RU2433038C1 - Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь - Google Patents
Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2433038C1 RU2433038C1 RU2010104361/03A RU2010104361A RU2433038C1 RU 2433038 C1 RU2433038 C1 RU 2433038C1 RU 2010104361/03 A RU2010104361/03 A RU 2010104361/03A RU 2010104361 A RU2010104361 A RU 2010104361A RU 2433038 C1 RU2433038 C1 RU 2433038C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- portland cement
- mixture
- specified
- additive
- 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)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Abstract
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составу фибробетонной смеси, используемой для дорожного, мостового и аэродромного строительства, при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций и к способу приготовления фибробетонной смеси. Технический результат - повышение прочности на сжатие и растяжение при изгибе при сохранении морозостойкости и водонепроницаемости. В способе приготовления модифицированной фибробетонной смеси, включающем перемешивание в смесителе портландцемента, фибры стальной, заполнителя, пластифицирующей и модифицирующей добавок и воды затворения, в качестве стальной фибры используют «Миксарм»-фибру, выполненную из стальной проволоки с коническими анкерами на концах, в качестве пластифицирующей добавки - пластификатор «Д-11», в качестве модифицирующей добавки - многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм, предварительно проводят диспергацию портландцемента, указанных пластификатора и модифицирующей добавки и их перемешивание с фиброй в линейно-индукционном вращателе в течение 5-7 минут, а полученный продукт перемешивают в смесителе при последовательном введении заполнителя и воды затворения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Заявляемое изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бетонных смесей, используемых для дорожного, мостового и аэродромного строительства, при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций.
В известном способе приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси для дорожного и аэродромного строительства, изготовления и ремонта конструкций мостовых сооружений, включающем перемешивание в смесителе цемента, заполнителя, фибры стальной, добавки и воды затворения, предварительно осуществляют активацию в роторно-пульсационном аппарате воды затворения с полифункциональной добавкой и частью цемента и продукт указанной активации перемешивают с сухой смесью, полученной при последовательном введении в смеситель заполнителя, оставшегося цемента и фибры, а также используется модифицированная сталефибробетонная смесь, приготовленная по вышеуказанному способу, где в качестве заполнителя используют песок; щебень и песок, а в качестве фибры используют фибру стальную, фрезерованную из склябов [патент РФ №2214986, 2003 г. - прототип].
Недостатками прототипа являются низкая эффективность процесса приготовления смеси и невысокая прочность полученного сталефибробетона на сжатие и растяжение.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности процесса получения модифицированной фибробетонной смеси, направленное на увеличение ее прочности на сжатие и растяжение при изгибе за счет использования компонентов, упрочняющих структуру фибробетона на макро-, микро- и наноуровнях, при сохранении высокой морозостойкости и водонепроницаемости.
Технический результат, полученный в процессе решения поставленной задачи, достигается тем, что в способе приготовления модифицированной фибробетонной смеси, включающем перемешивание в смесителе портландцемента, фибры стальной, заполнителя, пластифицирующей и модифицирующей добавок и воды затворения, в качестве стальной фибры используют «Миксарм»-фибру, выполненную из стальной проволоки с коническими анкерами на концах, в качестве пластифицирующей добавки - пластификатор «Д-11», в качестве модифицирующей добавки - многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм, предварительно проводят диспергацию портландцемента, указанных пластификатора и модифицирующей добавки и их перемешивание с фиброй в линейно-индукционном вращателе в течение 5-7 минут, используя в качестве ферромагнитных компонентов фибру стальную, полученный продукт перемешивают в смесителе при последовательном введении заполнителя и воды затворения.
Техническая задача решается также тем, что модифицированная фибробетонная смесь, включающая портландцемент, фибру стальную, заполнитель, пластифицирующую и модифицирующую добавки и воду затворения приготовлена вышеуказанным способом при следующем соотношении компонентов, кг/м3 смеси: портландцемент - 320-330; заполнитель - 1900-1920; указанная стальная фибра - 70-80; указанный пластификатор - 1,36-2,45; указанная модифицирующая добавка - 0,017-0,035; вода затворения - 130-145, причем содержание указанного пластификатора - 0,4-0,7% от массы портландцемента, содержание указанной модифицирующей добавки - 0,005-0,01% от массы портландцемента.
Предлагаемый способ получения модифицированной фибробетонной смеси позволяет упрочнить структуру фибробетона на макро-, микро- и наноуровнях.
При изготовлении фибробетонов в качестве вяжущего использовался портландцемент М 500 Себряковского цементного завода. В качестве крупного заполнителя применялся щебень из гранитных пород. Мелкий заполнитель представлен кварцевым песком Орловского карьера. Для повышения прочности и трещиностойкости фибробетона на макроуровне применялись стальные волокна-фибры с конусообразными анкерами на концах, блокирующие развитие макротрещин. В качестве макроупрочнителя использовалась фибра «Миксарм» на основе стальной проволоки, выпускаемой ОАО «Северсталь-метиз» по ТУ 1211-205-46854090-2005. Стальные фибры «Миксарм» имеют длину от 30 мм до 54 мм, а диаметр - до 1 мм. Плотность стальных фибр «Миксарм» составляет 7800 кг/м3. Временное сопротивление разрыву не менее 1100 МПа.
