RU2361848C2 - Method for preparation of concrete mix - Google Patents
Method for preparation of concrete mix Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361848C2 RU2361848C2 RU2007135409/03A RU2007135409A RU2361848C2 RU 2361848 C2 RU2361848 C2 RU 2361848C2 RU 2007135409/03 A RU2007135409/03 A RU 2007135409/03A RU 2007135409 A RU2007135409 A RU 2007135409A RU 2361848 C2 RU2361848 C2 RU 2361848C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- cement
- mixing water
- sand
- activation
- Prior art date
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
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/002—Water
- C04B22/004—Water containing dissolved additives or active agents, i.e. aqueous solutions used as gauging water
-
- 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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- 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
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/10—Accelerators; Activators
-
- 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
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00051—Mortar or concrete mixtures with an unusual low cement content, e.g. for foundations
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приготовлению бетонных смесей для монолитных изделий и сборного железобетона с использованием механически активированной цементной пульпы для строительных конструкций из монолитного бетона и изготовления сборного железобетона.The invention relates to the preparation of concrete mixtures for monolithic products and precast using mechanically activated cement slurry for building structures from cast concrete and the manufacture of precast.
Известен способ приготовления бетонной смеси /1/, согласно которому в смесителях принудительного или гравитационного действия осуществляют двухстадийное перемешивание компонентов, включающее предварительное перемешивание песка и щебня с 40-60% воды затворения в течение 3-4 мин и добавки 40-45% раствора пластификатора в количестве 5-9% от массы цемента, последующее добавление цемента и дополнительное перемешивание с введением оставшейся части воды затворения (Патент РФ №2028279, С04В 28/04, С04В 40/00. БИ №4, 1995 г.).A known method of preparing a concrete mixture / 1 /, according to which in the mixers forced or gravitational action carry out two-stage mixing of the components, including pre-mixing sand and gravel with 40-60% mixing water for 3-4 minutes and the addition of 40-45% plasticizer solution in the amount of 5-9% by weight of cement, the subsequent addition of cement and additional mixing with the introduction of the remainder of the mixing water (RF Patent No. 2028279, С04В 28/04, С04В 40/00. BI No. 4, 1995).
Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает необходимой удобоукладываемости бетонной смеси и требуемой прочности на сжатие и раскалывание, а также требует завышенного расхода цемента.The disadvantage of this method is that it does not provide the necessary workability of the concrete mixture and the required compressive and cracking strength, and also requires an increased consumption of cement.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ /2/, включающий предварительное перемешивание заполнителей с частью воды затворения и добавкой, с последующим введением цемента и остальной части воды затворения. Предварительное перемешивание осуществляют в течение 2-2,5 мин с заполнителями с 70-80% воды затворения, в качестве добавки используют 2-5% от массы цемента нитратнитритную щелочную воду, а дополнительное перемешивание всех компонентов осуществляют в течение 1 мин.Closest to the proposed invention is a method / 2 /, comprising pre-mixing the aggregates with part of the mixing water and the additive, followed by the introduction of cement and the rest of the mixing water. Pre-mixing is carried out for 2-2.5 minutes with aggregates with 70-80% of mixing water, 2-5% by weight of cement using nitrate-nitrite alkaline water, and additional mixing of all components is carried out for 1 minute.
Недостатком данного способа является то, что он требует существенных материальных затрат на предварительное обследование и подготовку золошлаковых отходов. Это задерживает практическую реализацию изобретения (Патент РФ №2158719, С04В 40/00, С04В 22/08. БИ №31, 2000 г.).The disadvantage of this method is that it requires significant material costs for a preliminary examination and preparation of ash and slag waste. This delays the practical implementation of the invention (RF Patent No. 2158719, С04В 40/00, С04В 22/08. BI No. 31, 2000).
Техническим результатом, достигнутым настоящим изобретением, является снижение расхода портландцемента, повышение удобоукладываемости и увеличение прочности на сжатие и растяжение.The technical result achieved by the present invention is to reduce the consumption of Portland cement, increase workability and increase compressive and tensile strength.
Данный технический результат достигается тем, что в способе, включающем механическую активацию воды затворения с добавкой нитратно-щелочной воды в течение одной минуты и механическую активацию цемента с 60-70% механически активированной водой затворения в бетоносмесителях в течение 2 минут, с последующим перемешиванием с песком, щебнем и оставшейся частью активированной воды затворения в течение 1,5-2 минут.This technical result is achieved in that in a method comprising mechanical activation of mixing water with the addition of nitrate-alkaline water for one minute and mechanical activation of cement with 60-70% mechanically activated mixing water in concrete mixers for 2 minutes, followed by mixing with sand , crushed stone and the remainder of the activated mixing water for 1.5-2 minutes.
