RU2363686C1 - Способ регулирования процессов схватывания и твердения водоцементных систем - Google Patents
Способ регулирования процессов схватывания и твердения водоцементных систем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2363686C1 RU2363686C1 RU2007147676/03A RU2007147676A RU2363686C1 RU 2363686 C1 RU2363686 C1 RU 2363686C1 RU 2007147676/03 A RU2007147676/03 A RU 2007147676/03A RU 2007147676 A RU2007147676 A RU 2007147676A RU 2363686 C1 RU2363686 C1 RU 2363686C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- cement
- minutes
- setting
- days
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительства, а именно к области строительных работ с использованием водоцементных систем, и может быть использовано при осуществлении строительных и ремонтных работ с использованием бетона или раствора на основе водоцементной смеси. Способ регулирования процессов схватывания и твердения водоцементных систем включает смешение цемента и воды с предварительной обработкой воды акустическими колебаниями частотой от 17,5 до 22,5 кГц до достижения уровня введенной в воду энергии от 3,0 до 40 кВт·ч на 1 м3 воды. Технический результат - расширение средств воздействий на водоцементные смеси в процессе их схватывания и твердения. Изобретение развито в зависимых пунктах. 6 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к области строительных работ с использованием водоцементных систем, и может быть использовано при осуществлении строительных и ремонтных работ с использованием бетона или раствора на основе водоцементной смеси.
В основе разработанного технического решения лежит технология воздействия акустическими колебаниями ультразвукового диапазона, а также диапазона, прилегающего к ультразвуковому диапазону, на один из компонентов водоцементной смеси, а именно - на воду. Было экспериментально установлено, что вода способна аккумулировать энергию акустических колебаний с последующей трансформацией ее во внутреннюю энергию воды.
Достаточно широко известно использование акустических колебаний для определения качества бетонных сооружений, а также контроля кинетики материалов типа цементов.
Так известен (SU, авторское свидетельство 1193572) способ определения долговечности изделий из железобетона в условиях агрессивной воздушно-влажной среды. Согласно известному способу определяют скорость ультразвуковых колебаний в изделии и с учетом измеренных величин по ранее полученной калибровочной зависимости определяют искомый параметр.
Известен также (SU, авторское свидетельство 1104411) способ контроля структурных изменений бетона. Согласно известному способу в исследуемую среду вводят два электрода и измеряют разность потенциалов между ними. При проведении исследования в одном из электродов нормально его поверхности возбуждают механические колебания звуковой или ультразвуковой частоты, измеряют при этом величину возникающей переменной составляющей электрического потенциала, по изменению которой судят о структурных изменениях в бетоне.
Известен также (SU, авторское свидетельство 1629205) способ однородности контроля бетонной смеси. Согласно известному способу измеряют звуковые колебания вблизи корпуса бетономешалки, выделяют в качестве характеристических параметров интенсивность и спектр измеренных колебаний, а об однородности получаемой бетонной смеси, т.е. ее готовности, судят по появлению постоянных значений указанных характеристических параметров.
Все приведенные источники информации не раскрывают способов регулирования процессом схватывания и твердения водоцементных систем.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в расширении арсенала средств воздействия на водоцементные смеси в процессе их схватывания и твердения.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного способа, состоит в обеспечении возможности управления указанными процессами схватывания и твердения водоцементных систем.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ управления процессами схватывания и твердения водоцементных смесей. Согласно известному способу перед смешением воды и цемента воду обрабатывают акустическими (звуковыми) колебаниями частотой от 17,5 до 22,5 кГц до достижения уровня введенной в воду энергии от 3,0 до 40 кВт·ч на 1 м3 воды. Экспериментально установлено, что указанный диапазон частот наиболее приемлем для закачивания в воду энергии акустических колебаний. Количество закаченной энергии может быть проконтролировано по величине нагрева обрабатываемой воды (изменение температуры до 0,5°С). Максимальный эффект от обработки указанным способом воды, используемой для смешения с цементом, может быть достигнут в случае, если смешение цемента и обработанной воды осуществляют не ранее 2 минут после окончания обработки воды, но не позднее 60 мин. Для усиления указанного технического результата предпочтительно при обработке акустическими колебаниями в обрабатываемую воду добавляют углеродные наночастицы. Экспериментально установлено, что желательно добавлять наночастицы в количестве от 0,01 до 0,50 граммов на 1 кг цемента, используемый при смешении с водой. Обработка воды акустическими колебаниями в течение времени, достаточного для достижения уровня введенной в воду энергии от 3,0 до 40 кВт·ч на 1 м3 воды, обеспечивает равномерное распределение наночастиц по объему обрабатываемой воды. При введении наночастиц в обрабатываемую воду ее можно смешивать с цементом в интервале времени от 2 минут после окончания обработки воды до 5 суток. В предпочтительном варианте реализации используют наночастицы размером 50÷150 нанометров, хотя при незначительном отклонении от указанного диапазона (до 20%) получаемый технический результат лишь немногим хуже, чем при использовании указанного оптимального размера. При смешении обработанной воды и цемента в смесь можно добавить пластифицирующие добавки (разжижитель С - 3, Изола ФМ-86, ХДСК и т.д.).
