RU2345969C2 - Concrete mixture and method of making objects from concrete mixture - Google Patents

Concrete mixture and method of making objects from concrete mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2345969C2
RU2345969C2 RU2007100767/03A RU2007100767A RU2345969C2 RU 2345969 C2 RU2345969 C2 RU 2345969C2 RU 2007100767/03 A RU2007100767/03 A RU 2007100767/03A RU 2007100767 A RU2007100767 A RU 2007100767A RU 2345969 C2 RU2345969 C2 RU 2345969C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
concrete mixture
fraction
sand
mixture
Prior art date
Application number
RU2007100767/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007100767A (en
Inventor
Геннадий Алексеевич Ткаченко (RU)
Геннадий Алексеевич Ткаченко
Юрий Иванович Гольцов (RU)
Юрий Иванович Гольцов
Елизавета Ованесовна Лотошникова (RU)
Елизавета Ованесовна Лотошникова
Александр Петрович Лотошников (RU)
Александр Петрович Лотошников
Николай Николаевич Харабаев (RU)
Николай Николаевич Харабаев
Original Assignee
Геннадий Алексеевич Ткаченко
Юрий Иванович Гольцов
Елизавета Ованесовна Лотошникова
Александр Петрович Лотошников
Николай Николаевич Харабаев
Ростовский государственный строительный университет
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 Геннадий Алексеевич Ткаченко, Юрий Иванович Гольцов, Елизавета Ованесовна Лотошникова, Александр Петрович Лотошников, Николай Николаевич Харабаев, Ростовский государственный строительный университет filed Critical Геннадий Алексеевич Ткаченко
Priority to RU2007100767/03A priority Critical patent/RU2345969C2/en
Publication of RU2007100767A publication Critical patent/RU2007100767A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2345969C2 publication Critical patent/RU2345969C2/en

Links

Landscapes

  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention pertains to production of construction material, particularly to compositions of concrete mixtures, used in making pavement elements, pedestrian and park and garden tracks, pedestrian squares and parking areas of public transport, and methods of making the given elements. The concrete mixture contains the following, in wt %: 20-30 binding substance with low water requirements, obtained from mixed grinding of 96-98 Portland cement and 2-4 C-3 plasticizer; 60-67 fine aggregate - mechanical mixture of a 0.16-5 mm fraction of natural enriched sand with M"кр" 2.0-2.5 and sand from granite crushing residue with M"кр" 3.6, in ratio of 1:0.25-0.67; 3-7 modifier in form of ash microspheres; 6-7 water. The method of making objects from the given concrete mixture involves preparing the concrete mixture, putting it into a press mould, compressing it at 40-60 MPa pressure by application of one or two-fold force impact onto the puncheon of the press mould, immediate release of the moulded objects and keeping then in an air-humid atmosphere. The invention is developed in subclaims.
EFFECT: improved physical and mechanical properties of concrete to be used for making paving elements, reduced expenses on energy and material and widening of the raw material base for their production.
4 cl, 1 ex, 5 tbl

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к составам бетонных смесей, применяемых для изготовления элементов мощения тротуаров, пешеходных и садово-парковых дорожек, пешеходных площадей и посадочных площадок общественного транспорта и способам изготовления указанных элементов.The invention relates to the production of building materials, in particular to compositions of concrete mixtures used for the manufacture of paving elements of sidewalks, pedestrian and garden paths, pedestrian areas and landing areas of public transport and methods for manufacturing these elements.

Известны бетонные смеси для изготовления элементов мощения и облицовочных изделий, включающие вяжущее вещество, заполнитель - щебень и (или) песок, пластификатор и различные минеральные и органические (полимерные) добавки - модификаторы свойств.Known concrete mixtures for the manufacture of paving elements and facing products, including a binder, aggregate - crushed stone and (or) sand, a plasticizer and various mineral and organic (polymer) additives - property modifiers.

В качестве вяжущегося вещества используются портландцемент (RU 2131856, С04В 28/04, 20.06.1999; RU 2272860, C04B 28/04, 27.03.2006); продукт совместного помола портландцемента с пластификатором (RU 21186236, C04B 28/04, 10.09.1998); смесь совместного помола портландцемента, пластификатора и кремнеземистых добавок (RU 2147017, C04B 28/00, 27.03.2000).Portland cement is used as an astringent (RU 2131856, С04В 28/04, 06/20/1999; RU 2272860, C04B 28/04, 03/27/2006); a joint grinding product of Portland cement with a plasticizer (RU 21186236, C04B 28/04, 09/10/1998); a mixture of joint grinding of Portland cement, plasticizer and siliceous additives (RU 2147017, C04B 28/00, 03/27/2000).

Однако изделия из предлагаемых бетонных смесей либо имеют недостаточную механическую прочность на сжатие и (или) растяжение при изгибе, морозостойкость и коррозионную стойкость, либо сравнительно высокую истираемость, а состав бетонной смеси по RU 2118623 отличается повышенным содержанием цемента (до 50 мас.%), что увеличивает себестоимость изделий.However, products from the proposed concrete mixtures either have insufficient mechanical compressive and / or tensile strength when bent, frost and corrosion resistance, or relatively high abrasion, and the composition of the concrete mixture in accordance with RU 2118623 has a high cement content (up to 50 wt.%), which increases the cost of products.

Для снижения расхода цемента и одновременно повышения прочности бетонных изделий в бетонных смесях применяются: вяжущее низкой водопотребности (Калашников В.И., Борисов А.А. и др. Современные представления об использовании тонкомолотых цементов и ВНВ в бетонах. // Строительные материалы. 2000. №7. С.12-13; RU 2071456, C04B 28/00, 10.01.1997); фракционированные заполнители с оптимизированным зерновым составом (Чуйкин А.Е., Сафина О.М и др. Опыт производства и использования мелкоштучных дорожных вибропрессованных бетонных изделий. // Строительные материалы. 2003. №10. С.28-29).To reduce cement consumption and at the same time increase the strength of concrete products in concrete mixtures, the following binders are used: low water demand (Kalashnikov V.I., Borisov A.A. et al. Modern ideas on the use of finely ground cements and VNV in concrete. // Building materials. 2000 No. 7. S.12-13; RU 2071456, C04B 28/00, 01/10/1997); fractionated aggregates with optimized grain composition (Chuykin A.E., Safina O.M. et al. Experience in the production and use of small-piece road vibropressed concrete products // Building Materials. 2003. No. 10. P.28-29).

Однако физико-механические характеристики элементов мощения, полученные из этих бетонных смесей, остаются недостаточно высокими, вследствие чего тротуарные и дорожные покрытия оказываются сравнительно недолговечными.However, the physicomechanical characteristics of the paving elements obtained from these concrete mixtures remain insufficiently high, as a result of which the paving and paving surfaces are relatively short-lived.

Известен способ повышения механической прочности бетона, предназначенного для изготовления забивных свай и фундаментов машин, основанный на замене части жестких заполнителей (щебня, песка), дисперсным материалом пониженной жесткости - с модулем упругости (1-8)·103 МПа. Такой компонент бетона называют демпфирующей добавкой, и ее роль связана со снижением внутриструктурных напряжений в цементном камне и с торможением процесса трещинообразования при нагружении (Бабков В.В, Мохов В.Н. и др. Технологические возможности повышения ударной выносливости бетонов. // Строительные материалы. 2003. №10. С.19-20). В качестве таких добавок предложены: вспученный перлит (SU 313807, C04B 15/02, 07.09.1971); вспученный вермикулит (SU 610818, C04B 15/00, 15.06.1978); композиция из тонкомолотого керамзита, дробленого горелопородного песка и тонкомолотого известьсодержащего отхода (SU 1255605, C04B, 7.09.1986); карбонатный шлам (RU 2177920, C04B 28/02, 10.01.2002).There is a method of increasing the mechanical strength of concrete, intended for the manufacture of driven piles and foundations of machines, based on the replacement of part of hard aggregates (crushed stone, sand) with dispersed material of reduced stiffness - with an elastic modulus (1-8) · 10 3 MPa. Such a component of concrete is called a damping additive, and its role is associated with a decrease in intra-structural stresses in a cement stone and with the inhibition of the cracking process under loading (Babkov V.V., Mokhov V.N. et al. Technological possibilities for increasing the impact resistance of concrete. // Building materials 2003. No. 10, pp. 19-20). As such additives are proposed: expanded perlite (SU 313807, C04B 15/02, 09/07/1971); expanded vermiculite (SU 610818, C04B 15/00, 06/15/1978); composition of finely ground expanded clay, crushed rock-borne sand and finely ground lime-containing waste (SU 1255605, C04B, September 7, 1986); carbonate sludge (RU 2177920, C04B 28/02, 01/10/2002).

