RU2421423C2 - Nanomodified concrete and preparation method thereof - Google Patents
Nanomodified concrete and preparation method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421423C2 RU2421423C2 RU2009119628/03A RU2009119628A RU2421423C2 RU 2421423 C2 RU2421423 C2 RU 2421423C2 RU 2009119628/03 A RU2009119628/03 A RU 2009119628/03A RU 2009119628 A RU2009119628 A RU 2009119628A RU 2421423 C2 RU2421423 C2 RU 2421423C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- concrete
- portland cement
- sand
- additive
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона, как в гражданском, так и в промышленном строительстве.The invention relates to building materials and can be used for the manufacture of concrete products, both in civil and in industrial construction.
Известна сырьевая смесь для изготовления бетона, содержащая цемент, песок и воду (Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Изд-во АСВ, 2002. - С.274-275).Known raw mix for the manufacture of concrete, containing cement, sand and water (Bazhenov Yu.M. Concrete technology. M: Publishing house ASV, 2002. - S.274-275).
Мелкозернистый бетон на основе данной сырьевой смеси имеет пониженную прочность при сжатии и изгибе и повышенную пористость.Fine-grained concrete based on this raw material mixture has a reduced compressive and bending strength and increased porosity.
Известна сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона, включающая портландцемент 19,00-20,00, песок 58,80-61,92, воду, алюминиевую пудру 0,024-0,025, поверхностно-активное вещество СДБ 0,009-0,01, сернокислый натрий 0,24-0,25, отработанный катализатор изопренового производства 1,56-4,68 и воду (Патент 2198861).Known raw mix for the manufacture of fine concrete, including Portland cement 19.00-20.00, sand 58.80-61.92, water, aluminum powder 0.024-0.025, surfactant SDB 0.009-0.01, sodium sulfate 0, 24-0.25, spent catalyst for isoprene production 1.56-4.68 and water (Patent 2198861).
Недостатками данной смеси для мелкозернистого бетона являются: невысокая прочность на сжатие, низкая плотность, большое количество компонентов (7 штук), снижающих однородность смеси, а также сложность ее изготовления.The disadvantages of this mixture for fine-grained concrete are: low compressive strength, low density, a large number of components (7 pieces) that reduce the uniformity of the mixture, as well as the complexity of its manufacture.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является мелкозернистый бетон, состоящий из портландцемента, глауконитового песка, воды, суперпластификатора С-3 и наполнителя - молотого глауконитового песка (Положительное решение по заявке на патент № 2008103138/03(003432) от 16 февраля 2009 г.).The closest in technical essence to the claimed invention is fine-grained concrete, consisting of Portland cement, glauconite sand, water, superplasticizer C-3 and a filler - ground glauconite sand (Positive decision on patent application No. 2008103138/03 (003432) dated February 16, 2009 .).
Недостатками данного технического решения являются невысокая прочность при сжатии, потеря активности наполнителя - молотого глауконитового песка при хранении и, следовательно, более низкая прочность бетона.The disadvantages of this technical solution are the low compressive strength, the loss of activity of the filler - ground glauconite sand during storage and, therefore, lower strength of concrete.
Задачей изобретения является разработка состава и способа получения наномодифицированного бетона с высокой прочностью и низким водопоглощением.The objective of the invention is to develop a composition and method for producing nanomodified concrete with high strength and low water absorption.
Решение задачи достигается тем, что бетон, включающий портландцемент, глауконитовый песок, суперпластификатор С-3 и воду, в качестве наномодифицирующей добавки содержит золь кремниевой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The solution to the problem is achieved by the fact that concrete, including Portland cement, glauconite sand, S-3 superplasticizer and water, contains a silicic acid sol as a nanomodifying additive, in the following ratio, wt.%:
Золь кремниевой кислоты получается титрованием лимонной кислотой. Способ получения наномодифицированного бетона получается путем перемешивания портландцемента, глауконитового песка и 2/3 воды с последующим добавлением суперпластификатора С-3, смешанного с раствором золя кремниевой кислоты.The silicic acid sol is obtained by titration with citric acid. A method of producing nanomodified concrete is obtained by mixing Portland cement, glauconite sand and 2/3 of water, followed by the addition of C-3 superplasticizer mixed with a solution of silicic acid sol.
Глауконитовый песок (отход обогащения фосфоритного производства) представляет собой сыпучий материал зеленоватого цвета следующего химического состава, %: SiO2 - 90,1; Al2O3 - 1,3; Fe2O3 - 2,2; FeO - 0,4; TiO2 - 0,15; CaO - 2,0; MgO - 0,3; K2O + Na2O - 1,2; P2O5 - 1,4; SO3 - 0,4; F - 0,13; п.п.п. - 0,42.Glauconite sand (phosphate rock dressing) is a greenish loose material of the following chemical composition,%: SiO 2 - 90.1; Al 2 O 3 - 1.3; Fe 2 O 3 - 2.2; FeO - 0.4; TiO 2 0.15; CaO - 2.0; MgO - 0.3; K 2 O + Na 2 O - 1.2; P 2 O 5 - 1.4; SO 3 - 0.4; F is 0.13; p.p.p. - 0.42.
