RU2393129C1 - Heavy concrete - Google Patents
Heavy concrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393129C1 RU2393129C1 RU2009117964/03A RU2009117964A RU2393129C1 RU 2393129 C1 RU2393129 C1 RU 2393129C1 RU 2009117964/03 A RU2009117964/03 A RU 2009117964/03A RU 2009117964 A RU2009117964 A RU 2009117964A RU 2393129 C1 RU2393129 C1 RU 2393129C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- verlite
- concrete
- water
- sand
- binder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к составам бетонов и может быть использовано для получения тяжелых бетонов на основе магнийсиликатных пород - верлитов, дунитов.The invention relates to concrete compositions and can be used to produce heavy concrete based on magnesium silicate rocks - verlites, dunites.
Известен бетон, содержащий, мас.%: композиционное вяжущее - 10,1-30, песок кварцевый - 12-30, щебень гранитный - 25-60, вода - остальное (SU 1413081, 30.07.1988, 3 с.).Known concrete containing, wt.%: Composite binder - 10.1-30, quartz sand - 12-30, crushed granite - 25-60, water - the rest (SU 1413081, 07/30/1988, 3 S.).
Известно вяжущее, предназначенное для приготовления бетонов, содержащее, мас.%: верлит - 25-30, портландцементный клинкер - 70-75, двуводный гипс - 2 (от массы смеси верлита и портландцементного клинкера) (RU 2320592, 27.03.2008).Known binder intended for the preparation of concrete, containing, wt.%: Verlite - 25-30, Portland cement clinker - 70-75, two-water gypsum - 2 (by weight of the mixture of verlite and Portland cement clinker) (RU 2320592, 03/27/2008).
Предлагаемый бетон в качестве крупного заполнителя содержит верлитовый щебень, в качестве мелкого заполнителя - дунитовый песок, в качестве вяжущего - композиционное вяжущее с добавкой верлита в количестве 20%.The proposed concrete contains verlite crushed stone as coarse aggregate, dunitic sand as fine aggregate, and a composite binder with verlite in the amount of 20% as a binder.
Наиболее близким к заявленному изобретению, составом того же назначения, по совокупности признаков, является бетон, содержащий в частях:Closest to the claimed invention, the composition of the same purpose, according to the combination of features, is concrete, containing in parts:
(Использование попутных продуктов обогащения железных руд в строительстве на Севере. Ленинград: Стройиздат. Ленинградское отделение, 1986, с.146-151).(The use of by-products of iron ore beneficiation in construction in the North. Leningrad: Stroyizdat. Leningrad Branch, 1986, p.146-151).
Недостатком при использовании известного вещества, принятого за прототип, является более значительный расход цемента. Предлагаемый бетон позволяет значительно уменьшить расход цемента в вяжущем и увеличить свою прочность по сравнению с прототипом.The disadvantage of using a known substance adopted as a prototype is a more significant consumption of cement. The proposed concrete can significantly reduce cement consumption in the binder and increase its strength compared to the prototype.
Поэтому предлагается возможность создания бетонов на основе композиционных вяжущих с использованием магнийсиликатной породы.Therefore, it is proposed to create concrete based on composite binders using magnesium silicate rock.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение прочности бетона путем введения в вяжущее добавки на основе пород Забайкалья - верлитов, что в сочетании с минералами портландцементного клинкера приводит к активному участию породы в процессе гидратации и твердения бетонов.The technical result of the invention is to increase the strength of concrete by introducing into the binder additives based on Transbaikalia rocks - verlites, which in combination with Portland cement clinker minerals leads to the active participation of the rock in the process of hydration and hardening of concrete.
