RU2433098C1

RU2433098C1 - High-strength concrete

Info

Publication number: RU2433098C1
Application number: RU2010113625/03A
Authority: RU
Inventors: Лариса Борисовна Сватовская (RU); Лариса Борисовна Сватовская; Валентина Яковлевна Соловьева (RU); Валентина Яковлевна Соловьева; Ирина Витальевна Степанова (RU); Ирина Витальевна Степанова; Николай Васильевич Коробов (RU); Николай Васильевич Коробов; Дмитрий Сергеевич Старчуков (RU); Дмитрий Сергеевич Старчуков; Павел Валерьевич Беляев (RU); Павел Валерьевич Беляев; Михаил Васильевич Чертков (RU); Михаил Васильевич Чертков; Александра Юрьевна Иванова (RU); Александра Юрьевна Иванова
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-11-10

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to high-strength concrete and can be used in making articles in civil and industrial construction, as well as for erection of special-purpose structures. The high-strength concrete is prepared from a crude mixture containing a complex additive comprising Prussian blue sol with density 1.013 g/cm3, pH 4.7-5.3 and super-plasticiser Peramin SMF-10, in the following ratio in wt %: 85.50-86.00 and 14.00-14.50 respectively, and with the following ratio of components of the crude mixture in wt %: portland cement 22.40-28.30, sand 23.60-26.00, crushed rock 36.40-39.60, said additive 0.06-0.08, water 11.64-11.92. ^ EFFECT: high crack resistance of the concrete. ^ 1 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.The invention relates to building materials and can be used for the manufacture of concrete products in civil and industrial engineering, as well as in the construction of structures for special purposes.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (Ю.М.Баженов. Технология бетона. М., Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), 2002 г., с.377), содержащая портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду.Known raw mix for the manufacture of high-strength concrete (Yu.M. Bazhenov. Concrete technology. M., Publishing house of the Association of construction universities (DIA), 2002, p.377), containing Portland cement, silica-containing component, sand, gravel, silicate flour, additive and water.

Недостатком данного технического решения является ограниченное значение трещиностойкости, а также пониженная морозостойкость.The disadvantage of this technical solution is the limited value of crack resistance, as well as reduced frost resistance.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, C04B 28/04, опубл. 20.07.2005 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем ортокремниевой кислоты с плотностью 1,014 г/см³, водородным показателем 5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.Known raw material mixture for the manufacture of high-strength concrete (RU No. 2256629, C04B 28/04, published July 20, 2005) containing Portland cement, sand, gravel, a silica-containing component represented by orthosilicic acid sol with a density of 1.014 g / cm ³ , a hydrogen indicator 5-6, the supplement "DEYA-M" and water.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU №2332379, C04B 28/04, опубл. 27.08.2008 г.), содержащий портландцемент, песок, щебень, добавку - золь берлинской лазури с плотностью 1,013 г/см³, водородным показателем 4,7-5,3 и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest in technical essence to the claimed invention is high-strength concrete (RU No. 2332379, C04B 28/04, publ. 08.28.2008), containing Portland cement, sand, gravel, additive - sol of Prussian blue with a density of 1.013 g / cm ³ , a hydrogen index of 4.7-5.3 and water in the following ratio of components, wt.%:

ПортландцементPortland cement 22,40-28,3022.40-28.30 ПесокSand 23,60-26,0023.60-26.00 ЩебеньCrushed stone 36,40-39,6036.40-39.60 Золь берлинской лазури,Sol of Prussian Blue, характеризуемый плотностью 1,013 г/см³,characterized by a density of 1.013 g / cm ³ , водородным показателем 4,7-5,3hydrogen indicator 4.7-5.3 0,06-0,080.06-0.08 ВодаWater 11,64-11,9211.64-11.92

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной трещиностойкостью и повышенным значением морозостойкости.The problem to which the invention is directed, is the creation of high-strength concrete with increased crack resistance and increased frost resistance.