Введение суперпластификатора С-3 позволяет увеличить подвижность бетонной смеси, снизить водоцементное отношение.The introduction of superplasticizer C-3 allows you to increase the mobility of the concrete mixture, reduce the water-cement ratio.
Нанодобавку получают конденсационным методом по золь-гель технологии. При взаимодействии разбавленного раствора силиката натрия с лимонной кислотой происходит выделение новой аморфной фазы с образованием золя кремниевой кислоты.Nanoparticles are obtained by the condensation method using sol-gel technology. In the interaction of a dilute solution of sodium silicate with citric acid, a new amorphous phase is released with the formation of a silica sol.
Наномодифицирующая добавка состоит из SiO2, размерами 5-10 нм, которые обладают огромной кинетической энергией и являются активными центрами кристаллизации. Вступая в химические реакции SiO2, обеспечивает формирование кристаллических сростков низкоосновных гидросоликатов кальция вместо первичных кристаллогидратов типа портландита и высокоосновных гидросоликатов кальция, что способствует повышению плотности и прочности за счет заполнения пространства микропор кристаллическими сростками.Nanomodifying additive consists of SiO 2 , sizes 5-10 nm, which have tremendous kinetic energy and are active centers of crystallization. Entering into the chemical reactions of SiO 2 , it provides the formation of crystalline intergrowths of low-basic calcium hydrosolicates instead of primary crystalline hydrates such as Portlandite and highly basic calcium hydrosolicates, which contributes to an increase in density and strength due to the filling of the micropore space with crystalline intergrowths.
Применение в качестве нанодобавки раствора золя кремниевой кислоты, вводимого в водный раствор суперпластификатора С-3, обеспечивает получение суммарного эффекта, который проявляется в повышенном уплотнении и упрочнении структуры образующегося искусственного камня, результатом чего является повышение прочности в проектном возрасте при сжатии более чем в 1,5 раза и снижение водопоглощения на 20%.The use of a solution of silicic acid sol as an nanoadditive, introduced into an aqueous solution of C-3 superplasticizer, provides a total effect, which manifests itself in increased compaction and hardening of the structure of the formed artificial stone, the result of which is an increase in strength in the design age under compression by more than 1, 5 times and a decrease in water absorption by 20%.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое обеспечивает повышение гидратационной активности компонентов бетонной смеси при пониженном В/Ц отношении и образование структуры с плотной упаковкой.The claimed combination of essential features exhibits a new property, which provides an increase in the hydration activity of the components of the concrete mixture at a lower W / C ratio and the formation of a structure with tight packaging.
Таким образом, образование плотной структуры за счет пластифицирующего эффекта и, как следствие, понижение воды затворения, повышение гидратационной активности компонентов бетонной смеси позволило получить наномодифицированный бетон, отличающийся повышенной прочностью при сжатии, изгибе и пониженным водопоглощением.Thus, the formation of a dense structure due to the plasticizing effect and, as a consequence, a decrease in mixing water, an increase in the hydration activity of the components of the concrete mixture, made it possible to obtain nanomodified concrete, which is characterized by increased compressive strength, bending and reduced water absorption.
Пример. Портландцемент марки 400 перемешивают в сухом состоянии с техногенным глауконитовым песком и 2/3 частями воды.Example. Portland cement grade 400 is mixed in a dry state with technogenic glauconite sand and 2/3 parts of water.
Суперпластификатор С-3 растворяют в остальной воде, перемешивают и добавляют золь кремниевой кислоты (с маточным раствором). Все перемешивают и вливают в бетонную смесь портландцемента, глауконитового песка и воды. Подготовленные формы-балочки размерами 40×40×160 мм смазывают машинным маслом, заполняют подготовленной бетонной смесью, вибрируют 5 с и помещают в ванну с гидравлическим затвором при температуре 20±2°С и относительной влажности воздуха 95-100%. Образцы испытывали через 3 и 28 суток твердения.Superplasticizer C-3 is dissolved in the rest of the water, mixed and a silica sol (with a mother liquor) is added. All is mixed and poured into a concrete mixture of Portland cement, glauconite sand and water. Prepared beam forms measuring 40 × 40 × 160 mm are lubricated with machine oil, filled with prepared concrete mixture, vibrated for 5 s and placed in a bath with a hydraulic shutter at a temperature of 20 ± 2 ° C and a relative humidity of 95-100%. Samples were tested after 3 and 28 days of hardening.
Составы и результаты испытаний представлены в таблицах 1, 2.The compositions and test results are presented in tables 1, 2.
Из таблицы 2 видно, что при данных соотношениях компонентов бетонной смеси и способе получения достигается технический результат.From table 2 it is seen that with these ratios of the components of the concrete mixture and the method of obtaining a technical result is achieved.