Технический результат достигается и тем, что тяжелый бетон состоит из композиционного вяжущего, верлитового щебня, дунитового песка при следующем соотношении компонентов, мас.%The technical result is achieved by the fact that heavy concrete consists of composite cementitious, verlite crushed stone, dunitic sand in the following ratio of components, wt.%
В качестве добавки в композиционном вяжущем содержится магнийсиликатная порода - верлит, при следующем соотношении компонентов, мас.%:As an additive, a composite binder contains magnesium silicate rock - verlite, in the following ratio of components, wt.%:
Известен механизм процесса гидратации и твердения портландцементов и бетонов на основе магнийсодержащих хвостов Ковдорского ГОКа, представляющих собой горную породу ультраосновного состава. Большую роль в формировании механических свойств материала играют параметры автоклавного синтеза. При гидротермальном синтезе в условиях автоклава силикаты магния и железистомагниевые силикаты изменяют свою структуру, в системе (Mg, Fe)2SiO4 - CaO - H2O фиксируются новообразования различного кальциево-магниевого состава, обеспечивающие прочность автоклавному камню.The known mechanism of the process of hydration and hardening of Portland cement and concrete based on magnesium-containing tailings of the Kovdor GOK, which is a rock of ultrabasic composition. An important role in the formation of the mechanical properties of the material is played by the autoclave synthesis parameters. During hydrothermal synthesis under autoclave conditions, magnesium silicates and ferruginous magnesium silicates change their structure; in the (Mg, Fe) 2 SiO 4 - CaO - H 2 O system, neoplasms of various calcium-magnesium composition are fixed, which ensure the strength of the autoclave.
В заявленном бетоне в качестве добавки в композиционное вяжущее, а также в качестве крупного и мелкого заполнителя использованы магнийсиликатные породы в виде верлита и дунита, которые являются природным сырьем Забайкалья. Формирование механических свойств данного материала происходит в нормально-влажностных условиях, что снижает себестоимость полученных изделий.In the claimed concrete, magnesium silicate rocks in the form of verlite and dunite, which are the natural raw materials of Transbaikalia, are used as additives in the composite binder, as well as coarse and fine aggregate. The formation of the mechanical properties of this material occurs in normal humidity conditions, which reduces the cost of the resulting products.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведение об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату - повышению прочности вяжущего, отличительных признаков в заявленном веществе, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find analogues that are characterized by signs that are identical to all the essential features of the claimed invention. The definition of the prototype, as the closest in the set of essential features, allowed us to identify the set of essential in relation to the perceived technical result is to increase the strength of the binder, the distinctive features in the claimed substance set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований, а именно взаимодействие верлита с минералами цементного клинкера указанного состава, что обеспечивает положительную реакцию на достижение технического результата - повышение прочности.The search results showed that the claimed invention does not derive explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant, namely, the interaction of verlite with cement clinker minerals of the specified composition, which ensures a positive the reaction to achieve a technical result is an increase in strength.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Верлит и дунит Йоко-Довыренского массива, входящие как в состав цемента, так и в состав заполнителей, являются ультраосновными горными породами следующего химического состава, мас.% (см. табл.1). Запасы их составляют миллиарды тонн. Качество их хорошее. Щелоче- и флюидосодержащие минералы отсутствуют. Этим магнийсиликатные породы Йоко-Довыренского массива выгодно отличаются от оливинита Ковдорского массива, содержащего кальцит, флюид- и щелочесодержащие минералы. Химический состав для сравнения приведен ниже, мас.%: (см. табл.2).Verlite and dunite of the Yoko-Dovyren massif, which are both a part of cement and a part of aggregates, are ultrabasic rocks of the following chemical composition, wt.% (See Table 1). Their reserves amount to billions of tons. Their quality is good. Alkali and fluid-containing minerals are absent. By this, the magnesium silicate rocks of the Yoko-Dovyren Massif compares favorably with the olivinite of the Kovdor Massif, which contains calcite, fluid and alkali-containing minerals. The chemical composition for comparison is given below, wt.%: (See table 2).
В данном техническом решении верлит используется в качестве активного вяжущего компонента в бетонах в количестве 20% впервые. Также впервые используются: верлитовый щебень в качестве крупного заполнителя в количестве 42% и дунитовый песок в количестве 34%.In this technical solution, verlite is used as an active binder in concrete in an amount of 20% for the first time. Also used for the first time: verlite crushed stone as a large aggregate in an amount of 42% and dunitic sand in an amount of 34%.