Прочность бетона на растяжение повышается за счет увеличения сцепления цементного камня с поверхностью частиц песка и щебня. Это объясняется тем, что цементные зерна, подчиняясь законам молекулярного притяжения, стремятся объединиться в более крупные частицы. Распределение воды внутри таких частиц и между ними отличается большой неравномерностью. Повышение равномерности распределения воды в цементе и разъединение слипшихся частиц в процессе механической активации приводит к образованию более однородной коагуляционной структуры, обеспечивающей улучшение технологических свойств бетонной смеси и более высокое качество затвердевшего бетона.The tensile strength of concrete is increased by increasing the adhesion of cement stone to the surface of sand and gravel particles. This is due to the fact that cement grains, obeying the laws of molecular attraction, tend to unite into larger particles. The distribution of water within and between such particles is highly uneven. Increasing the uniformity of the distribution of water in cement and the separation of adhering particles in the process of mechanical activation leads to the formation of a more uniform coagulation structure, which improves the technological properties of the concrete mixture and higher quality of the hardened concrete.
По предложенному способу смесь готовится в три стадии. На первой стадии проводится механохимическая активация (1100 об/мин) воды затворения с добавкой нитратнитрино-щелочной воды в количестве 1-2% от массы цемента в расчете на безводное вещество добавки в течение одной минуты. На второй стадии загружается портландцемент марки М 500 (240 кг/м3) с частью воды затворения (от 60% до 70% от общего ее расхода воды 150 кг/м3) и проводится механохимическая активация водоцементного раствора в течение 1,5-2 мин. На третьей стадии в смеситель загружается щебень 1300 кг/м3, песок 692 кг/м3 и оставшаяся часть воды затворения. Перемешивается в течение двух минут.According to the proposed method, the mixture is prepared in three stages. At the first stage, mechanochemical activation (1100 rpm) of mixing water is carried out with the addition of nitrate-nitrino-alkaline water in an amount of 1-2% by weight of cement, calculated on the anhydrous substance of the additive for one minute. At the second stage, Portland cement of grade M 500 (240 kg / m 3 ) with a portion of mixing water (from 60% to 70% of its total water consumption of 150 kg / m 3 ) is loaded and mechanochemical activation of the water-cement solution is carried out for 1.5-2 min At the third stage, 1300 kg / m 3 crushed stone, 692 kg / m 3 sand and the rest of the mixing water are loaded into the mixer. Stirred for two minutes.
Предложенный способ апробировался в условиях стройлаборатории (Аттестат об аккредитации №05.18.2067 от 20.10.2006 г.). В качестве вяжущего ингредиента использовался портландцемент марки ПЦ 500 Д 20 Б Новороссийского цементного завода «Пролетарий». В качестве крупного заполнителя использовался щебень фракции 5-20 мм с насыпной плотностью ρ, равной 1465 кг/м3, испытания которого проводились в соответствии с ГОСТ 8269.0-97 (Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний). Мелким заполнителем служит крупнозернистый песок Краснодарского месторождения с модулем крупности Мкр-2.6 и насыпной плотностью ρ, равной 1730 кг/м3. Испытания песка проводились согласно ГОСТ 8735-88 (Песок для строительных работ. Методы испытаний). Для затворения бетонной смеси используется водопроводная вода (ГОСТ 23732-79. Вода для бетонов и растворов. Технические условия). В качестве добавки применяется нитратнитритно-щелочной отход катализаторного производства Новочеркасского завода синтетических продуктов, содержащий массу в процентном соотношении: 25% нитрата натрия (NaNO3), 9% нитрита натрия (NaNO2) и 6% едкого натра (NaOH), остальные 60% - вода.The proposed method was tested under the conditions of a construction laboratory (Accreditation certificate No. 05.18.2067 of 10.20.2006). Portland cement grade ПЦ 500 Д 20 Б of the Novorossiysk cement plant “Proletary” was used as a binder. Crushed stone of the 5-20 mm fraction with a bulk density ρ equal to 1465 kg / m 3 was used as a large aggregate, the tests of which were carried out in accordance with GOST 8269.0-97 (Crushed stone and gravel from dense rocks and industrial waste for construction work. Methods physical and mechanical tests). Fine aggregate is coarse-grained sand of the Krasnodar deposit with the fineness modulus Mkr-2.6 and bulk density ρ equal to 1730 kg / m 3 . Sand tests were carried out according to GOST 8735-88 (Sand for construction work. Test methods). To mix the concrete mix, tap water is used (GOST 23732-79. Water for concrete and mortars. Technical conditions). As an additive, nitrate-nitrite-alkaline waste from the catalyst production of the Novocherkassk Synthetic Products Plant is used, containing mass in a percentage ratio: 25% sodium nitrate (NaNO 3 ), 9% sodium nitrite (NaNO 2 ) and 6% caustic soda (NaOH), the remaining 60% - water.
