RU2420472C1 - Фибробетонная смесь - Google Patents
Фибробетонная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420472C1 RU2420472C1 RU2010104363/03A RU2010104363A RU2420472C1 RU 2420472 C1 RU2420472 C1 RU 2420472C1 RU 2010104363/03 A RU2010104363/03 A RU 2010104363/03A RU 2010104363 A RU2010104363 A RU 2010104363A RU 2420472 C1 RU2420472 C1 RU 2420472C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- fiber
- additive
- length
- concrete mixture
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к составу фибробетонной смеси и может найти применение в промышленности строительных материалов. Технический результат - повышение прочности. Фибробетонная смесь, включающая цемент, заполнитель и упрочнитель - стальную проволоку, содержит в качестве цемента портландцемент, в количестве 1,0-2,0% от объема смеси стальную проволоку «Миксарм» диаметром 1 мм и длиной 54 мм с анкерами на концах и дополнительно комплексную добавку в количестве 0,88-1,76 мас.% от цемента, состоящую из пластифицирующей добавки «Д-11» 0,5-1.0 мас.% от цемента и модифицирующей добавки, включающей технический углерод-сажу 0,375-0,75 мас.% от цемента и многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм 0,0005-0,1 мас.% от цемента. 2 табл.
Description
Заявляемое изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бетонных смесей, используемых при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций.
Известна бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель и комплексную добавку, содержащую хлористый кальций, азотнокислый аммоний и бишофит [Патент РФ №2149850, 2000 г. - аналог].
Недостатком бетонной смеси является низкая скорость набора прочности в ранние сроки твердения, начиная с 1-х суток, и значительное содержание хлористых соединений в комплексной добавке, негативно влияющих на коррозию арматуры в железобетонных изделиях.
Известна фибробетонная смесь, включающая цемент, заполнитель и упрочнитель - стальную проволоку [Патент РФ №2188804, 10.09.2002 - прототип].
Недостатком фибробетонной смеси является небольшой прирост прочности как в ранние, так и в конечные сроки твердения при повышенном расходе дорогостоящего упрочнителя - стальной фибры.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение прочности, включая ранние сроки твердения фибробетонной смеси, за счет применения комплексной добавки с минимальным количеством хлористых соединений и снижения расхода упрочнителя - стальной фибры.
Технический результат, полученный в процессе решения поставленной задачи, достигается тем, что фибробетонная смесь, включающая цемент, заполнитель и упрочнитель - стальную проволоку, содержит в качестве цемента портландцемент, в количестве 1,0-2,0% от объема смеси стальную проволоку «Миксарм» диаметром 1 мм и длиной 54 мм с анкерами на концах и дополнительно комплексную добавку в количестве 0,88-1,76 мас.% от цемента, состоящую из пластифицирующей добавки «Д-11» 0,5-1,0 мас.% от цемента и модифицирующей добавки, включающей технический углерод-сажу 0,375-0,75 мас.% от цемента и многослойные углеродные нанотрубки 0,0005-0,01 мас.% от цемента диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм.
Для повышения прочности бетона на макроуровне вводились стальные волокна-фибры «Миксарм», выполненные из проволоки диаметром 1 мм и длиной 54 мм с анкерами на концах, блокирующие развитие макротрещин и являющиеся центрами ускоренного образования крупных прочных новообразований в структуре фибробетона.
Многофункциональная пластифицирующая добавка «Д-11» разработана в ООО НПП «Ирстройпрогресс» в соответствии с ТУ 574325-004-44628610-2006. В соответствии с ТУ «Д-11» содержит суперпластификатор в количестве не более 35 мас.%, ускоритель твердения и минеральный уплотнитель состава, мас.%: SiO2 18-30, SO3 25-35, Na2O 8-15, CaO 3-8, Cl не более 0,15, п.п.п. не более 30. Адсорбция частиц добавки на поверхности зерен цемента повышает смачиваемость раствора и снижает его водопотребность, что приводит к ускоренному увеличению прочности затвердевшего бетона.
Для модификации структуры на микроуровне использовался тонкоизмельченный порошок технического углерода-сажи с размерами частиц не более 5 мкм, который при введении в бетонную смесь увеличивает ее подвижность, что позволяет снизить количество воды затворения на 10-15%, уменьшить водоцементное отношение смеси и тем самым увеличить прочность, начиная с ранних сроков твердения.