Было исследовано влияние водотвердого отношения на прочность бетонных образцов, которое изменялось от 40 до 60% по массе. Также было изучено влияние условий твердения на прочность получаемого материала.The effect of the water-solid ratio on the strength of concrete samples was studied, which varied from 40 to 60% by weight. The effect of hardening conditions on the strength of the resulting material was also studied.
Технология получения бетонов предлагаемого состава такова.The technology for producing concrete of the proposed composition is as follows.
Портландцементный клинкер, верлит и гипс соединяют в необходимом соотношении и измельчают в лабораторной стержневой мельнице типа 75Т-ДрМ до величины удельной поверхности 340 м2/кг. В приготовленную таким образом шихту вводится мелкий (дунитовый песок) и крупный (верлитовый щебень) заполнитель, после чего смесь тщательно перемешивают в течение 5 мин, а затем вводят необходимое количество воды. Образцы - кубы размером 10×10×10 (см) готовят из полученного вяжущего - 15-17% по массе, дунитового песка - 34%, верлитового щебня - 42%, воды - остальное. Формование образцов проводят на виброуплотняющей установке. Образцы в формах хранят 24 часа во влажных условиях, после чего подвергают ТВО или хранят в течение 28 суток в нормально-влажностных условиях.Portland cement clinker, verlite and gypsum are combined in the required ratio and crushed in a 75T-DrM laboratory core mill to a specific surface area of 340 m 2 / kg. Fine (dunitic sand) and coarse (verlite crushed stone) aggregate is introduced into the mixture prepared in this way, after which the mixture is thoroughly mixed for 5 minutes, and then the required amount of water is introduced. Samples - cubes of 10 × 10 × 10 (cm) in size are prepared from the obtained binder - 15-17% by weight, dunitic sand - 34%, verlite crushed stone - 42%, water - the rest. The samples are molded in a vibratory compactor. Samples in molds are stored for 24 hours in humid conditions, after which they are subjected to TBO or stored for 28 days in normal humidity conditions.
Пример 1Example 1
Портландцементный клинкер, верлит и гипс измельчают в стержневой мельнице типа 75Т-ДрМ до величины удельной поверхности 340 м2/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%:Portland cement clinker, verlite and gypsum are crushed in a core mill of the type 75T-DrM to a specific surface area of 340 m 2 / kg in the following ratio of components, wt.%:
Готовят бетонные образцы из приготовленного вяжущего, крупного и мелкого заполнителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:Concrete samples are prepared from the prepared binder, coarse and fine aggregate in the following ratio of components, wt.%:
Смесь перемешивают и затворяют водой в водоцементном отношении 0,4. Часть образцов подвергают тепловлажностной обработке при температуре 90°С по режиму 1+5+2 ч, а часть хранят в течение 28 суток в нормально-влажностных условиях. Образцы испытывают на сжатие. Через 28 суток хранения образцы имели прочность при сжатии 33,1 МПа, среднюю плотность 2467 кг/м3. После тепловлажностной обработки прочность при сжатии составила 30,8 МПа, средняя плотность не изменилась.The mixture is stirred and shut with water in a water / cement ratio of 0.4. Some of the samples are subjected to heat-moisture treatment at a temperature of 90 ° C according to the regime of 1 + 5 + 2 hours, and part are stored for 28 days in normal humidity conditions. Samples are tested for compression. After 28 days of storage, the samples had a compressive strength of 33.1 MPa, an average density of 2467 kg / m 3 . After heat and moisture treatment, the compressive strength was 30.8 MPa, the average density did not change.
Пример 2Example 2
Аналогичен примеру 1 при водоцементном отношении 0,5.Similar to example 1 with a water-cement ratio of 0.5.