Для определения прочности на растяжение проводились испытания опытных образцов кубов с ребром 100 мм в возрасте 28 суток нормального твердения методом раскалывания в положении «на ребро» по ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Для получения сравнительных данных бетонная смесь готовится обычным двухстадийным способом согласно патенту |2|, а также по предложенному способу.To determine the tensile strength, tests were carried out on prototypes of cubes with an edge of 100 mm at the age of 28 days of normal hardening by cracking in the “on the edge” position according to GOST 10180-90 Concretes. Methods for determining the strength of control samples. To obtain comparative data, the concrete mixture is prepared in the usual two-stage way according to the patent | 2 |, as well as according to the proposed method.
В изобретении исследуют три опытных варианта образцов бетонной смеси (способ 1, 2 и 3).In the invention, three experimental variants of concrete mixture samples are investigated (method 1, 2 and 3).
В качестве исходного принимаем состав №1 тяжелого бетона класса В-15 с расходом материалов в кг/м3: цемент (марки М-500) - 300, песок с Мкр-2,6 - 813, щебень фракции 5-20 мм - 1216; вода - 210. Механохимическая активация не проводилась. Осадка конуса составляет 12 см, В/Ц (водоцементное отношение) - 0,7.As the source we take the composition No. 1 of heavy concrete of class B-15 with a consumption of materials in kg / m 3 : cement (grade M-500) - 300, sand with Mkr-2.6 - 813, crushed stone of fraction 5-20 mm - 1216 ; water - 210. Mechanochemical activation was not carried out. The draft of the cone is 12 cm, W / C (water-cement ratio) - 0.7.
В отличие от исходного состава, во втором варианте (состав №2), количество цемента уменьшено на 20%. Расход материалов для получения бетона класса В-15, в кг/м3, был принят следующий: цемент - 240, песок с фракцией Мкр-2,6 - 692, щебень фракции 5-20 мм - 1300; вода - 160. Добавка нитратнитритно-щелочной воды в количестве 5% от массы цемента в расчете на безводное вещество добавки. Механохимическая активация проводилась при 900 об/мин в механохимическом активаторе (марки М-500). Осадка конуса - 14 см, В/Ц - 0,66.Unlike the original composition, in the second version (composition No. 2), the amount of cement is reduced by 20%. The consumption of materials for producing concrete of class B-15, in kg / m 3 , was adopted as follows: cement - 240, sand with a fraction of Mkr-2.6 - 692, crushed stone of a fraction of 5-20 mm - 1300; water - 160. Additive nitrate-alkaline water in an amount of 5% by weight of cement, calculated on the anhydrous substance of the additive. Mechanochemical activation was carried out at 900 rpm in a mechanochemical activator (grade M-500). Draft of the cone - 14 cm, W / C - 0.66.
Предложенный состав №3 тяжелого бетона класса В-15 предусматривает следующий расход материалов в кг/м3: цемент - 240, песок с Мкр-2,6 - 692, щебень фракции 5-20 мм - 1300; вода - 150. Добавка нитратнитритно-щелочной воды в количестве 2% от массы цемента в расчете на безводное вещество добавки. Механохимическую активацию проводили при 1100 об/мин в механохимическом активаторе. Осадка конуса - 15 см, В/Ц - 0,63.The proposed composition No. 3 of heavy concrete of class B-15 provides the following consumption of materials in kg / m 3 : cement - 240, sand with Mkr-2.6 - 692, crushed stone fraction 5-20 mm - 1300; water - 150. Additive nitrate-alkaline water in an amount of 2% by weight of cement, calculated on the anhydrous substance of the additive. Mechanochemical activation was carried out at 1100 rpm in a mechanochemical activator. Draft of the cone - 15 cm, W / C - 0.63.
Результаты испытаний представлены в таблице 1.The test results are presented in table 1.