В составе комплексной добавки, модифицирующей микро- и наноструктуру фибробетона, использовались многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм, длиной 2-50 мкм. Эффект усиления прочности на наноуровне связан с тем, что высокопрочные нанотрубки являются центрами кристаллизации новообразований цементного камня. В результате образуется упрочненная армированная структура цементного камня, что значительно повышает прочность фибробетона.
Таким образом, комплексное введение в сырьевую смесь металлических волокон-фибр «Миксарм», выполненных из проволоки диаметром 1 мм и длиной 54 мм, а также применение комплексной добавки, состоящей из пластифицирующей добавки «Д-11» и модифицирующей добавки, включающей технический углерод-сажу и многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм, способствует увеличению прочности фибробетона в ранние сроки твердения, начиная с 1-х суток на макро-, микро- и наноуровнях, что и является новым техническим свойством заявляемой фибробетонной смеси.
Фибробетонную смесь готовят из расчета расхода материалов на 1 м3 смеси, кг:
портландцемент Серебряковского | |
цементного завода марки 400 | 300 |
песок Орловского карьера | |
Волгоградской области | 620 |
щебень гранитный Быстрореченского | |
карьера двух фракций (5-10 мм) и (10-20 мм) | |
в соотношении 1:2 | 1230 |
вода | 140 |
Комплексную добавку, состоящую из пластифицирующей добавки «Д-11» и модифицирующей добавки, включающей технический углерод-сажу и многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм, в количестве 0,88-1,76% от массы цемента, предварительно растворяют с небольшим количеством воды затворения в ультразвуковом диспергаторе (УЗД) с частотой 20 кГц в течение 1-1,5 минут до получения однородного раствора и равномерно вводят в бетонную смесь с остальной водой. Упрочнитель в виде фибры «Миксарм» диаметром 1 мм и длиной 54 мм в количестве 1,0-2,0% от объема смеси вводят в бетоносмеситель после предварительного перемешивания цемента, заполнителей, раствора комплексной добавки и оставшейся воды затворения.
Для определения механических свойств из фибробетонной смеси приготавливают по стандартной методике образцы-кубы размером 15×15×15 см, твердеющие в естественных условиях, и испытывают на прочность при сжатии в ранние, начиная с 1-х суток, сроки твердения.
Для экспериментальной проверки заявленной фибробетонной смеси готовили несколько составов смесей, отличающихся различным содержанием компонентов комплексной добавки в процентном соотношении по массе, три из которых показали оптимальные результаты.
Количественные составы комплексной добавки и упрочнителя в фибробетонной смеси представлены в табл.1.
Таблица 1 | |||
Составы заявленной комплексной добавки | Содержание компонентов комплексной добавки, % от массы цемента | ||
1 | 2 | 3 | |
Пластификатор «Д-11» | 0,5 | 0,75 | 1,0 |
Технический углерод-сажа | 0,375 | 0,5 | 0,75 |
Многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 им и длиной 2-50 мкм | 0,005 | 0,0075 | 0,01 |
Фибра «Миксарм» диаметром 1 мм и длиной 54 мм, % от объема смеси | 1,0 | 1,5 | 2,0 |
Влияние комплексной добавки и упрочнителя в виде фибры «Миксарм» на рост прочности фибробетона в естественных условиях твердения представлено в таблице 2. Для определения прочности на сжатие и сравнения результатов испытаний были изготовлены образцы фибробетонной смеси по прототипу (см. табл.2).
Таблица 2 | ||||
Составы заявленной фибробетонной смеси | Предел прочности при сжатии, МПа | |||
Возраст фибробетона | ||||
1 сутки | 3 суток | 7 суток | 28 суток | |
1 | 17,5 | 33,8 | 48,9 | 54,6 |
2 | 20,1 | 37,4 | 50,6 | 56,8 |
3 | 22,3 | 39,6 | 53,4 | 61,5 |
Бетонная смесь по аналогу | 13,8-16,4 | 23,5-27,9 | 32,1-37,2 | 38,2-43,8 |
Фибробетонная смесь по прототипу | 15,7 | 28,3 | 41,8 | 52,5 |
Анализ представленных в таблице 2 данных показывает, что введение в заявленную фибробетонную смесь металлических волокон-фибр «Миксарм», а также комплексной добавки, состоящей из пластифицирующей добавки «Д-11» и модифицирующей добавки, включающей технический углерод-сажу и многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм, при указанных соотношениях входящих в нее компонентов способствует согласно составам №1 - 3 увеличению прочности на сжатие в возрасте 28 суток по сравнению с аналогом на 40-43%, а по сравнению с прототипом - на 3-16%. Прирост прочности заявленной фибробетонной смеси (состав №3) при твердении в возрасте 1, 3 и 7 суток по сравнению с аналогом составляет 36 - 43,5%, а по сравнению с прототипом - 22,4-37,5%.