По мнению авторов положительный эффект от введения демпфирующей добавки должен быть особенно значительным тогда, когда бетонная смесь предназначена для изготовления элементов мощения, которые при эксплуатации подвергаются многократно повторяющимся механическим и термомеханическим нагрузкам. Поэтому поиск новых видов демпфирующих добавок является актуальным.According to the authors, the positive effect of the introduction of a damping additive should be especially significant when the concrete mixture is intended for the manufacture of paving elements, which during operation are subjected to repeatedly repeated mechanical and thermomechanical loads. Therefore, the search for new types of damping additives is relevant.

Известны различные способы изготовления бетонных изделий - элементов мощения дорожных и тротуарных покрытий. К ним относятся: вибролитьевой способ, согласно которому бетонную смесь укладывают в одно- или многоместные формы, подвергают виброобработке в течение 90-120 с, затем изделие выдерживают в формах не менее 24 часов, после чего производят распалубку изделий и их выдержку в течение 5 сут в естественных условиях (RU 2147017, С04В 28/00, 27.03.2000); вибролитьевой способ, отличающийся от предыдущего тем, что виброобработку производят одновременно с укладкой смеси в формы, в частности в том случае, когда элементы мощения обладают рельефной поверхностью (RU 2132274, С04В 40/00, 27.06.1999); фильтрационное прессование, согласно которому бетонную смесь с повышенным водосодержанием подвергают воздействию давления величиной 10-20 МПа для отжатия избыточной влаги и воздуха, а отформованные изделия выдерживают в течение 7 сут в воздушно-влажных условиях (RU 2259338, С04В 40/00, 27.08.2005); виброформование с пригрузом, когда после заполнения формы бетонной смесью и выравнивания поверхности бетона на нее устанавливают пригрузочную плиту по размерам изделия, оказывающую на него дополнительное силовое воздействие (7-8 кПа), и затем подвергают действию вибрации в течение 60-90 с. (Производство тротуарных плит виброуплотнением //http://snip8.narod.ru/article/article_plitka_vibr.html); виброштампование, при котором рабочий орган формующего устройства (виброштамп) оказывает на поверхность бетонной смеси динамическое воздействие для придания изделию требуемой формы (Справочник по производству сборных железобетонных изделий. Под ред. Б.Г.Скрамтаева и П.К.Балатьева. - М.: Изд-во лит-ры по строит., 1965; прессование тротуарных плит //http://snip8.narod.ru/article/articlc_plitka_press.html); объемное вибропрессование в пресс-форме на специальном вибропрессе под давлением 3-5 МПа, когда вибрации (в течение 3-5 с) подвергается не только матрица пресс-формы, но и подвижный уплотняющий орган (пуансон), снабженный собственным вибратором (Сравнительные характеристики методов производства тротуарной плитки // http://piknikspb.ru/technology.htm).There are various methods of manufacturing concrete products - paving elements of road and pavement. These include: the vibro-casting method, according to which the concrete mixture is placed in single or multi-place forms, subjected to vibration processing for 90-120 s, then the product is kept in molds for at least 24 hours, after which the products are stripped and aged for 5 days in vivo (RU 2147017, С04В 28/00, 03/27/2000); vibration casting method, which differs from the previous one in that the vibration processing is carried out simultaneously with laying the mixture in molds, in particular in the case when the paving elements have a relief surface (RU 2132274, С04В 40/00, 06/27/1999); filtration pressing, according to which a concrete mixture with high water content is subjected to pressure of 10-20 MPa to squeeze out excess moisture and air, and the molded products are kept for 7 days in air-wet conditions (RU 2259338, С04В 40/00, 08/27/2005 ); vibration molding with a load, when after filling the mold with concrete mixture and leveling the concrete surface, a loading plate is installed on it according to the dimensions of the product, which exerts additional force on it (7-8 kPa), and then is subjected to vibration for 60-90 s. (Production of paving slabs by vibration compaction //http://snip8.narod.ru/article/article_plitka_vibr.html); vibro-stamping, in which the working body of the molding device (vibro-stamp) has a dynamic effect on the surface of the concrete mixture to give the product the desired shape (Handbook for the production of precast concrete products. Edited by B. G. Skramtayev and P. K. Balatiev. - M .: Publishing house of literature on building., 1965; pressing of paving slabs //http://snip8.narod.ru/article/articlc_plitka_press.html); volume vibropressing in the mold on a special vibrating press under a pressure of 3-5 MPa, when not only the mold of the mold is exposed to vibration (within 3-5 s), but also a movable sealing body (punch) equipped with its own vibrator (Comparative characteristics of the methods production of paving slabs // http://piknikspb.ru/technology.htm).

Однако вибролитьевой способ и его разновидности не обеспечивают строгой геометрии элементов мощения, для организации их массового производства требуются большие материальные затраты, а в технологическом процессе содержится значительная доля ручного труда при распалубке изделий и подготовке форм для повторного использования. Объемное вибропрессование требует дорогостоящего оборудования, не обеспечивает высокой рентабельности производства, а изделия, получаемые этим способом, имеют низкие декоративные свойства (Производство тротуарной плитки и брусчатки методом прессования // http://www.transportda.ru/article9.html). Кроме того, бетонные изделия - элементы мощения, полученные известными способами, обладают повышенной открытой пористостью (при вибролитьевых технологиях - из-за сравнительно высокого водосодержания бетонной смеси, а при вибропрессовании - вследствие недостаточного уплотнения заготовок), а следовательно, невысокой механической прочностью на сжатие и на растяжение и пониженной морозостойкостью, а также повышенной истираемостью, а потому оказываются сравнительно недолговечными.However, the casting method and its varieties do not provide a strict geometry of paving elements, large-scale material costs are required to organize their mass production, and the technological process contains a significant proportion of manual labor when stripping products and preparing molds for reuse. Volumetric vibropressing requires expensive equipment, does not provide high profitability of production, and products obtained in this way have low decorative properties (Production of paving slabs and pavers by pressing // http://www.transportda.ru/article9.html). In addition, concrete products - paving elements obtained by known methods, have increased open porosity (with vibro-casting technologies - due to the relatively high water content of the concrete mixture, and when vibropressing - due to insufficient compaction of the workpieces), and therefore, low mechanical compressive strength and tensile and low frost resistance, as well as increased abrasion, and therefore are relatively short-lived.

Согласно опубликованным данным (Чуйкин А.Е., Сафина О.М и др. Опыт производства и использования мелкоштучных дорожных вибропрессованных бетонных изделий. // Строительные материалы. 2003, №10. С.28-29; Производство тротуарной плитки и стеновых блоков методом объемного вибропрессования // Строительные материалы. 2000, №12. С.16-17) бетонные изделия - элементы мощения, полученные методом объемного вибропрессования без поверхностной гидрофобизации, имеют следующие физико-механические характеристики: предел прочности при сжатии 20,0-45,8 МПа; предел прочности на растяжение при изгибе 5,2-6,3 МПа; водопоглощение 3-6%; морозостойкость по ГОСТ 10060.2-95 F200- F300; истираемость 0,4-0,8 г/см2.According to published data (Chuikin A.E., Safina O.M. et al. Experience in the production and use of small-piece road vibropressed concrete products. // Building materials. 2003, No. 10. P.28-29; Production of paving slabs and wall blocks by volume vibropressing // Building materials. 2000, No. 12. P.16-17) concrete products - paving elements obtained by the method of volume vibropressing without surface hydrophobization, have the following physical and mechanical characteristics: compressive strength 20.0-45.8 MPa; ultimate tensile strength in bending 5.2-6.3 MPa; water absorption of 3-6%; frost resistance in accordance with GOST 10060.2-95 F200-F300; abrasion 0.4-0.8 g / cm 2 .