Проведенные испытания позволяют установить, что приготовление бетонной смеси по предложенному способу, заключающемуся в механохимической активации воды затворения с добавкой нитратнитритно-щелочной воды в количестве 1-2% от массы цемента в течение 1 мин, механохимической активации цементной пульпы, содержащей 60-70% предварительно активированной воды затворения в течение 1,5-2 мин, и последующим перемешиванием в смесителе с песком, щебнем и оставшейся частью активированной воды затворения в течение двух минут, позволяет снизить количество цемента на 20%, повысить удобоукладываемость и прочность на сжатие и растяжение.The tests carried out allow us to establish that the preparation of concrete mixture according to the proposed method, which consists in mechanochemical activation of mixing water with the addition of nitrate-alkaline water in an amount of 1-2% by weight of cement for 1 min, mechanochemical activation of cement pulp containing 60-70% previously activated mixing water for 1.5-2 minutes, and subsequent mixing in a mixer with sand, gravel and the remaining part of activated mixing water for two minutes, reduces the amount cement by 20%, increase workability and compressive and tensile strength.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007135409/03A RU2361848C2 (en) | 2007-09-24 | 2007-09-24 | Method for preparation of concrete mix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007135409/03A RU2361848C2 (en) | 2007-09-24 | 2007-09-24 | Method for preparation of concrete mix |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007135409A RU2007135409A (en) | 2009-03-27 |
RU2361848C2 true RU2361848C2 (en) | 2009-07-20 |
Family
ID=40542426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007135409/03A RU2361848C2 (en) | 2007-09-24 | 2007-09-24 | Method for preparation of concrete mix |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2361848C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2528794C2 (en) * | 2012-07-12 | 2014-09-20 | Сергей Михайлович Васильев | Production of expanded-clay concrete |
RU2548263C1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет", РГСУ | Method to prepare concrete mix |
RU2780905C1 (en) * | 2022-02-18 | 2022-10-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Method for preparing concrete mix |
-
2007
- 2007-09-24 RU RU2007135409/03A patent/RU2361848C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2528794C2 (en) * | 2012-07-12 | 2014-09-20 | Сергей Михайлович Васильев | Production of expanded-clay concrete |
RU2548263C1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет", РГСУ | Method to prepare concrete mix |
RU2780905C1 (en) * | 2022-02-18 | 2022-10-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Method for preparing concrete mix |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007135409A (en) | 2009-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dai et al. | Rheology and microstructure of alkali-activated slag cements produced with silica fume activator | |
Nazari et al. | Benefits of Fe2O3 nanoparticles in concrete mixing matrix | |
Nazari et al. | Assessment of the effects of the cement paste composite in presence TiO2 nanoparticles | |
Mikhailova et al. | Effect of dolomite limestone powder on the compressive strength of concrete | |
Gupta et al. | A state of the art review to enhance the industrial scale waste utilization in sustainable unfired bricks | |
WO2020037349A1 (en) | Process for preparation of geopolymer foam compositions | |
Vivek et al. | Effect of nano-silica in high performance concrete | |
Nazari et al. | An investigation on the Strength and workability of cement based concrete performance by using ZrO2 nanoparticles | |
Salem et al. | Effect of superplasticizer dosage on workability and strength characteristics of concrete | |
Reddy et al. | Experimental studies on compressive strength of ternary blended concretes at different levels of micro silica and ggbs | |
RU2371412C1 (en) | Method of preparing concrete mixture | |
RU2397069C1 (en) | Method for preparation of modified fibrous concrete mix and modified fibrous concrete mix | |
RU2361848C2 (en) | Method for preparation of concrete mix | |
RU2281262C1 (en) | Composition for producing building materials | |
Lima et al. | Evaluation of the effect of nanosilica and recycled fine aggregate in Portland cement rendering mortars | |
RU2659290C1 (en) | Self-consistent concrete production method and concrete mixture | |
Kamal et al. | Effect of polypropylene fibers on development of fresh and hardened properties of recycled self-compacting concrete | |
Darweesh | Water permeability, strength development and microstructure of activated pulverized rice husk ash geopolymer cement | |
Anandan et al. | Strength Properties of Processed Fly Ash Concrete. | |
RU2547532C1 (en) | Dry mix for preparation of non-autoclave foam concrete (versions) | |
Azmee et al. | Preparation of low cement ultra-high performance concrete | |
RU2780905C1 (en) | Method for preparing concrete mix | |
RU2778123C1 (en) | Fine-grained self-compacting concrete mix | |
RU2739006C1 (en) | Method of preparing concrete mixture for high-strength concrete | |
dos Santos Limaa et al. | Evaluation of the effect of nanosilica and recycled fine aggregate in Portland cement rendering mortars |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090925 |