В составе комплексной добавки, модифицирующей микро- и наноструктуру фибробетона, использовались многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм, длиной 2-50 мкм и пластификатор «Д-11». 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.
Использование наноуглеродных трубок значительно изменяет микро- и наноструктуру фибробетонов. Этот эффект связан с тем, что высокопрочные нанотрубки являются центрами кристаллизации новообразований цементного камня. В результате образуется упрочненная армированная микроструктура цементного камня, что значительно повышает прочность фибробетона.
Таким образом, повышение эффективности процесса получения модифицированной фибробетонной смеси, а также применение в составе смеси стальной фибры «Миксарм» с конусообразными анкерами на концах, пластификатора «Д-11» и многослойных углеродных нанотрубок диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм способствует, в сравнении с прототипом, увеличению прочности фибробетона на сжатие и растяжение, приготовленного по предлагаемому способу, что и является новым техническим свойством заявляемой модифицированной фибробетонной смеси, приготовленной предлагаемым способом.
Способ приготовления заявляемой модифицированной фибробетонной смеси заключается в следующем.
Предварительно проводят диспергацию портландцемента с пластифицирующей и модифицирующей добавками и их перемешивание с фиброй в линейно-индукционном вращателе (ЛИВ) в течение 5-7 минут, используя в качестве ферромагнитных компонентов фибру стальную. В камере линейно-индукционного вращателя диспергирование компонентов осуществляется с помощью вращающихся ферромагнитных частиц под действием переменного электромагнитного поля индукцией - 0,1 Тл и частотой - 50 Гц. В процессе перемешивания в электромагнитном поле тонкоизмельченные частицы портландцемента, пластификатора и углеродных нанотрубок адсорбируются на поверхности намагниченных металлических фибровых волокон, являющихся структурообразующим компонентом, что приводит к более эффективному пространственному распределению волокон и повышению реакционной способности смеси.
Полученную тонкоизмельченную сухую смесь с равномерно распределенными стальными волокнами, обладающую за счет электромагнитной обработки повышенной реакционной способностью, перемешивают в смесителе при последовательном введении заполнителей и воды затворения в течение 3-4 минут.
Для экспериментальной проверки заявляемой модифицированной фибробетонной смеси готовили составы (табл.1), отличающиеся способом приготовления. В качестве примера выбраны усредненные количественные соотношения компонентов заявляемой модифицированной фибробетонной смеси.
Первый состав модифицированной фибробетонной смеси готовили с применением предварительной диспергации и перемешивания портландцемента, пластификатора, углеродных нанотрубок и стальной фибры в линейно-индукционном вращателе при последующем перемешивании в смесителе с добавлением заполнителя и воды затворения. Второй - контрольный состав модифицированной фибробетонной смеси готовили традиционным способом без применения предварительной диспергации, а именно последовательным перемешиванием в смесителе портландцемента, заполнителей, фибры стальной, воды затворения с пластификатором и углеродными нанотрубками.
Для определения влияния способа приготовления заявляемой модифицированной фибробетонной смеси на физико-механические свойства фибробетонов в сравнении с прототипом готовили по стандартной методике образцы-кубы размером 15×15×15 см и образцы-балочки размером 10×10×40 см, твердеющие в естественных условиях. Результаты испытаний представлены в табл.2.
Анализ представленных в табл.2 данных показывает, что применение предварительной диспергации и перемешивания портландцемента, пластификатора, углеродных нанотрубок и стальной фибры (состав №1) в линейно-индукционном вращателе способствует увеличению прочности на сжатие полученного фибробетона по сравнению с фибробетоном, приготовленным без предварительной диспергации (состав №2), - на 40%, прочности на растяжение при изгибе - на 60%. Прирост прочности заявленной модифицированной смеси (состав №1) при расходе портландцемента на 22% меньше по сравнению с прототипом составляет, соответственно: на сжатие - 23%, на растяжение при изгибе - 50% при сохранении высокой морозостойкости и водонепроницаемости.
Claims (4)
1. Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси, включающий перемешивание в смесителе портландцемента, фибры стальной, заполнителя, пластифицирующей и модифицирующей добавок и воды затворения, отличающийся тем, что в качестве стальной фибры используют «Миксарм»-фибру, выполненную из стальной проволоки с коническими анкерами на концах, в качестве пластифицирующей добавки - пластификатор «Д-11», в качестве модифицирующей добавки - многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм, предварительно проводят диспергацию портландцемента, указанных пластификатора и модифицирующей добавки и их перемешивание с фиброй в линейно-индукционном вращателе в течение 5-7 мин, используя в качестве ферромагнитных компонентов фибру стальную, полученный продукт перемешивают в смесителе при последовательном введении заполнителя и воды затворения при следующем соотношении компонентов, кг/м3 смеси:
Портландцемент 320-330
Заполнитель 1900-1920
Указанная фибра 70-80
Указанный пластификатор 1,36-2,45
Указанная модифицирующая
добавка 0,017-0,035
Вода затворения 130-145
2. Модифицированная фибробетонная смесь, приготовленная способом по п.1.