Увеличение прочности заявленной фибробетонной смеси по сравнению с прототипом достигается при снижении расхода дорогостоящего упрочнителя - стальной проволоки на 20% (2,0% от объема заявленной фибробетонной смеси против 2,4% - по прототипу).
Claims (1)
- Фибробетонная смесь, включающая цемент, заполнитель и упрочнитель - стальную проволоку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве цемента портландцемент, в количестве 1,0-2,0% от объема смеси стальную проволоку «Миксарм» диаметром 1 мм и длиной 54 мм с анкерами на концах и дополнительно комплексную добавку в количестве 0,88-1,76 мас.% от цемента, состоящую из пластифицирующей добавки «Д-11» 0,5-1,0 мас.% от цемента и модифицирующей добавки, включающей технический углерод-сажу 0,375-0,75 мас.% от цемента и многослойные углеродные нанотрубки 0,0005-0,1 мас.% от цемента диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010104363/03A RU2420472C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Фибробетонная смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010104363/03A RU2420472C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Фибробетонная смесь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2420472C1 true RU2420472C1 (ru) | 2011-06-10 |
Family
ID=44736638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010104363/03A RU2420472C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Фибробетонная смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2420472C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2770375C1 (ru) * | 2021-07-30 | 2022-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Композиционная сырьевая смесь для изготовления фибробетона |
-
2010
- 2010-02-08 RU RU2010104363/03A patent/RU2420472C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2770375C1 (ru) * | 2021-07-30 | 2022-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Композиционная сырьевая смесь для изготовления фибробетона |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2307810C1 (ru) | Бетонная смесь и способ ее приготовления | |
CN107285714A (zh) | 一种高延性聚乙烯醇纤维混凝土及其制备方法 | |
KR100620866B1 (ko) | 강섬유 보강 시멘트 복합체 및 그 제조 방법 | |
RU2649996C1 (ru) | Мелкозернистая бетонная смесь | |
Zhang et al. | Mechanical properties of fly ash concrete composite reinforced with nano-SiO 2 and steel fibre | |
RU2422408C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления | |
Arabani et al. | Use of nanoclay for improvement the microstructure and mechanical properties of soil stabilized by cement | |
RU2480428C1 (ru) | Бетонная смесь | |
KR101209282B1 (ko) | 초고성능 섬유보강 콘크리트 및 이의 제조방법 | |
CN108191357A (zh) | 一种增强c30粉煤灰陶粒混凝土及其制备方法 | |
Muthupriya et al. | Strength study on fiber reinforced self-compacting concrete with fly ash and GGBFS | |
Sakthivel et al. | Experimental investigation on behaviour of nano concrete | |
RU2397069C1 (ru) | Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь | |
Hussain et al. | Effect of sustainable glass powder on the properties of reactive powder concrete with polypropylene fibers | |
JP2012153577A (ja) | 自己修復コンクリート混和材、その製造方法及び該混和材を用いた自己修復コンクリート材料 | |
Liu et al. | Production and performance of CO2 modified foam concrete | |
JP2011063488A (ja) | 自己修復コンクリート混和材、その製造方法及び該混和材を用いた自己修復コンクリート材料 | |
RU2420472C1 (ru) | Фибробетонная смесь | |
Kumar et al. | Properties of concrete incorporating dolomite powder | |
RU2569140C1 (ru) | Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона | |
RU2386599C1 (ru) | Фибробетонная смесь | |
CN113443874A (zh) | 一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土及其制备方法 | |
RU2603991C1 (ru) | Мелкозернистая самоуплотняющаяся бетонная смесь | |
RU2338713C2 (ru) | Бетонная смесь для гидроизоляции (варианты) | |
RU2770375C1 (ru) | Композиционная сырьевая смесь для изготовления фибробетона |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120209 |