Технический результат достигается тем, что в высокопрочном бетоне, полученном из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, добавка является комплексной и состоит из золя берлинской лазури с плотностью 1,013 г/см³, водородным показателем 4,7-5,3 и гиперпластификатора «Peramin SMF-10» при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that in high-strength concrete, obtained from a mixture containing Portland cement, sand, gravel, additive and water, the additive is complex and consists of sol of Prussian blue with a density of 1.013 g / cm ³ , a hydrogen index of 4.7-5, 3 and Peramin SMF-10 hyperplasticizer in the following ratio of components, wt.%:

Золь берлинской лазури,Sol of Prussian Blue, характеризуемый плотностью 1,013 г/см³,characterized by a density of 1.013 g / cm ³ , водородным показателем 4,7-5,3hydrogen indicator 4.7-5.3 85,50-86,0085.50-86.00 Гиперпластификатор «Peramin SMF-10»Hyperplasticizer "Peramin SMF-10" 14,00-14,5014.00-14.50

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:in the following ratio of components of the raw mix, wt.%:

ПортландцементPortland cement 22,40-28,3022.40-28.30 ПесокSand 23,60-26,0023.60-26.00 ЩебеньCrushed stone 36,40-39,6036.40-39.60 Указанная добавкаSpecified Additive 0,06-0,080.06-0.08 ВодаWater 11,64-11,9211.64-11.92

Золь берлинской лазури будет способствовать повышению гидратационной активности цемента. Это происходит благодаря введению структурного элемента, характеризуемого повышенной внутренней и внешней поверхностной энергией, что подтверждено данными физико-химических исследований (см. прототип), с образованием тоберморитоподобных гидросиликатов при межплоскостном расстоянии, равном (3,07; 2,80; 1,83)·10^-10 м, и гидросиликатов, представленных гиллебрандитом, межплоскостное расстояние которого равно (12,60; 3,34; 2,92)·10^-10 м, которые имеют слоистую и волокнистую структуру, что подтверждает большую степень гидратации цемента в активированном бетоне по сравнению с контрольным бездобавочным бетоном.Sol of Prussian blue will increase the hydration activity of cement. This is due to the introduction of a structural element characterized by increased internal and external surface energy, which is confirmed by the data of physicochemical studies (see prototype), with the formation of tobermorite-like hydrosilicates at an interplanar distance equal to (3.07; 2.80; 1.83) · 10 ^-10 m, and hydrosilicates represented by hillebrandite, whose interplanar spacing is (12.60; 3.34; 2.92) · 10 ^-10 m, which have a layered and fibrous structure, which confirms the high degree of cement hydration in activated be tone in comparison with control non-additive concrete.

Присутствие указанных минералов способствует повышению прочности бетона и особенно прочности при изгибе, что и обеспечивает повышение трещиностойкости камня, которое оценивается отношением R_ИЗГ/R_СЖ. Повышенное количество образующихся гидратных новообразований способствует уплотнению структуры камня и, как следствие, повышению морозостойкости бетона.The presence of these minerals helps to increase the strength of concrete and especially bending strength, which ensures an increase in crack resistance of the stone, which is estimated by the ratio R _IZG / R _SJ . The increased number of hydrated neoplasms formed contributes to the compaction of the stone structure and, as a result, to the increase in frost resistance of concrete.

Золь берлинской лазури в сочетании с гиперпластификатором «Peramin SMF-10» позволяет получить высокопрочный бетон с повышенной трещиностойкостью и морозостойкостью по сравнению с прототипом.Sol of Prussian blue in combination with Peramin SMF-10 hyperplasticizer allows to obtain high-strength concrete with increased crack resistance and frost resistance compared to the prototype.

За счет уменьшения количества химически несвязанной воды в бетоне путем применения указанного гиперпластификатора повышается плотность искусственного камня.By reducing the amount of chemically unbound water in concrete by using this hyperplasticizer, the density of the artificial stone increases.

На дату подачи заявки, по мнению заявителя, заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.At the filing date, according to the applicant, the claimed high-strength concrete is not known and this technical solution has world novelty.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии указанной комплексной добавки, а именно увеличивает трещиностойкость материала на 23% до значения R_ИЗГ/R_СЖ, равного 0,25, и повышает морозостойкость материала на 33% до значения 700 циклов по сравнению с прототипом.The claimed combination of essential features exhibits a new property in the presence of the specified complex additives, namely it increases the crack resistance of the material by 23% to a value of R _IZG / R _SZ equal to 0.25, and increases the frost resistance of the material by 33% to a value of 700 cycles compared with the prototype.

Смесь, включающая портландцемент, песок, щебень и добавку, представленную золем берлинской лазури с плотностью 1,013 г/см³, водородным показателем 4,7-5,3 и гиперпластификатором «Peramin SMF-10», обеспечила получение высокопрочного бетона, характеризуемого повышенным значением трещиностойкости и морозостойкости.The mixture, including Portland cement, sand, gravel, and the additive, represented by Prussian blue sol with a density of 1.013 g / cm ³ , a hydrogen index of 4.7-5.3, and Peramin SMF-10 hyperplasticizer, provided high-strength concrete characterized by an increased value of crack resistance and frost resistance.