Прочность при сжатии через 28 суток - 33,8 МПа, средняя плотность 2501 кг/м3. Прочность после ТВО - 31,2 МПа.The compressive strength after 28 days is 33.8 MPa, the average density of 2501 kg / m 3 . Strength after TVO - 31.2 MPa.
Пример 3Example 3
Проводится аналогично примеру 1 при водоцементном отношении 0,6.It is carried out analogously to example 1 with a water-cement ratio of 0.6.
Прочность при сжатии через 28 суток 29,7 МПа, средняя плотность 2536 кг/м3. Rсж после ТВО - 26,9 МПа.The compressive strength after 28 days is 29.7 MPa, the average density is 2536 kg / m 3 . R cr after TVO - 26.9 MPa.
В результате исследований (см. табл.4) удалось установить, что оптимальным является водоцементное отношение 0,5, где прочность бетонных образцов составляет 33,8 МПа.As a result of research (see Table 4), it was possible to establish that the water-cement ratio of 0.5 is optimal, where the strength of concrete samples is 33.8 MPa.
Характеристики полученных бетонов приведены в табл.4 (примеры 1-3). Для сравнения приведены показатели известного прототипа в табл.3 (примеры 1-4). В табл.3 приняты следующие обозначения основных компонентов:Characteristics of the resulting concrete are given in table 4 (examples 1-3). For comparison, the indicators of the known prototype are shown in table 3 (examples 1-4). In table 3, the following designations of the main components are taken:
Ц - портландцементC - Portland cement
Щкр - щебень крупныйЩ кр - large crushed stone
Щм - щебень мелкийЩ m - small crushed stone
В - водаIn - water
Анализ результатов табл.3 и 4 показывает, чтоAn analysis of the results of Tables 3 and 4 shows that
- бетоны, состоящие только из портландцемента, крупного и мелкого заполнителя, обладают пониженной прочностью по сравнению с предложенным бетоном, имеющим в своем составе кроме указанных компонентов минеральную добавку в вяжущее - верлит;- concretes consisting only of Portland cement, coarse and fine aggregate, have reduced strength compared to the proposed concrete, which in addition to the specified components includes a mineral additive in the binder - verlite;
- у тяжелого бетона наблюдается наибольший рост прочности после 28 суток нормально-влажностного твердения, чем при тепловлажностной обработке.- in heavy concrete, the greatest increase in strength is observed after 28 days of normal moisture curing than with heat and moisture treatment.
- оптимальным является состав бетона, содержащий, в мас.%: композиционное вяжущее - 16, дунитовый песок - 34, верлитовый щебень - 42, вода - 8, обеспечивающий хорошие показатели прочности при нормально-влажностных условиях твердения.- the composition of concrete is optimal, containing, in wt.%: composite binder - 16, dunitic sand - 34, verlite crushed stone - 42, water - 8, providing good strength indicators under normal-moisture hardening conditions.
Таким образом, предлагаемый бетон имеет следующие преимущества по сравнению с известным:Thus, the proposed concrete has the following advantages compared with the known:
- увеличены прочностные показатели по сравнению с прототипом;- increased strength indicators compared with the prototype;
- уменьшено количество портландцементного клинкера;- reduced the amount of Portland cement clinker;
- снижены энергозатраты на его производство за счет замены отходов обогащения руд на верлит, добыча которого предполагается открытым способом;- reduced energy costs for its production by replacing ore dressing waste with verlite, the extraction of which is supposed to be open-pit;
- стоимость используемой добавки в 18 раз дешевле, чем стоимость отходов обогащения руд, т.к. верлит и дунитовый песок находятся в отвальных породах.- the cost of the additive used is 18 times cheaper than the cost of ore dressing waste, because verlite and dunitic sand are found in dump rocks.
Предлагаемый состав отличается от прототипа тем, что в качестве вяжущего в бетоны он не содержит отходы обогащения руд, а содержит нетрадиционное природное сырье - верлит; в качестве крупного заполнителя - верлитовый щебень, а в качестве мелкого - дунитовый песок.The proposed composition differs from the prototype in that it does not contain ore dressing waste as a binder in concrete, but contains unconventional natural raw materials - verlite; as coarse aggregate - verlite crushed stone, and as fine aggregate - dunite sand.