Использование разработанного способа позволяет регулировать характеристики процесса схватывания и твердения, а также потребительские характеристики получаемого монолита.
В дальнейшем преимущества разработанного способа будут раскрыты с использованием примеров его реализации.
1. Портландцемент в количестве 1000 кг затворили водой в количестве 0,5 м3. Время начала схватывания водоцементной смеси составило 3 часа 20 мин. Время окончания схватывания - 5 часов 5 мин. Прочность при сжатии составила - в 7-суточном возрасте - 20,3 МПа; в 28-суточном возрасте - 31,5 МПа.
2. Портландцемент в количестве 1000 кг затворили водой, в количестве 0,5 м3 предварительно обработанной акустическими колебаниями с основной частотой 20 кГц. Введенная энергия составила 5 кВт·ч (10 кВт·ч на 1 м3 воды). Температура воды увеличилась на 0,1°С. Воду смешали с портландцементом через 10 минут после окончания обработки. Время начала схватывания водоцементной смеси составило 2 часа 40 мин. Время окончания схватывания - 4 часа. Прочность при сжатии составила - в 7-суточном возрасте - 35,0 МПа; в 28-суточном возрасте - 47,1 МПа.
3. Способ реализовывали согласно примеру 2, но в процессе обработки акустическими колебаниями в воду добавили углеродные наночастицы - астралены в количестве 0,025 г на 1,0 кг цемента. Время начала схватывания водоцементной смеси составило 4 часа. Время окончания схватывания - 5 часа 30 минут. Прочность при сжатии составила - в 7-суточном возрасте - 28,7 МПа; в 28-суточном возрасте - 49,2 МПа.
4. Способ реализовывали согласно примеру 3, но воду использовали через 3 суток после окончания обработки. Время начала схватывания водоцементной смеси составило 3 часа 45 мин. Время окончания схватывания - 5 часа 15 минут. Прочность при сжатии составила - в 7-суточном возрасте - 32,9 МПа; в 28-суточном возрасте - 46,3 МПа.
5. Способ реализовывали согласно примеру 2, но воду использовали через 1 минуту после окончания обработки. Время начала схватывания водоцементной смеси составило 2 часа 25 мин. Время окончания схватывания - 3 часа 50 минут. Прочность при сжатии составила - в 7-суточном возрасте - 18,2 МПа; в 28-суточном возрасте - 29,4 МПа.
6. Смесь цементов: 800 кг портландцемента и 200 кг глиноземистого цемента затворили водой в количестве 0,5 м3. Время начала схватывания водоцементной смеси составило 32 мин. Время окончания схватывания водоцементной смеси - 42 минуты. Прочность на изгиб через 2 суток составила 0,9 МПа, а при сжатии - 0,6 МПа. Прочность при сжатии составила - в 7-суточном возрасте - 20 МПа; в 28-суточном возрасте - 37 МПа.
7. Способ реализовали согласно примеру 6, но воду перед затворением обработали акустическими колебаниями с основной частотой 22 кГц при количестве введенной энергии 12 кВт·ч/м3. Изменение температуры воды составило 0,2°С. Воду смешивали со смесью цементов через 5 минут после окончания обработки. Время начала схватывания водоцементной смеси составило 21 мин. Время окончания схватывания водоцементной смеси - 28 минут. Прочность на изгиб через 2 суток составила 3,8 МПа, а при сжатии - 5,4 МПа. Прочность при сжатии составила - в 7-суточном возрасте - 28,4 МПа; в 28-суточном возрасте - 39,6 МПа.
8. Способ реализовали согласно примеру 7, но в воду при обработке акустическими колебаниями добавили 0,4 кг наночастиц размером 50-150 нм. Воду смешивали со смесью цементов через 5 минут после окончания обработки. Время начала схватывания водоцементной смеси составило 50 мин. Время окончания схватывания водоцементной смеси - 1 час 10 минут. Прочность на изгиб через 2 суток составила 4,3 МПа, а при сжатии - 5,2 МПа. Прочность при сжатии составила - в 7-суточном возрасте - 27 МПа; в 28-суточном возрасте - 40,9 МПа.
9. Портландцемент в количестве 1000 кг затворили водой, которую предварительно обработали акустическими колебаниями с основной частотой 20 кГц и добавили пластифицирующую добавку - С - 3. Введенная энергия составила 8 кВт·ч на 1 м3 воды. Изменение температуры воды составило 0,2°С. Прочность при сжатии составила - в 7-суточном возрасте - 49,4 МПа; на изгиб - 8,8 МПа; в 28-суточном возрасте - 62,2 МПа.
Подбирая введенную в воду энергию акустических колебаний, время выдержки обработанной воды, а также введя, при необходимости, наночастицы, можно регулировать время начала схватывания и время окончания схватывания, а также потребительские характеристики получаемого продукта.
