RU2467972C1 - Mixture for producing fine-grained steel fibre concrete based on quartzite sandstone grinding screenings - Google Patents

Mixture for producing fine-grained steel fibre concrete based on quartzite sandstone grinding screenings Download PDF

Info

Publication number
RU2467972C1
RU2467972C1 RU2011111493/03A RU2011111493A RU2467972C1 RU 2467972 C1 RU2467972 C1 RU 2467972C1 RU 2011111493/03 A RU2011111493/03 A RU 2011111493/03A RU 2011111493 A RU2011111493 A RU 2011111493A RU 2467972 C1 RU2467972 C1 RU 2467972C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
steel fibre
binder
screenings
concrete
Prior art date
Application number
RU2011111493/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011111493A (en
Inventor
Александр Васильевич Клюев
Сергей Васильевич Клюев
Руслан Валерьевич Лесовик
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Priority to RU2011111493/03A priority Critical patent/RU2467972C1/en
Publication of RU2011111493A publication Critical patent/RU2011111493A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2467972C1 publication Critical patent/RU2467972C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the construction industry and specifically to technologies of preparing a composition of fine-grained concrete mixtures used in making precast and monolithic reinforced concrete articles and structures. The mixture for producing fine-grained steel fibre concrete contains the following in kg/m3: low-water demand binder VNV-70 based on wet magnetic separation wastes -280-290, quartzite sandstone grinding screenings of with particle size not greater than 5 mm 860, Nizhne-Olshansky sand 540, steel fibre 60-65, superplasticiser S-3 1.6-1.7, water - the balance.
EFFECT: high compression and flexural strength, crack resistance and wear resistance.
1 ex, 4 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к технологиям приготовления состава мелкозернистых бетонных смесей, используемых при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций.The invention relates to the construction industry, and in particular to technologies for preparing the composition of fine-grained concrete mixtures used in the manufacture of precast and monolithic reinforced concrete products and structures.

Известна бетонная смесь, включающая портландцемент, стальную фибру, заполнитель, воду, пластифицирующую добавку «Полипласт СП-3», модифицирующую добавку при следующих соотношениях компонентов смеси, кг/м3:Known concrete mixture, including Portland cement, steel fiber, aggregate, water, plasticizing additive "Polyplast SP-3", modifying the additive with the following ratios of the components of the mixture, kg / m 3 :

портландцементPortland cement 320-330320-330 заполнительaggregate 1900-19201900-1920 стальная фибраsteel fiber 70-8070-80 суперпластификаторsuperplasticizer 1,6-1,721.6-1.72 модифицирующая добавкаmodifying additive 0,010-0,0150.010-0.015 водаwater остальноеrest

[RU 2397069, МПК В28С 5/40].[RU 2397069, IPC B28C 5/40].

Его недостатком является низкая прочность цементного камня на сжатие и изгиб, а также высокая стоимость смеси за счет использования гранитного щебня.Its disadvantage is the low strength of the cement stone in compression and bending, as well as the high cost of the mixture through the use of granite crushed stone.

Целью изобретения является повышение прочности на сжатие и изгиб; ударную и усталостную прочность; трещиностойкость и вязкое разрушение; сопротивление истиранию цементного камня, снижение стоимости бетонной смеси за счет использования композиционного вяжущего и отходов горнорудной промышленности (отсев дробления кварцитопесчаника) и отходов мокрой магнитной сепарации (отходы ММС).The aim of the invention is to increase the compressive strength and bending; shock and fatigue strength; crack resistance and viscous fracture; abrasion resistance of cement stone, reduction in the cost of concrete mix due to the use of composite binder and mining waste (screening of quartzite sandstone crushing) and wet magnetic separation waste (MMC waste).