Наиболее близкой по составу и технической сущности к заявляемому изобретению является бетонная смесь для изготовления декоративно-отделочных плит, включающая вяжущее низкой водопотребности (8-21 мас.%),заполнитель (72-83 мас.%), модификатор (0,2-1,6 мас.%) и воду, причем вяжущее низкой водопотребности состоит из портландцемента (50-67,5 мас.%), минеральной добавки (25-37,5 мас.%), пигмента (5-7,5 мас.%) и пластификатора (2,5-5 мас.%), в качестве пластификатора используют смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола, в качестве заполнителя используют механическую смесь тонкомолотого кварцевого песка и мелкого заполнителя из строительного песка в соотношении 1:(0,5-2), причем мелкий заполнитель состоит из трех фракций при следующем их соотношении, мас.%: 0-0,5 мм 15-30, 0,5-1 мм 25-35, 1,0-1,5 мм 45-50, а в качестве модификатора используют вспененный полистирол с содержанием основной фракции 0,4-1,6 мм не менее 92% (RU 2097352, С04В 28/04, 27.11.1997).The closest in composition and technical essence to the claimed invention is a concrete mixture for the manufacture of decorative and decorative plates, including a binder of low water demand (8-21 wt.%), Aggregate (72-83 wt.%), Modifier (0.2-1 , 6 wt.%) And water, and the binder of low water demand consists of Portland cement (50-67.5 wt.%), Mineral additives (25-37.5 wt.%), Pigment (5-7.5 wt.%) ) and a plasticizer (2.5-5 wt.%), as a plasticizer use a mixture of sodium and triethanolamine salts of sulfonated waste condensation product produced phenol, as a filler, use a mechanical mixture of finely ground quartz sand and fine aggregate of building sand in a ratio of 1: (0.5-2), and the fine aggregate consists of three fractions in the following ratio, wt.%: 0-0, 5 mm 15-30, 0.5-1 mm 25-35, 1.0-1.5 mm 45-50, and foam polystyrene with a content of the main fraction of 0.4-1.6 mm of at least 92 is used as a modifier % (RU 2097352, С04В 28/04, 11/27/1997).

Однако предложенный состав бетонной смеси не позволяет получать изделия с повышенной механической прочностью и морозостойкостью и с пониженной истираемостью.However, the proposed composition of the concrete mixture does not allow to obtain products with increased mechanical strength and frost resistance and with reduced abrasion.

Наиболее близким к заявляемому способу изготовления элементов мощения является способ полусухого прессования, по которому бетонную смесь с влажностью 10-12%, приготовленную в виде пресс-порошка, помещают в пресс-форму и подвергают одно- или двукратному силовому воздействию подвижной части пресс-формы (пуансона) при давлении 10-20 МПа в течение 3-5 с, затем изделие немедленно выпрессовывают и складируют до набора проектной точности, или подвергают тепловлажностной обработке (Кафтаева М.В. Регулирование свойств мелкозернистых бетонов с пониженным содержанием воды: Дис. … канд. техн. наук. Белгород, - 2000; прессование тротуарных плит // http://snip8.narod.ru/article/article_plitka_press.html).Closest to the claimed method of manufacturing paving elements is a semi-dry pressing method, in which a concrete mixture with a moisture content of 10-12%, prepared in the form of a press powder, is placed in the mold and subjected to one or two times the force of the moving part of the mold ( punch) at a pressure of 10-20 MPa for 3-5 s, then the product is immediately extruded and stored until the design accuracy is set, or subjected to heat and moisture treatment (Kaftaeva M.V. Regulation of the properties of fine-grained concrete with low water content: Dis .... Candidate of Technical Sciences Belgorod, 2000; pressing of paving slabs // http://snip8.narod.ru/article/article_plitka_press.html).

Однако коэффициент уплотнения бетонной смеси при использовании известного способа полусухого прессования является недостаточным для получения изделий с высокими физико-механическими характеристиками.However, the compaction coefficient of the concrete mixture when using the known method of semi-dry pressing is insufficient to obtain products with high physical and mechanical characteristics.

Задачей изобретения является повышение механической прочности на сжатие, механической прочности на растяжение при изгибе и морозостойкости и снижение истираемости бетонных изделий - элементов мощения, упрощение технологии, расширение сырьевой базы и снижение энергетических и материальных затрат при производстве элементов мощения.The objective of the invention is to increase the mechanical compressive strength, mechanical tensile strength during bending and frost resistance and reduce the abrasion of concrete products - paving elements, simplifying the technology, expanding the raw material base and reducing energy and material costs in the production of paving elements.

Сущность изобретения состоит в том, что бетонная смесь, включающая вяжущее низкой водопотребности, полученное путем совместного помола портландцемента и пластификатора, фракционированный мелкий заполнитель, модификатор и воду, содержит в составе указанного вяжущего в качестве пластификатора суперпластификатор С-3 при следующем соотношении, мас.%: портландцемент 96-98, С-3 2-4, в качестве фракционированного мелкого заполнителя - механическую смесь фракции 0,16 -5 мм песка природного обогащенного с Мкр 2,0-2,5 и песка из отсевов дробления гранита с Мкр 3,6 в соотношении 1:0,25-0,67, в качестве модификатора - демпфирующую добавку в виде зольных микросфер при следующем соотношении компонентов, мас.%:The essence of the invention lies in the fact that the concrete mixture, including a binder of low water demand, obtained by co-grinding Portland cement and a plasticizer, fractionated fine aggregate, modifier and water, contains C-3 superplasticizer in the composition of the binder as a plasticizer in the following ratio, wt.% : Portland cement 96-98, C-3 2-4, as a fractionated fine aggregate - a mechanical mixture of a fraction of 0.16 -5 mm natural sand enriched with M cr 2.0-2.5 and sand from granite screenings with M cr 3.6 in a ratio of 1: 0.25-0.67, as a modifier - a damping additive in the form of ash microspheres in the following ratio of components, wt.%:

указанное вяжущееspecified binder 20-3020-30 указанный заполнительspecified placeholder 60-6760-67 указанный модификаторspecified modifier 3-73-7 водаwater 6-76-7

при этом фракционированный мелкий заполнитель содержит, мас.%:while fractionated fine aggregate contains, wt.%:

фракцию 2,5-5,0 ммfraction 2.5-5.0 mm 18-2418-24 фракцию 0,63-2,5 ммfraction 0.63-2.5 mm 26-2826-28 фракцию 0,16-0,63 ммfraction 0.16-0.63 mm 48-5648-56

Сущность изобретения заключается также в том, что способ изготовления изделий из предлагаемой бетонной смеси включает приготовление бетонной смеси, ее укладку в пресс-форму, уплотнение при давлении 40-60 МПа приложением одно- или двукратного силового воздействия на пуансон пресс-формы, немедленную выпрессовку отформованных изделий и их выдержку в воздушно-влажной атмосфере, при этом бетонная смесь содержит фракционированный мелкий заполнитель следующего состава, мас.%:The essence of the invention also lies in the fact that the method of manufacturing products from the proposed concrete mixture includes preparing the concrete mixture, laying it in the mold, compaction at a pressure of 40-60 MPa by applying one or two forces to the mold punch, immediately extruding the molded products and their exposure in an air-moist atmosphere, while the concrete mixture contains fractionated fine aggregate of the following composition, wt.%:

фракцию 2,5-5,0 ммfraction 2.5-5.0 mm 18-2418-24 фракцию 0,63-2,5 ммfraction 0.63-2.5 mm 26-2826-28 фракцию 0,16-0,63 ммfraction 0.16-0.63 mm 48-5648-56

Известно применение зольных микросфер в технологии конструкционно-теплоизоляционных бетонов, легких бетонов и пенобетонов с целью снижения их плотности и теплопроводности (RU 2154619, С04В 38/08, 20.08.2000; RU 2186749, С04В 38/10, 10.08.2002; RU 2277076, С04В 38/08, 27.05.2006; RU 93052682, С04В 38/10, 10.04.1996).It is known to use ash microspheres in the technology of structural and heat-insulating concrete, light concrete and foam concrete in order to reduce their density and thermal conductivity (RU 2154619, С04В 38/08, 08.20.2000; RU 2186749, С04В 38/10, 10.08.2002; RU 2277076, С04В 38/08, 05/27/2006; RU 93052682, С04В 38/10, 04/10/1996).