По мнению заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.According to the applicant, the claimed invention meets the eligibility criteria - inventive step.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.The claimed invention is industrially applicable and can be used in civil and industrial engineering, as well as in the construction of structures for special purposes.

Готовят сырьевую смесь в следующей последовательности: получают золь берлинской лазури, характеризуемый плотностью 1,013 г/см³, водородным показателем 4,7-5,3 - 0,1 см³ насыщенного на холоде раствора хлорида железа, вводят в 100 см³ воды. В разбавленный раствор вводят при взбалтывании 1 каплю 20%-ного раствора калия железистосинеродистого. Образуется золь берлинской лазури (хлорид гексоцианоферрата железа (III)) синего цвета.The raw mix is prepared in the following sequence: a sol of Prussian blue is obtained, characterized by a density of 1.013 g / cm ³ , a hydrogen index of 4.7-5.3 - 0.1 cm ^{3 of} a cold-saturated solution of iron chloride, is introduced into 100 cm ^{3 of} water. In a diluted solution, 1 drop of a 20% solution of potassium ferruginous is added with stirring. Blue sol of blue azure (chloride of iron (III) hexocyanoferrate) is formed.

Таким образом получают золь берлинской лазури (хлорид гексоцианоферрата железа (III)) (Н.В.Коровин «Общая химия», М., «Высшая школа», 2000. - 558 с.).Thus, sol of Prussian blue (iron hexocyanoferrate chloride (III)) is obtained (N.V. Korovin "General Chemistry", M., "Higher School", 2000. - 558 p.).

Отдозированный золь берлинской лазури и гиперпластификатор «Peramin SMF-10» на основе поликарбоксильных полимеров шведской компании «Perstorp» (совместимый со спецификациями ASTM C494 тип F, DIN 1045, BS 5075 части 1 и 3, EN 934-2), помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: портландцемент М400, песок с модулем крупности 2,1, щебень фракции 5-10 мм и воду, содержащую отдозированную комплексную добавку, помещают в бетоносмеситель, где осуществляется перемешивание компонентов и приготовление бетонной смеси, из которой изготавливают требуемые бетонные изделия и образцы для контроля качества по параметрам трещиностойкости и морозостойкости.Dispensed sol of Prussian blue and Peramin SMF-10 hyperplasticizer based on the polycarboxylic polymers of the Swedish company Perstorp (compatible with ASTM C494 specifications type F, DIN 1045, BS 5075 parts 1 and 3, EN 934-2), placed in dosed water . Dispensed components of the raw material mixture: Portland cement M400, sand with a particle size module of 2.1, crushed stone fractions of 5-10 mm and water containing a dosed complex additive are placed in a concrete mixer, where the components are mixed and the concrete mix is prepared, from which the required concrete products are made and samples for quality control by parameters of crack resistance and frost resistance.

Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях и результаты испытаний согласно ГОСТ 10180-90 «Методы определения прочности по контрольным образцам», ГОСТ 10060.0-95 «Методы определения морозостойкости» представлены в таблице.Concrete hardening was carried out under normal conditions and the test results according to GOST 10180-90 “Methods for determining the strength of control samples”, GOST 10060.0-95 “Methods for determining frost resistance" are presented in the table.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению характеризуется повышенной трещиностойкостью материала на 23% до значения R_ИЗГ/R_СЖ, равного 0,25, и повышенной морозостойкостью материала на 33% до значения 700 циклов по сравнению с прототипом.Analysis of the data presented in the table shows that the proposed high-strength concrete according to this invention is characterized by increased crack resistance of the material by 23% to a value R _RIG / R _SJ equal to 0.25, and increased frost resistance of the material by 33% to a value of 700 cycles compared to prototype.

Claims

High-strength concrete obtained from a raw material mixture containing Portland cement, sand, gravel, additive and water, characterized in that the additive is complex and consists of sol of Prussian blue with a density of 1.013 g / cm ³ , a hydrogen index of 4.7-5.3 and hyperplasticizer "Peramin SMF-10" in the following ratio of components, wt.%:
Sol of Prussian Blue, characterized by a density of 1.013 g / cm ³ , hydrogen indicator 4.7-5.3 85.50-86.00 Hyperplasticizer "Peramin SMF-10" 14.00-14.50

in the following ratio of components of the raw mix, wt.%:
Portland cement 22.40-28.30 Sand 23.60-26.00 Crushed stone 36.40-39.60 Specified Additive 0.06-0.08 Water 11.64-11.92