3. Смесь по п.2, отличающаяся тем, что содержание указанного пластификатора - 0,4-0,7% от массы портландцемента.
4. Смесь по п.2, отличающаяся тем, что содержание указанной модифицирующей добавки - 0,005-0,01% от массы портландцемента.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010104361/03A RU2433038C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010104361/03A RU2433038C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010104361A RU2010104361A (ru) | 2011-08-20 |
| RU2433038C1 true RU2433038C1 (ru) | 2011-11-10 |
Family
ID=44755366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010104361/03A RU2433038C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2433038C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530812C1 (ru) * | 2013-08-13 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Мелкозернистый цементобетон на основе модифицированного базальтового волокна |
| RU2575658C1 (ru) * | 2014-12-17 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Фибробетонная смесь |
| RU2617812C1 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Способ приготовления дисперсно-армированного строительного раствора для монолитных полов |
| RU2644805C1 (ru) * | 2016-10-31 | 2018-02-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | Способ изготовления нанодисперсной добавки для бетона |
| RU2662168C1 (ru) * | 2017-10-05 | 2018-07-24 | Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" | Бетонная смесь |
| WO2019023698A1 (en) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Texas A&M University | CEMENT REINFORCED BY FIBERS |
| CN110281392A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-09-27 | 黄贺明 | 一种超高性能混凝土真空搅拌工艺 |
| RU2768884C2 (ru) * | 2021-08-02 | 2022-03-25 | Григорий Иванович Яковлев | Комплексная добавка для силикатных композиционных материалов и способ ее приготовления |
-
2010
- 2010-02-08 RU RU2010104361/03A patent/RU2433038C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530812C1 (ru) * | 2013-08-13 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Мелкозернистый цементобетон на основе модифицированного базальтового волокна |
| RU2575658C1 (ru) * | 2014-12-17 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Фибробетонная смесь |
| RU2617812C1 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Способ приготовления дисперсно-армированного строительного раствора для монолитных полов |
| RU2644805C1 (ru) * | 2016-10-31 | 2018-02-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | Способ изготовления нанодисперсной добавки для бетона |
| WO2019023698A1 (en) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Texas A&M University | CEMENT REINFORCED BY FIBERS |
| RU2662168C1 (ru) * | 2017-10-05 | 2018-07-24 | Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" | Бетонная смесь |
| CN110281392A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-09-27 | 黄贺明 | 一种超高性能混凝土真空搅拌工艺 |
| RU2768884C2 (ru) * | 2021-08-02 | 2022-03-25 | Григорий Иванович Яковлев | Комплексная добавка для силикатных композиционных материалов и способ ее приготовления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010104361A (ru) | 2011-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2433038C1 (ru) | Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь | |
| Ahmad et al. | Rheological and mechanical properties of self-compacting concrete with glass and polyvinyl alcohol fibres | |
| Ramujee | Strength properties of polypropylene fiber reinforced concrete | |
| CN109369095B (zh) | 混杂纤维混凝土及其制备方法和应用 | |
| RU2422408C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления | |
| KR100620866B1 (ko) | 강섬유 보강 시멘트 복합체 및 그 제조 방법 | |
| RU2397069C1 (ru) | Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь | |
| Lam et al. | Nano concrete aggregation with steel fibers: A problem to enhance the tensile strength of concrete | |
| Xu et al. | Research on the formulation and properties of a high-performance geopolymer grouting material based on slag and fly ash | |
| Qasim et al. | Effect of nano-silica silica fume and steel fiber on the mechanical properties of concrete at different ages | |
| Yao et al. | A double-blade mixer for concrete with improved mixing quality | |
| Zhang et al. | Microscopic reinforcement mechanism of shotcrete performance regulated by nanomaterial admixtures | |
| RU2530812C1 (ru) | Мелкозернистый цементобетон на основе модифицированного базальтового волокна | |
| AL-Ridha | The influence of size of lightweight aggregate on the mechanical properties of self-compacting concrete with and without steel fiber | |
| Li et al. | Influence analyses of mixing approaches on properties of conventional and interlocking-dense concrete | |
| RU2489381C2 (ru) | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты) | |
| CN115321924B (zh) | 地下结构工程用耐久自密实填充混凝土材料 | |
| Mohammed et al. | Effect of maximum aggregate size on the strength of normal and high strength concrete | |
| Ali et al. | Evaluation of the Compressive strength of Concrete for partial replacement of Over Burnt Brick Ballast Aggregate | |
| RU2569140C1 (ru) | Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона | |
| Nguyen et al. | Effect of surface treatment of recycled concrete aggregate by cement-silica fume slurry on compressive strength of concrete | |
| RU2420472C1 (ru) | Фибробетонная смесь | |
| RU2386599C1 (ru) | Фибробетонная смесь | |
| Gurieva et al. | Structural Features of the Cement-sand Mortar Reinforced with a Modified Basalt Microfiber | |
| 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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120209 |