Однако сведений об использовании зольных микросфер как демпфирующей добавки в составах тяжелых мелкозернистых бетонов, применяемых, в частности, для изготовления элементов мощения, не имеется.However, there is no information on the use of ash microspheres as a damping additive in the compositions of heavy fine-grained concrete, used, in particular, for the manufacture of paving elements.

Анализ научных публикаций и собственных исследований позволил авторам предлагаемого изобретения сделать вывод о том, что по простоте технологии, содержанию требований к составу и качеству сырьевых материалов и уровню капитальных затрат на организацию производства метод полусухого прессования элементов мощения является наиболее прогрессивным.The analysis of scientific publications and their own research allowed the authors of the invention to conclude that the method of semi-dry pressing of paving elements is the most progressive in terms of the simplicity of the technology, the content of requirements for the composition and quality of raw materials and the level of capital costs for organizing production.

Однако бетонные изделия, полученные полусухим прессованием (Кафтаева М.В. Регулирование свойств мелкозернистых бетонов с пониженным содержанием воды: Дис. … канд. техн. наук. - Белгород, 2000), не отличаются высокими физико-химическими характеристиками (класс бетона по прочности на сжатие - В30, класс бетона по прочности на растяжение при изгибе - Btb3,2, водопоглощение без поверхностной гидрофобизации - 5,6%, морозостойкость - до 200 циклов, истираемость - до 0,7 г/см2).However, concrete products obtained by dry pressing (Kaftaeva M.V. Regulation of the properties of fine-grained concrete with a low water content: Dis .... Candidate of Technical Sciences. - Belgorod, 2000), do not differ in high physicochemical characteristics (concrete strength class compression - B30, concrete class in terms of tensile strength in bending - B tb 3.2, water absorption without surface hydrophobization - 5.6%, frost resistance - up to 200 cycles, abrasion - up to 0.7 g / cm 2 ).

В то же время технологические параметры, используемые при реализации существующего метода полусухого прессования, а именно - влажность бетонной смеси 10-12% и давление прессования 10-20 МПа - являются предельно допустимыми. Так увеличение давления прессования невозможно из-за появления в заготовках поперечных трещин расслаивания, в то же время повышение пластических свойств пресс-порошка путем увеличения водосодержания не представляется возможным, так как водоудерживающая способность смеси цементного клинкера с минеральным заполнителем в этом случае недостаточно высока. В результате повышение давления прессования приводит к неравномерному «отжатию» воды из заготовки и снижению механической прочности изделия. Таким образом, задача по разработке новых путей совершенствования метода полусухого прессования бетонных изделий с целью повышения их физико-механических характеристик остается актуальной.At the same time, the technological parameters used in the implementation of the existing semi-dry pressing method, namely, the moisture content of the concrete mixture 10-12% and the pressing pressure 10-20 MPa, are the maximum allowable. Thus, an increase in pressing pressure is impossible due to the appearance of transverse cracking cracks in the preforms, while at the same time it is not possible to increase the plastic properties of the press powder by increasing the water content, since the water holding capacity of the cement clinker mixture with mineral aggregate is not high enough in this case. As a result, an increase in the pressing pressure leads to an uneven "squeezing" of water from the workpiece and a decrease in the mechanical strength of the product. Thus, the task of developing new ways to improve the semi-dry pressing method of concrete products in order to increase their physical and mechanical characteristics remains relevant.

Характеристика исходных материаловCharacterization of raw materials

В качестве вяжущих для приготовления бетонных смесей применяли портландцемент ПЦ 500-ДО-Н цементного завода «Пролетарий» ОАО «Новоросцемент», а также вяжущее низкой водопотребности (ВНВ), полученное совместным помолом указанного портландцемента и пластификатора, в качестве которого был использована натриевая соль продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом - суперпластификатор С-3 (Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Изд-во АСВ, 2007), в количестве 2-4 мас.% в шаровой мельнице МБЛ-1 в течение 1 часа.Portland cement ПЦ 500-ДО-Н of cement plant “Proletary” of OJSC “Novoroscement” was used as binders for the preparation of concrete mixtures, as well as a binder of low water demand (VNV), obtained by joint grinding of said Portland cement and plasticizer, which was used as the sodium salt of the product condensation of naphthalenesulfonic acid with formaldehyde - superplasticizer S-3 (Bazhenov Yu.M. Concrete technology. - M .: Publishing house ASV, 2007), in the amount of 2-4 wt.% in the MBL-1 ball mill for 1 hour.

Определение свойств вяжущих производили по методикам ГОСТ 310.1-76 «Цементы. Методы испытаний. Общие положения», ГОСТ 310.2-76 «Цементы. Методы определения тонкости помола», ГОСТ 310.3-76 «Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема», ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения пределов прочности при изгибе и сжатии».The determination of the properties of binders was carried out according to the methods of GOST 310.1-76 “Cements. Test methods. General Provisions ”, GOST 310.2-76“ Cements. Methods for determining the fineness of grinding ", GOST 310.3-76" Cements. Methods for determining the normal density, setting time and uniformity of volume change ”, GOST 310.4-81“ Cements. Methods for determining bending and compression strengths. "

Результаты испытаний вяжущих приведены в таблице 1.The test results of binders are shown in table 1.

Таблица 1.Table 1. Свойства вяжущихBinder Properties Наименование материалаName of material СвойстваThe properties Соответствие нормативным документамRegulatory Compliance Портландцемент бездобавочный цементного завода «Пролетарий»Portland cement non-additive cement plant "Proletarian" Тонкость помола - 6,2%
Насыпная плотность - 1157 кг/м3
Истинная плотность - 3100 кг/м3
Удельная поверхность - 3200 см2
Нормальная густота цементного теста - 26%
Равномерность изменения объема - выдерживает
Активность - 46,6 МПа
Предел прочности при изгибе - 5,2 МПа
Fineness: 6.2%
Bulk density - 1157 kg / m 3
True density - 3100 kg / m 3
Specific surface area - 3200 cm 2 / g
Normal density of cement paste - 26%
Uniformity in volume change - withstands
Activity - 46.6 MPa
Bending Strength - 5.2 MPa
Соответствует ГОСТ 10178-85Conforms to GOST 10178-85
ВНВ (портландцемент с суперпластификатором С3)VNV (Portland cement with superplasticizer C3) Тонкость помола - 4,6%
Насыпная плотность - 1157 кг/м3
Истинная плотность - 3100 кг/м3
Удельная поверхность - 4300 см2
Нормальная густота цементного теста - 22%
Равномерность изменения объема - выдерживает
Активность - 55,1 МПа
Предел прочности при изгибе - 7,0 МПа
Fineness: 4.6%
Bulk density - 1157 kg / m 3
True density - 3100 kg / m 3
The specific surface is 4300 cm 2 / g
Normal density of cement paste - 22%
Uniformity in volume change - withstands
Activity - 55.1 MPa
Bending Strength - 7.0 MPa
Соответствует ГОСТ 10178-85Conforms to GOST 10178-85

В качестве заполнителей были использованы: песок природный обогащенный (5,0-0,16 мм) средний ОАО «Мостовской дробильно-сортировочный завод»; песок из отсевов дробления гранита очень крупный фракционированный (5,0-0,16 мм) ОАО «Павловскгранит»; механические смеси указанных песков, взятых в соотношении песок природный : песок из отсевов дробления гранита 1:(0,25-0,67).The following were used as aggregates: natural enriched sand (5.0-0.16 mm) medium OJSC “Mostovskoy Crushing and Sorting Plant”; sand from screenings of crushing of granite is very large fractionated (5.0-0.16 mm) of Pavlovskgranit OJSC; mechanical mixtures of these sands, taken in the ratio of natural sand: sand from screenings of crushing granite 1: (0.25-0.67).

