состав для приготовления бетона RU2345005C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007111002/03A RU2345005C2 (ru) 2007-03-26 2007-03-26 Состав для приготовления бетона

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007111002/03A RU2345005C2 (ru) 2007-03-26 2007-03-26 Состав для приготовления бетона

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007111002A RU2007111002A (ru) 2008-10-10
RU2345005C2 true RU2345005C2 (ru) 2009-01-27

Family

ID=39927046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007111002/03A RU2345005C2 (ru) 2007-03-26 2007-03-26 Состав для приготовления бетона

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2345005C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472753C1 (ru) * 2011-06-21 2013-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Теконит" Способ изготовления сырьевой смеси для ячеистого бетона

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ФЕДОСОВ С.В. И ДР. Дериватографические исследования мелкозернистого бетона на механомагнитоактивированной воде затворения. Информационная среда ВУЗа. Материалы XII Международной научно-технической конференции, ИГАСА, Иваново, 2005, с.151. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472753C1 (ru) * 2011-06-21 2013-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Теконит" Способ изготовления сырьевой смеси для ячеистого бетона

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007111002A (ru) 2008-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1046258C (zh) 水泥生产方法、成型混凝土构件的制法及作外加剂的用途
SE524393C2 (sv) Metod för behandling av flygaska
CN109534738A (zh) 一种高强轻骨料混凝土及其制备方法
CN109455992A (zh) 一种机制砂混凝土及其制备方法
MX2007006298A (es) Aditivo para concreto y mortero, proceso para la preparacion del mismo y su uso, asi como concreto o mortero que lo contengan.
RU2233254C2 (ru) Композиция для получения строительных материалов
RU2329987C1 (ru) Сырьевая смесь для приготовления кислотостойкого золошлакового бетона
Salman et al. Influence of partial replacement TiO2 nanoparticles on the compressive and flexural strength of ordinary cement mortar
CN108191357A (zh) 一种增强c30粉煤灰陶粒混凝土及其制备方法
CN115073093A (zh) 一种低收缩高强自密实再生混凝土及其制备方法
Malagavelli et al. Strength and Workability Characteristics of Concrete by using Different super plasticizers
RU2281262C1 (ru) Композиция для получения строительных материалов
RU2489381C2 (ru) Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты)
RU2345005C2 (ru) Состав для приготовления бетона
CN109608141B (zh) 一种抗盐侵蚀混凝土及其制备方法
RU2378228C1 (ru) Ячеистый бетон автоклавного твердения
RU2764610C1 (ru) Сырьевая смесь для электропроводного бетона
CN115073086A (zh) 一种废弃新拌混凝土再生的改性混凝土及其制备方法
Zuaiter et al. Early-Age Properties of Slag-Fly Ash Blended Geopolymer Concrete Reinforced with Glass Fibers–A Preliminary Study
CN108358557A (zh) 一种石墨烯复合剑麻纤维珊瑚混凝土的制备方法
Korjakins et al. Utilisation of borosilicate glass waste as a micro-filler for concrete
CN106082834A (zh) 一种c60机制砂混凝土及其制备方法
CN1199905C (zh) 一种预拌混凝土制品及其制造方法
CN101412606B (zh) 一种含低质粗集料的混凝土及其制备方法
CN112110669A (zh) 一种再生骨料增强剂及其制备方法及再生骨料混凝土

Legal Events

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

Effective date: 20100327