Claims (7)
1. Способ регулирования процессов схватывания и твердения водоцементных систем, включающий смешение цемента и воды с предварительной обработкой воды акустическими колебаниями частотой от 17,5 до 22,5 кГц до достижения уровня введенной в воду энергии от 3,0 до 40 кВт-ч на 1 м3 воды.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное смешение осуществляют не ранее 2 мин и не позднее 60 мин после окончания указанной обработки.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при указанной обработке в воду добавляют углеродные наночастицы.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что углеродные наночастицы добавляют в количестве от 0,01 до 0,50 г на 1 кг цемента.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанное смешение осуществляют не ранее 2 мин и не позднее 5 сут после окончания указанной обработки.
6. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют углеродные наночастицы размером 50÷150 нм.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при указанном смешении добавляют пластифицирующие добавки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007147676/03A RU2363686C1 (ru) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | Способ регулирования процессов схватывания и твердения водоцементных систем |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007147676/03A RU2363686C1 (ru) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | Способ регулирования процессов схватывания и твердения водоцементных систем |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2363686C1 true RU2363686C1 (ru) | 2009-08-10 |
Family
ID=41049552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007147676/03A RU2363686C1 (ru) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | Способ регулирования процессов схватывания и твердения водоцементных систем |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2363686C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482082C2 (ru) * | 2011-08-15 | 2013-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НаноТехЦентр" | Наномодификатор строительных материалов и способ его получения |
| RU2533516C1 (ru) * | 2013-04-02 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Способ активации воды затворения бетонной смеси |
| RU2585293C1 (ru) * | 2015-02-03 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") | Способ комбинированной разработки руд |
-
2007
- 2007-12-24 RU RU2007147676/03A patent/RU2363686C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОРНИЛОВИЧ Ю.Е. и др. Ультразвук в технологии бетона. - Киев: Гостройиздат УССР, 1964, с.3-7, 23, 38. КНУНЯНЦ И.Л. и др. Краткая химическая энциклопедия. Том 4. - М.: Советская Энциклопедия, 1965, с.507. ПАВЛОВ Н.Н. Неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1986, с.145. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482082C2 (ru) * | 2011-08-15 | 2013-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НаноТехЦентр" | Наномодификатор строительных материалов и способ его получения |
| RU2533516C1 (ru) * | 2013-04-02 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Способ активации воды затворения бетонной смеси |
| RU2585293C1 (ru) * | 2015-02-03 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") | Способ комбинированной разработки руд |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Muthukrishnan et al. | Effect of microwave heating on interlayer bonding and buildability of geopolymer 3D concrete printing | |
| JP5358750B1 (ja) | コンクリート成形体の製造方法 | |
| JP2009512575A (ja) | セメント質ボードの製造方法 | |
| RU2363686C1 (ru) | Способ регулирования процессов схватывания и твердения водоцементных систем | |
| Kudyakov et al. | Shrinkage deformation of cement foam concrete | |
| Liu et al. | Study on mechanical properties and microstructure of manufactured sand reactive powder concrete with different curing methods | |
| RU2496748C1 (ru) | Способ приготовления бетонной смеси | |
| JP6924646B2 (ja) | 即時脱型方式用のセメント組成物、及び、それを用いたプレキャストコンクリート成型品の製造方法 | |
| wan Jo et al. | Hydrogen-rich water revealed benefits in controlling the physical and mechanical performances of cement mortar | |
| JP2013166679A (ja) | コンクリート成形体の製造方法 | |
| WO2000016092A3 (en) | Energetic quantification method for composite materials | |
| UA53698C2 (ru) | Способ обработки цементного клинкера | |
| Belous et al. | Influence of magnetic and acoustic treatment of superplasticizer solutions on the properties of portland cement concretes | |
| RU2465252C1 (ru) | Способ получения газобетона | |
| da Cunha Oliveira et al. | Application of mineral admixtures and steel fibers in experimental compositions for reactive powders concrete | |
| JP3201934B2 (ja) | 微粉体の硬化体製造方法 | |
| Peters et al. | Power Ultrasound. Capability of application in mortar | |
| RU2725717C1 (ru) | Способ приготовления бетонной смеси | |
| RU2725385C1 (ru) | Способ приготовления бетонной смеси | |
| JP4901911B2 (ja) | ペーパースラッジ灰の製造方法並びに該製造方法で製造されたペーパースラッジ灰を含有してなるセメント組成物および該セメント組成物を固形化してなるセメント固形物 | |
| RU2220932C1 (ru) | Способ приготовления бетонной смеси | |
| WO2019015139A1 (zh) | 石膏板促凝剂的添加方法及其制成的石膏板 | |
| JP2010139358A (ja) | 超高強度コンクリート用骨材の適否判定方法 | |
| Dengaev et al. | Development of technology for the preparation of heavy-duty concrete mixtures by processing with an ultrasonic multi-frequency acoustic field | |
| SU414219A1 (ru) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091225 |