Основные физические свойства заполнителей определялись по методикам ГОСТ 8735-88 «Песок для строительных работ. Методы испытаний» и приведены в таблице 2.The main physical properties of the aggregates were determined according to the methods of GOST 8735-88 “Sand for construction work. Test methods "and are given in table 2.

Таблица 2.Table 2. Свойства заполнителейPlaceholder Properties Вид заполнителяPlaceholder Type Полные остатки (%) на ситах, ммTotal residues (%) on sieves, mm Модуль крупностиFineness modulus Насыпная плотность, кг/м3 Bulk density, kg / m 3 Межзерновая пустотность, %Intergranular voidness,% 2,52.5 1,251.25 0,630.63 0,3150.315 0,160.16 Песок природныйNatural sand 11-1211-12 24-2624-26 35-3835-38 63-6663-66 100one hundred 2,3-2,42.3-2.4 15301530 41,541.5 Песок из отсевов дробления гранитаSand from granite screenings 44-4544-45 58-6058-60 73-7673-76 89-9389-93 100one hundred 3,6-3,73.6-3.7 15601560 44,044.0

По своим свойствам песок природный ОАО «Мостовской дробильно-сортировочный завод» и песок из отсевов дробления гранита ОАО «Павловскгранит» удовлетворяют требованиям ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия», изложенным в пп.4.4.1, 4.4.3, 4.4.7, 4.4.8 и в разделах 5, 6, которые являются обязательными.In terms of their properties, the natural sand of Mostovskaya Crushing and Sorting Plant OJSC and sand from granite screenings of Pavlovskgranit OJSC satisfy the requirements of GOST 8736-93 “Sand for construction work. Technical conditions ”set forth in paragraphs 4.4.1, 4.4.3, 4.4.7, 4.4.8 and in sections 5, 6, which are mandatory.

В качестве модификатора - демпфирующего компонента, регулирующего формовочные свойства бетонных смесей и прочностные характеристики бетонных изделий - были использованы зольные микросферы - сыпучий материал, состоящий из полых стекловидных частиц сферической формы, выделяемый безреагентной флотацией из золошлаковых смесей на ТЭС и ГРЭС. Определение физических свойств зольных микросфер производили по методикам ГОСТ 9758-87 «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний». Результаты испытаний приведены в таблице 3.As a modifier - a damping component that regulates the molding properties of concrete mixtures and the strength characteristics of concrete products - ash microspheres were used - bulk material consisting of hollow glassy particles of a spherical shape, released by reagentless flotation from ash and slag mixtures at thermal power plants and state district power plants. The physical properties of the ash microspheres were determined according to the methods of GOST 9758-87 “Inorganic porous aggregates for construction work. Test Methods. " The test results are shown in table 3.

Таблица 3Table 3 Свойства зольных микросферAsh Microsphere Properties Наименование материалаName of material СвойстваThe properties Зольные микросферы из золошлаковых смесей Новочеркасской ГРЭСAsh microspheres from ash and slag mixtures of Novocherkasskaya state district power station Средняя насыпная плотность - 390 кг/м3
Средняя плотность частиц - 580 кг/м3
Диаметр частиц - 20-200 мкм
Истинная плотность оболочки - 2500 кг/м3
Толщина оболочки - 5-15 мкм
Прочность на сжатие в цилиндре - 1,8 МПа
The average bulk density is 390 kg / m 3
The average particle density of 580 kg / m 3
Particle Diameter - 20-200 microns
The true density of the shell is 2500 kg / m 3
Shell thickness - 5-15 microns
Compression strength in the cylinder - 1.8 MPa

Примеры реализации изобретенияExamples of the invention

1. Изготовление бетонных смесей и бетонных изделий1. Production of concrete mixtures and concrete products

Вяжущее низкой водопотребности (ВНВ) получали путем совместного помола портландцемента с добавлением суперпластификатора С-3 (2-4 мас.%). Затем отдозированные сухие компоненты загружали в смесительные бегуны ЛБ-12 и перемешивали в течение 1 мин, затем в смесь путем орошения вводили воду затворения (5-7 мас.%), и перемешивание продолжалось еще в течение 4 мин. Образцы бетона в виде цилиндров диаметром 70 и высотой 70 мм изготавливали методом прессования в металлической пресс-форме на гидравлическом прессе 2ПГ-125. Приготовленный на смесительных бегунах отдозированный пресс-порошок загружали в пресс-форму, после этого к пуансону прикладывали одно- или двукратное усилие, соответствующее давлению 20-60 МПа, в течение 1-3 с, затем образцы немедленно выпрессовывали и складировали. Твердение образцов проходило в нормальных условиях при влажности 90-95% в течение 28 сут.A binder of low water demand (VNV) was obtained by co-grinding Portland cement with the addition of superplasticizer C-3 (2-4 wt.%). Then, the dosed dry components were loaded into LB-12 mixing runners and mixed for 1 min, then mixing water (5-7 wt%) was introduced into the mixture by irrigation, and stirring continued for another 4 min. Concrete samples in the form of cylinders with a diameter of 70 and a height of 70 mm were made by pressing in a metal mold on a 2PG-125 hydraulic press. The dosed press powder prepared on mixing runners was loaded into the mold, after which a single or double force corresponding to a pressure of 20-60 MPa was applied to the punch for 1-3 s, then the samples were immediately pressed and stored. Hardening of the samples took place under normal conditions at a humidity of 90-95% for 28 days.

2. Определение свойств бетонных изделий2. Determination of the properties of concrete products

Испытания образцов производили в соответствии с рекомендациями ГОСТ 17608-91 «Плиты бетонные тротуарные. Технические условия» и по методикам следующих нормативных документов: ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам» - при определении прочности на сжатие и растяжение при изгибе; ГОСТ 12730.3-78 «Бетоны. Методы определения водопоглощения» - при определении водопоглощения; ГОСТ 10060.2-95 «Бетоны. Ускоренные методы определения морозостойкости при попеременном замораживании и оттаивании» - при определении морозостойкости; ГОСТ 13087-81 «Методы определения истираемости» - при определении истираемости.Samples were tested in accordance with the recommendations of GOST 17608-91 “Concrete paving slabs. Technical conditions ”and according to the methods of the following regulatory documents: GOST 10180-90“ Concretes. Methods for determining the strength of control samples ”- in determining the compressive and tensile strength in bending; GOST 12730.3-78 “Concretes. Methods for determining water absorption ”- in determining water absorption; GOST 10060.2-95 “Concretes. Accelerated methods for determining frost resistance during alternate freezing and thawing ”- in determining frost resistance; GOST 13087-81 "Methods for determining abrasion" - when determining abrasion.

3. Результаты испытаний3. Test results

3.1.Составы бетонной смеси, являющейся предметом изобретения, и свойства бетона через 28 сут после твердения в нормальных условиях представлены в таблице 4.3.1. The composition of the concrete mixture, which is the subject of the invention, and the properties of concrete 28 days after hardening under normal conditions are presented in table 4.