Предлагаемые бетоны разработаны в лаборатории химии и технологии природного сырья БИП СО РАН при участии ГИН СО РАН.The proposed concretes were developed in the laboratory of chemistry and technology of natural raw materials at BIP SB RAS with the participation of the GIN SB RAS.
Вышеизложенное свидетельствует о возможности осуществления изобретения с получением указанного технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения условию "промышленная применимость".The foregoing indicates the feasibility of the invention to obtain the specified technical result, which allows us to conclude that the proposal meets the condition of "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009117964/03A RU2393129C1 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Heavy concrete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009117964/03A RU2393129C1 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Heavy concrete |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2393129C1 true RU2393129C1 (en) | 2010-06-27 |
Family
ID=42683568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009117964/03A RU2393129C1 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Heavy concrete |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393129C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ306663B6 (en) * | 2015-09-01 | 2017-04-26 | České vysoké učenà technické v Praze, Fakulta stavebnà | A dry prefabricated mixture of a multifunctional silicate composite |
-
2009
- 2009-05-12 RU RU2009117964/03A patent/RU2393129C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Использование попутных продуктов обогащения железных руд в строительстве на Севере. - Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1986, с.80-97, 146-151. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ306663B6 (en) * | 2015-09-01 | 2017-04-26 | České vysoké učenà technické v Praze, Fakulta stavebnà | A dry prefabricated mixture of a multifunctional silicate composite |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kaze et al. | Effect of silicate modulus on the setting, mechanical strength and microstructure of iron-rich aluminosilicate (laterite) based-geopolymer cured at room temperature | |
Heidari et al. | A study of the mechanical properties of ground ceramic powder concrete incorporating nano-SiO2 particles | |
Mikhailova et al. | Effect of dolomite limestone powder on the compressive strength of concrete | |
Ergün | Effects of the usage of diatomite and waste marble powder as partial replacement of cement on the mechanical properties of concrete | |
KR101333084B1 (en) | High early strength cement comprising blast furnace slag and CSA cement | |
Kashyap et al. | Durability and microstructural behavior of Nano silica-marble dust concrete | |
Kannan et al. | Strength and water absorption properties of ternary blended cement mortar using rice husk ash and metakaolin | |
EP3129201B1 (en) | Process for the preparation of masonry composite materials | |
Ouda et al. | Effect of concrete waste on compressive strength and microstructure development of ceramic geopolymer pastes | |
Sasui et al. | Influence of elevated temperature on waste concrete powder and its application in alkali activated materials | |
Lyu et al. | High-performance belite rich eco-cement synthesized from solid wastes: Raw feed design, sintering temperature optimization, and property analysis | |
KR100795936B1 (en) | Clay permeable block using waste clay and manufacturing method thereof | |
RU2393129C1 (en) | Heavy concrete | |
RU2448929C1 (en) | Crude mixture and method of producing said mixture for nanostructured autoclave foamed concrete | |
RU2288899C1 (en) | Dunite cement | |
JPWO2018181779A1 (en) | Molded body using hydraulic lime and method for producing the same | |
RU2372306C1 (en) | Heavy concrete | |
RU2320592C1 (en) | Cement containing mineral additives | |
RU2465235C1 (en) | Crude mixture for making silicate bricks | |
RU2536693C2 (en) | Crude mixture for producing non-autoclaved aerated concrete and method of producing non-autoclaved aerated concrete | |
RU2653214C1 (en) | Limestone-silicone binder for manufacturing hollow pressed products | |
RU2168472C2 (en) | Uncalcined binder | |
RU2052416C1 (en) | Feedstock for manufacture of building products | |
RU2536535C1 (en) | Concrete mixture | |
RU2371405C2 (en) | Cement production method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120513 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150220 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170513 |