Предлагаемая сырьевая смесь по данному изобретению обеспечивает получение наномодифицированного бетона, отличающегося от прототипа повышенной прочностью при сжатии (в 1,5-1,6 раза) и пониженным водопоглощением на 20%.The proposed raw material mixture according to this invention provides for obtaining nanomodified concrete, which differs from the prototype in increased compressive strength (1.5-1.6 times) and reduced water absorption by 20%.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.The claimed invention is industrially applicable and can be used in industrial and civil engineering.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119628/03A RU2421423C2 (en) | 2009-05-25 | 2009-05-25 | Nanomodified concrete and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119628/03A RU2421423C2 (en) | 2009-05-25 | 2009-05-25 | Nanomodified concrete and preparation method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009119628A RU2009119628A (en) | 2010-11-27 |
RU2421423C2 true RU2421423C2 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=44057331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009119628/03A RU2421423C2 (en) | 2009-05-25 | 2009-05-25 | Nanomodified concrete and preparation method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2421423C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474544C1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (МГСУ) | Method to prepare nanomodifier from industrial wastes for concrete mixture |
RU2535321C1 (en) * | 2013-11-29 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет", РГСУ | Method of preparing construction mixture |
RU2559269C2 (en) * | 2013-12-11 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Nanomodified concrete and method for production thereof |
RU2601885C2 (en) * | 2014-01-09 | 2016-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательская компания "Усиление оснований и фундаментов" | Method of strengthening solution preparation |
RU2699249C2 (en) * | 2017-10-18 | 2019-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛИТ-ТМ" | Method for production of reinforced articles from autoclave foam concrete and article |
RU2767643C1 (en) * | 2021-08-20 | 2022-03-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Nano-modified cement composite for construction 3d printing |
-
2009
- 2009-05-25 RU RU2009119628/03A patent/RU2421423C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474544C1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (МГСУ) | Method to prepare nanomodifier from industrial wastes for concrete mixture |
RU2535321C1 (en) * | 2013-11-29 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет", РГСУ | Method of preparing construction mixture |
RU2559269C2 (en) * | 2013-12-11 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Nanomodified concrete and method for production thereof |
RU2601885C2 (en) * | 2014-01-09 | 2016-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательская компания "Усиление оснований и фундаментов" | Method of strengthening solution preparation |
RU2699249C2 (en) * | 2017-10-18 | 2019-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛИТ-ТМ" | Method for production of reinforced articles from autoclave foam concrete and article |
RU2767643C1 (en) * | 2021-08-20 | 2022-03-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Nano-modified cement composite for construction 3d printing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009119628A (en) | 2010-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2421423C2 (en) | Nanomodified concrete and preparation method thereof | |
Jitchaiyaphum et al. | Cellular lightweight concrete containing high-calcium fly ash and natural zeolite | |
JP2019513677A (en) | Geopolymer foam formulation | |
Bhowmick et al. | Effect of synthesizing parameters on workability and compressive strength of fly ash based geopolymer mortar | |
RU2014146124A (en) | GEOPOLYMER COMPOSITION WITH SUSTAINABLE DIMENSIONS AND METHOD | |
JP2018518439A (en) | Lightweight composite material made from carbonated calcium silicate and method for producing the same | |
JP4911580B2 (en) | Low specific gravity lightweight foam concrete and method for producing the same | |
Hu et al. | Investigation into the influence of calcium compounds on the properties of micropore-foamed geopolymer | |
RU2559269C2 (en) | Nanomodified concrete and method for production thereof | |
Gupta et al. | Carbon sequestration in engineered lightweight foamed mortar–Effect on rheology, mechanical and durability properties | |
Wang et al. | Hydration behavior and chloride ingress in cement mortar incorporating a novel core@ shell admixture | |
RU2407719C1 (en) | Raw mix for aerated concrete production | |
RU2505500C1 (en) | High-strength concrete | |
RU2627775C2 (en) | Construction brick containing porous material, microstructure of which is adjusted by adding nucleating substance in process of its manufacturing method | |
RU2489381C2 (en) | Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive (versions) | |
Liu et al. | Production and performance of CO2 modified foam concrete | |
RU2358938C1 (en) | Fine-grained concrete | |
RU2536693C2 (en) | Crude mixture for producing non-autoclaved aerated concrete and method of producing non-autoclaved aerated concrete | |
RU2305087C1 (en) | Mix for foam concrete | |
RU2482086C1 (en) | Concrete mixture | |
RU2561438C1 (en) | Composite material based on terra silicea of sukholozhskoye field of sverdlovsk region | |
RU2547534C2 (en) | Opal rock-based composite material | |
RU2536535C1 (en) | Concrete mixture | |
RU2734982C1 (en) | Crude mixture for making gypsum articles | |
RU2531501C1 (en) | Granulated composite filler based on moulding flask for concrete building products and concrete building product |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130526 |