Как видно из таблицы, введение в состав смеси зольных микросфер в количества 3-7 мас.% значительно повышает прочность бетона на сжатие в сравнении с прототипом и в сравнении с известными бетонными смесями, применяемыми для изготовления элементов мощения. Роль демпфирующей добавки особенно сказывается на увеличении морозостойкости (не менее чем на две марки по ГОСТ 10060. 2-95) и прочности бетона на растяжение при изгибе (в сравнении с известными бетонными смесями для изготовления элементов мощения). При увеличении содержания зольных микросфер до 10 мас.% или уменьшении содержания ВНВ менее 20 мас.% прочность бетона при сжатии уменьшается с одновременным возрастанием открытой пористости, о чем свидетельствует увеличение водопоглощения бетона. Повышение содержания ВНВ более 30 мас.% нецелесообразно по экономическим показателям, тем более, что возрастание прочности не так значительно, как в диапазоне значений 15-30 мас.%.As can be seen from the table, the introduction into the mixture of ash microspheres in the amount of 3-7 wt.% Significantly increases the compressive strength of concrete in comparison with the prototype and in comparison with the known concrete mixtures used for the manufacture of paving elements. The role of the damping additive especially affects the increase in frost resistance (at least two grades according to GOST 10060. 2-95) and the tensile strength of concrete under bending (in comparison with the known concrete mixes for the manufacture of paving elements). With an increase in the ash microsphere content to 10 wt.% Or a decrease in the HVF content of less than 20 wt.%, The compressive strength of concrete decreases with a simultaneous increase in open porosity, as evidenced by an increase in concrete water absorption. An increase in the content of VNV more than 30 wt.% Is impractical for economic indicators, especially since the increase in strength is not as significant as in the range of 15-30 wt.%.

Таблица 4Table 4 Составы бетонной смеси и свойства затвердевшего бетонаThe composition of the concrete mixture and the properties of hardened concrete № составаComposition number Состав бетонной смеси, мас.%The composition of the concrete mixture, wt.% Средняя прочность при сжатии R, МПаAverage compressive strength R, MPa Средняя прочность при растяжении Rtf, МПаThe average tensile strength R tf , MPa Водопоглощение Wm, %Water absorption W m ,% Морозостойкость по третьему методу ГОСТ 10060.2-95, циклы (марка по МРЗ)Frost resistance according to the third method GOST 10060.2-95, cycles (brand according to MRZ) Истираемость Gc, г/см2 Abrasion resistance G c , g / cm 2 ВНВ* VNV * Заполнитель** Placeholder ** Зольные микросферыAsh Microspheres ВодаWater 1one 15,015.0 73,573.5 5,05,0 6,56.5 44,844.8 6,106.10 4,804.80 37 (F300)37 (F300) -- 22 20,020,0 68,568.5 5,05,0 6,56.5 54,254,2 7,727.72 4,334.33 41 (F300)41 (F300) 0,280.28 33 22,022.0 67,067.0 5,05,0 6,06.0 54,054.0 7,527.52 3,643.64 59 (F400)59 (F400) 0,260.26 4four 25,025.0 65,565.5 3,03.0 6,56.5 60,960.9 7,837.83 3,853.85 45 (F300)45 (F300) 0,230.23 55 30,030,0 60,060.0 3,03.0 7,07.0 64,164.1 8,278.27 3,203.20 72 (F400)72 (F400) 0,220.22 66 25,025.0 63,563.5 5,05,0 6,56.5 62,062.0 7,967.96 3,583,58 62 (F400)62 (F400) 0,240.24 77 25,025.0 61,561.5 7,07.0 6,56.5 60,060.0 8,198.19 3,533.53 74 (F400)74 (F400) -- 88 25,025.0 58,558.5 10,010.0 6,56.5 56,256.2 8,758.75 3,613.61 94 (F500)94 (F500) -- 99 25,025.0 67,067.0 -- 8,08.0 49,549.5 5,415.41 4,904.90 29 (F200)29 (F200) 0,350.35 ПрототипPrototype 8-218-21 72-83*** 72-83 *** Модификатор**** 0,2-1,6Modifier **** 0.2-1.6 6,8-7,46.8-7.4 25-2725-27 -- 2,8-3,52.8-3.5 F200***** F200 ***** 0,4-0,60.4-0.6 * - состав ВНВ, мас.%: портландцемент - 97,0, разжижитель С-3 - 3,0 * - composition of VNV, wt.%: Portland cement - 97.0, thinner C-3 - 3.0 ** - песок природный обогащенный: песок из отсевов дробления гранита фракционированный = 1:0,67 ** - natural enriched sand: sand from screenings of crushing granite fractionated = 1: 0.67 *** - песок кварцевый тонкомолотый: песок для строительных работ фракционированный = 1:(0,5-1,2) *** - fine quartz sand: fractionated sand for construction work = 1: (0.5-1.2) **** - состав модификатора: вспененный полистирол 0,4-1,6 мм **** - modifier composition: foamed polystyrene 0.4-1.6 mm ***** - определение марки по морозостойкости (МРЗ) бетона-прототипа производилось базовым методом по ГОСТ 10060.1-95 ***** - determination of the grade by frost resistance (MPE) of the concrete prototype was carried out by the basic method according to GOST 10060.1-95

Введение в состав заполнителя песка из отсевов дробления гранита приводит к значительному уменьшению истираемости бетона - от значений 0,40-0,60 г/см2, характерных для обычного мелкозернистого бетонана природных песках, до 0,22-0,35 г/см2 при использовании фракционированного заполнителя, включающего песок из отсевов дробления гранита. Это, по нашему мнению, связано с повышением марки по прочности породы, используемой для изготовления песка. Так, марка по прочности щебня, производимого из песчано-гравийной смеси месторождения «Мостовское», составляет 1000, в то время как марка по прочности гранитного щебня ОАО «Павловскгранит» равняется 1400. Кроме того, при введении песка из отсевов дробления происходит увеличение в заполнителе доли угловатых и пластинчатых частиц, что также повышает износостойкость бетона.Introduction to the aggregate of sand from screenings of crushing granite leads to a significant reduction in the abrasion of concrete - from the values of 0.40-0.60 g / cm 2 characteristic of ordinary fine-grained concrete concrete natural sands to 0.22-0.35 g / cm 2 when using fractionated aggregate, including sand from granite screenings. This, in our opinion, is associated with an increase in the grade in terms of the strength of the rock used to make sand. Thus, the strength grade of crushed stone produced from the sand and gravel mix of the Mostovskoye deposit is 1000, while the strength grade of granite crushed stone of Pavlovskgranit OJSC is 1400. In addition, when sand is introduced from crushing screenings, there is an increase in aggregate fractions of angular and lamellar particles, which also increases the wear resistance of concrete.

Как известно, основным условием применения песка как заполнителя в составе мелкозернистого бетона является подбор его зернового состава в соответствии с требованиями ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия». Составы заполнителя, используемых в заявляемом изобретении, содержат обогащенный природный песок и песок из отсевов дробления гранита в соотношении, равном 1:(0,25-0,67). В этой области составов крупная (5,0-2,5 мм), средняя (2,5-0,63 мм) и мелкая (0,63-0,16 мм) фракции содержатся в заполнителе в следующих количественных соотношениях, мас.%:As you know, the main condition for using sand as a filler in the composition of fine-grained concrete is the selection of its grain composition in accordance with the requirements of GOST 26633-91 “Concrete heavy and fine-grained. Technical conditions. " The aggregate compositions used in the claimed invention contain enriched natural sand and sand from granite screenings of crushing in a ratio of 1: (0.25-0.67). In this area of compositions, the large (5.0-2.5 mm), medium (2.5-0.63 mm) and small (0.63-0.16 mm) fractions are contained in the aggregate in the following quantitative proportions, wt. %:

крупная фракцияcoarse fraction 18-2418-24 средняя фракцияmiddle fraction 26-2826-28 мелкая фракцияfine fraction 48-5648-56

При других соотношениях природного песка и песка из отсевов дробления гранита (менее 1:0,25 и более 1:0,67) в составе заполнителя зерновой состав заполнителя значительно выходит за пределы, рекомендованные ГОСТ 26633-91 для мелкозернистых бетонов (п.1.6.12).With other ratios of natural sand and sand from granite screenings (less than 1: 0.25 and more than 1: 0.67) in the aggregate, the aggregate grain composition significantly exceeds the limits recommended by GOST 26633-91 for fine-grained concrete (Section 1.6. 12).

Влияние технологических факторов на свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона представлены в таблице 5.The influence of technological factors on the properties of concrete mix and hardened concrete are presented in table 5.

Таблица 5Table 5 Составы бетонной смеси, ее свойства и свойства затвердевшего бетонаThe composition of the concrete mixture, its properties and the properties of hardened concrete № п/пNo. p / p Состав бетонной смеси*The composition of the concrete mix * Давление прессования, МПаPressing Pressure, MPa ρсв,
кг/м3
ρ St.
kg / m 3
Ку**K y ** ρm, кг/м3 ρ m , kg / m 3 R, МПаR, MPa Rtf, МПаR tf , MPa
1one 25 ВНВ без ЗМ25 VNV without ZM 20twenty 23002300 0,920.92 22702270 46,746.7 4,914.91 22 25 ВНВ без ЗМ25 VNV without ZM 4040 24202420 0,970.97 23802380 60,360.3 6,656.65 33 25 ВНВ + 5 ЗМ25 VNV + 5 ЗМ 20twenty 22802280 0,960.96 22502250 48,848.8 7,407.40 4four 25 ВНВ + 5 ЗМ25 VNV + 5 ЗМ 4040 23252325 0,980.98 22902290 58,658.6 7,967.96 55 25 ВНВ + 5 ЗМ25 VNV + 5 ЗМ 6060 23702370 0,990.99 23402340 62,362.3 7,607.60 66 25 ВНВ + 7 ЗМ25 VNV + 7 ЗМ 4040 23102310 0,990.99 22802280 60,060.0 8,198.19 77 25 ВНВ + 10 ЗМ25 VNV + 10 ZM 4040 22102210 0,980.98 21802180 51,651.6 8,758.75 88 25 Ц без ЗМ (прототип)25 C without ZM (prototype) 20twenty 22402240 0,890.89 22102210 41,741.7 4,304.30 99 25 ВНВ без ЗМ25 VNV without ZM Вибро., 0,1***Vibro., 0.1 *** 23902390 0,950.95 23502350 54,854.8 5,415.41 1010 25 ВНВ + 5 ЗМ25 VNV + 5 ЗМ Вибро., 0,1Vibro., 0.1 23102310 0,970.97 22802280 51,751.7 6,946.94 * - количество цемента (Ц), вяжущего низкой водопотребности (ВНВ) и зольных микросфер (ЗМ), указано в мас.%;* - the amount of cement (C), a binder of low water demand (VNV) and ash microspheres (ZM), indicated in wt.%; ** - коэффициент уплотнения бетонной смеси;** - coefficient of compaction of concrete mix; *** - образцы изготовлены вибропрессованием при давлении 0,1 МПа.*** - samples are made by vibropressing at a pressure of 0.1 MPa.

При использовании известного метода полусухого прессования элементы мощения, изготовленные из цементно-песчаной смеси при давлении 20 МПа, имеют худшие показатели качества, чем при использовании методов вибропрессования (примеры 9, 10). Однако использование в составе смеси ВНВ значительно повышает коэффициент уплотнения и физико-механические характеристики бетона. Дальнейшее увеличение давления прессования до 40-60 МПа при одновременном введении в состав бетонной смеси зольных микросфер еще больше повышает коэффициент уплотнения бетонной смеси и, как следствие, показатели качества бетона, особенно механическую прочность на растяжение при изгибе. Увеличение давления более 60 МПа нецелесообразно, так как прочность при сжатии увеличивается незначительно, а прочность на растяжение даже уменьшается. Как показали наши исследования, это происходит из-за частичного разрушения микросфер.When using the well-known method of dry pressing, paving elements made of cement-sand mixture at a pressure of 20 MPa have worse quality indicators than when using vibropressing methods (examples 9, 10). However, the use of the mixture of VNV significantly increases the compaction coefficient and physico-mechanical characteristics of concrete. A further increase in the pressing pressure to 40-60 MPa with the simultaneous introduction of ash microspheres into the composition of the concrete mixture further increases the compaction coefficient of the concrete mixture and, as a result, concrete quality indicators, especially mechanical bending tensile strength. An increase in pressure of more than 60 MPa is impractical, since the compressive strength increases slightly, and the tensile strength even decreases. As our studies have shown, this is due to the partial destruction of the microspheres.

Применение суперпластификатора С-3 в качестве модификатора бетонных смесей, предназначенных для изготовления элементов мощения по технологии полусухого прессования, с целью повышения давления прессования является новым, отличается от описанного ранее действия С-3 на пластические бетонные смеси (Калашников В.И., Борисов А.А. и др. Современные представления об использовании тонкомолотых цементов и ВНВ в бетонах // Строительные материалы. 2000, №7. С.12-13) и может рассматриваться как новый технологический прием. Введение добавки С-3 при дополнительном сухом помоле цемента гидрофилизирует поверхность его частиц и облегчает их относительное скольжение в бетонной смеси при прессовании. Снижению внутреннего трения в пресс-порошке способствует и гладкая поверхность зольных микросфер.The use of S-3 superplasticizer as a modifier of concrete mixtures intended for the manufacture of paving elements using semi-dry pressing technology in order to increase the pressing pressure is new, differs from the previously described action of S-3 on plastic concrete mixtures (Kalashnikov V.I., Borisov A .A. And others. Modern ideas about the use of finely ground cements and VNV in concrete // Building materials. 2000, No. 7. S.12-13) and can be considered as a new technological technique. The introduction of additive C-3 with additional dry grinding of cement hydrophilizes the surface of its particles and facilitates their relative sliding in the concrete mixture during pressing. The smooth surface of the ash microspheres also contributes to the reduction of internal friction in the press powder.

Роль зольных микросфер как нового активного компонента полусухих бетонных смесей заключается в их способности удерживать в необходимом количестве воду затворения во время приложения давления, обеспечивая ее равномерное распределение по объему отформованного изделия и сохраняя ее на период гидратации цемента и твердения бетона, препятствуя ее быстрому испарению. Кроме того, зольные микросферы как дисперсный компонент с пониженной жесткостью способствуют выравниванию локальных напряжений по объему прессуемого изделия и тем самым предотвращают образование в нем технологических трещин после снятия давления.The role of ash microspheres as a new active component of semi-dry concrete mixes lies in their ability to hold mixing water in the required amount during application of pressure, ensuring its uniform distribution over the volume of the molded product and keeping it for the period of cement hydration and hardening of concrete, preventing its rapid evaporation. In addition, ash microspheres as a dispersed component with reduced stiffness help to equalize local stresses over the volume of the pressed product and thereby prevent the formation of technological cracks in it after depressurization.

Таким образом, введение в состав бетонной смеси зольных микросфер в технологии полусухого прессования принципиально изменяет формовочные свойства смеси и дает возможность перейти к повышенным давлениям прессования и, как следствие, увеличить коэффициент уплотнения смеси. Это в свою очередь положительно сказывается на физико-механических характеристиках затвердевшего бетона.Thus, the introduction of ash microspheres into the composition of a concrete mixture in semi-dry pressing technology fundamentally changes the molding properties of the mixture and makes it possible to switch to higher pressing pressures and, as a result, increase the compaction coefficient of the mixture. This in turn has a positive effect on the physicomechanical characteristics of hardened concrete.

Предлагаемые состав бетонной смеси и способ изготовления из нее бетонных изделий и, в частности, элементов мощения позволяют, с одной стороны, увеличить механическую прочность на сжатие и на растяжение при изгибе и морозостойкость, а с другой стороны - уменьшить истираемость бетона и тем самым повысить долговечность сборных тротуарных и дорожных покрытий.The proposed composition of the concrete mixture and the method of manufacturing concrete products and, in particular, paving elements from it allow, on the one hand, to increase the mechanical compressive and tensile strength under bending and frost resistance, and on the other hand, to reduce the abrasion of concrete and thereby increase durability prefabricated pavement and pavement.

Прочность свежеотформованных изделий, изготовленных предлагаемым способом, достигает 0,8 МПа, что позволяет предприятию-изготовителю отказаться от приобретения и поддержания в рабочем состоянии большого количества пластиковых или металлических форм, в которых обычно выдерживают изделия, полученные известными способами, до набора распалубочной прочности и технологических поддонов, предназначенных для транспортировки изделий к местам складирования. Все это значительно снижает производственные затраты и повышает экономическую эффективность производства бетонных изделий - элементов мощения дорожных и тротуарных покрытий.The strength of freshly molded products manufactured by the proposed method reaches 0.8 MPa, which allows the manufacturer to refuse to purchase and maintain in working condition a large number of plastic or metal molds, in which products obtained by known methods are usually held up to a set of stripping and technological strengths pallets intended for transportation of products to the places of storage. All this significantly reduces production costs and increases the economic efficiency of the production of concrete products - paving elements of road and pavement.

Claims (4)

1. Бетонная смесь, включающая вяжущее низкой водопотребности, полученное путем совместного помола портландцемента и пластификатора, фракционированный мелкий заполнитель, модификатор и воду, отличающаяся тем, что указанное вяжущее содержит в качестве пластификатора С-3 при следующем соотношении, мас.%: портландцемент 96-98, С-3 2-4, в качестве фракционированного мелкого заполнителя механическую смесь фракции 0,16-5 мм песка природного обогащенного с Мкр 2,0-2,5 и песка из отсевов дробления гранита с Мкр 3,6 в соотношении 1:0,25-0,67, в качестве модификатора демпфирующую добавку в виде зольных микросфер при следующем соотношении компонентов, мас.%:
указанное вяжущее 20-30 указанный заполнитель 60-67 указанный модификатор 3-7 вода 6-7
1. A concrete mixture comprising a binder of low water demand, obtained by co-grinding Portland cement and a plasticizer, fractionated fine aggregate, modifier and water, characterized in that the binder contains C-3 as a plasticizer in the following ratio, wt.%: Portland cement 96- 98, C-3 2-4, as a fractionated fine aggregate, a mechanical mixture of the 0.16-5 mm fraction of natural sand enriched with M cr 2.0-2.5 and sand from granite screenings with M cr 3.6 in the ratio 1: 0.25-0.67, as a modifier damping additive in the form of ash microspheres in the following ratio of components, wt.%:
specified binder 20-30 specified placeholder 60-67 specified modifier 3-7 water 6-7
2. Бетонная смесь по п.1, отличающаяся тем, что фракционированный мелкий заполнитель содержит, мас.%:
фракцию 2,5-5,0 мм 18-24 фракцию 0,63-2,5 мм 26-28 фракцию 0,16-0,63 мм 48-56
2. The concrete mixture according to claim 1, characterized in that the fractionated fine aggregate contains, wt.%:
fraction 2.5-5.0 mm 18-24 fraction 0.63-2.5 mm 26-28 fraction 0.16-0.63 mm 48-56
3. Способ изготовления изделий из бетонной смеси по п.1, включающий приготовление бетонной смеси, ее укладку в прессформу, уплотнение при давлении 40-60 МПа приложением одно- или двукратного силового воздействия на пуансон прессформы, немедленную выпрессовку отформованных изделий и их выдержку в воздушно-влажной атмосфере.3. A method of manufacturing products from a concrete mixture according to claim 1, comprising preparing a concrete mixture, laying it in a mold, sealing at a pressure of 40-60 MPa by applying one or two forces to the mold punch, immediately extruding the molded products and holding them in air Humid atmosphere. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что фракционированный мелкий заполнитель содержит, мас.%:
фракцию 2,5-5,0 мм 18-24 фракцию 0,63-2,5 мм 26-28 фракцию 0,16-0,63 мм 48-56
4. The method according to claim 3, characterized in that the fractionated fine aggregate contains, wt.%:
fraction 2.5-5.0 mm 18-24 fraction 0.63-2.5 mm 26-28 fraction 0.16-0.63 mm 48-56
RU2007100767/03A 2007-01-09 2007-01-09 Concrete mixture and method of making objects from concrete mixture RU2345969C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100767/03A RU2345969C2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Concrete mixture and method of making objects from concrete mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100767/03A RU2345969C2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Concrete mixture and method of making objects from concrete mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007100767A RU2007100767A (en) 2008-07-20
RU2345969C2 true RU2345969C2 (en) 2009-02-10

Family

ID=40546925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100767/03A RU2345969C2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Concrete mixture and method of making objects from concrete mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2345969C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2500655C2 (en) * 2011-06-15 2013-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Method to manufacture granite-cement products
RU2515631C1 (en) * 2012-10-24 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Heat-insulation structural masonry admixture based on light filler

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДОЛГОРЕВ Н.Н. и др. Бетоны на вяжущих низкой водопотребности. - М.: ЦМИПКС, 1991, с.6-7. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2500655C2 (en) * 2011-06-15 2013-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Method to manufacture granite-cement products
RU2515631C1 (en) * 2012-10-24 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Heat-insulation structural masonry admixture based on light filler

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007100767A (en) 2008-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Poon et al. Effects of contaminants on the properties of concrete paving blocks prepared with recycled concrete aggregates
Ling Effects of compaction method and rubber content on the properties of concrete paving blocks
WO2014153671A1 (en) Ultra-high performance glass concrete and method for producing same
Atoyebi et al. Evaluation of laterized earth moist concrete in construction works
EP3129201B1 (en) Process for the preparation of masonry composite materials
RU2345969C2 (en) Concrete mixture and method of making objects from concrete mixture
JP4235019B2 (en) Water-retaining porous concrete molded body and method for producing the same
Ndon et al. Experimental study on the effect of different coarse aggregate sizes on the strength of concrete
Yiosese et al. Partial replacement of coarse aggregate with broken ceramic tiles in concrete production
US9045368B1 (en) Flexible polymer concrete and methods for making flexible polymer concrete
Mujedu et al. Utilization of blast furnace slag as coarse aggregate in concrete production
WO2007049136A2 (en) Method of making constructional elements
Sri Ravindrarajah et al. Effect of supplementary cementitious materials on the properties of pervious concrete with fixed porosity
Ravindrarajah Bleeding of fresh concrete containing cement supplementary materials
Al-Zboon et al. Utilization of volcanic tuffs as construction materials
Shambharkar et al. Utilization of fly ash & Coir fiber in manufacturing of paver blocks
JP2017133255A (en) Construction method of drainage pavement
Kurpińska et al. Assessment of the application of CEM III with exposed aggregate as an alternative to CEM I for road pavements
US8435342B2 (en) Concrete composition
Ifeanyi et al. Structural Behavior of Concrete Produced Using Palm Kernel Shell (PKS) as a Partial Substitute for Coarse Aggregate
JP2001207402A (en) Concrete paving
Alkhaly et al. Utilizing Crushed Clinker Brick Waste as Coarse Aggregate to Produce Concrete With Compressive Strengths Up to 40 Mpa by Adjusting The Gradation Curve
RAJ et al. Experimental Study On Using Tiles Waste As Replacement Of Coarse And Fine Aggregate In Concrete.
Srinivasan et al. Pebble Sand (P-Sand) as a Partial Replacement for Fine Aggregate in Concrete
Mogbo et al. Investigating the Performance of Doum Palm Shell as an Aggregate for Making Lightweight Interlocking Blocks

Legal Events

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

Effective date: 20090110