Смесь для производства мелкозернистого сталефибробетона, включающая вяжущее, заполнитель, стальную фибру, суперпластификатор С-3, воду, отличается тем, что в качестве вяжущего используют вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 на основе отходов мокрой магнитной сепарации, а в качестве заполнителя - отсев дробления кварцитопесчаника фракции не более 5 мм и нижнеольшанский песок при следующих соотношениях компонентов смеси, кг/м3:A mixture for the production of fine-grained steel-fiber concrete, including a binder, aggregate, steel fiber, S-3 superplasticizer, water, is characterized in that a binder of low water demand VNV-70 based on wet magnetic separation waste is used as a binder, and quartzite sandstone crushing screening is used as a filler. fractions of no more than 5 mm and Lower Cholan sand with the following ratios of the components of the mixture, kg / m 3 :

вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70astringent of low water demand VNV-70 280-290280-290 отсев дробления кварцитопесчаникаquartzite sandstone crushing screening 860860 песок нижнеольшанскийsand lower kolkhansky 540540 суперпластификатор С-3superplasticizer C-3 1,6-1,71.6-1.7 стальная фибраsteel fiber 60-6560-65 водаwater остальное.rest.

Используют вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 на основе отходов мокрой магнитной сепарации и кремнезема, получаемого механоактивацией отсева дробления кварцитопесчаника.A binder of low water demand VNV-70 is used on the basis of waste wet magnetic separation and silica obtained by mechanically activating the screening of crushing quartzite sandstone.

Отсев дробления кварцитопесчаника образуется при дроблении щебня. Он представляет собой частицы пылевидной фракции (не более 5 мм) с высоким содержанием кремнезема.Screening crushing quartzite sandstone is formed by crushing crushed stone. It represents particles of a dusty fraction (not more than 5 mm) with a high silica content.

Особенностью отсевов дробления является угловатая форма зерен с высокоразвитой поверхностью, что способствует повышенной адгезии к ним цементного камня (рис.1).A feature of crushing screenings is the angular shape of grains with a highly developed surface, which contributes to increased adhesion of cement stone to them (Fig. 1).

Песчаная составляющая обусловливает формирование микроструктуры цементного камня, определяя мезоструктуру материала. При изучении процессов, протекающих в контактной зоне между цементным камнем и заполнителем, отмечается ведущая роль минералогического состава заполнителя.The sand component determines the formation of the microstructure of the cement stone, determining the mesostructure of the material. When studying the processes occurring in the contact zone between the cement stone and the aggregate, the leading role of the mineralogical composition of the aggregate is noted.

Наиболее сильно структурообразующая роль заполнителя проявляется при образовании тонких прослоек цементного камня между зернами заполнителя. При этом повышение микротвердости цементного камня между зернами заполнителя относят к слиянию контактных зон, повышению плотности цементного камня в этих зонах.The most structure-forming role of the aggregate is manifested in the formation of thin layers of cement stone between the aggregate grains. In this case, the increase in the microhardness of cement stone between the grains of the aggregate is attributed to the merging of contact zones, an increase in the density of cement stone in these zones.

Применение суперпластификатора С-3 позволяет:The use of superplasticizer C-3 allows you to:

- увеличить подвижность бетонной смеси от П1 до П5;- increase the mobility of the concrete mixture from P1 to P5;

- снизить водопотребность при затворении вяжущего вещества на 20-28%;- reduce water demand during mixing of the binder by 20-28%;

- увеличить конечные прочностные характеристики до 50%;- increase the final strength characteristics to 50%;

- регулировать сроки схватывания, изменяя количество вводимой добавки С-3;- adjust the setting time by changing the amount of added additive C-3;

- в 1,5-1,6 раз увеличить сцепление бетона с закладной арматурой и металлоизделиями с одновременным ингибированием поверхности металла;- 1.5-1.6 times increase the adhesion of concrete with embedded reinforcement and hardware while inhibiting the metal surface;

- получить "литые" бетоны с повышенной влагонепроницаемостью, трещиностойкостью, морозостойкостью - 350 циклов;- get "cast" concrete with increased moisture resistance, crack resistance, frost resistance - 350 cycles;

- снизить расход цемента на 20% (ТУ 5870-005-58042865-2005).- reduce cement consumption by 20% (TU 5870-005-58042865-2005).

Суперпластификатор С-3 выступает как замедлитель срока схватывания.Superplasticizer C-3 acts as a retarder.

Исходя из химического состава железистых кварцитов различных месторождений территории России и стран ближнего зарубежья, месторождения КМА отличаются повышенным содержание SiO2 (от 31 до 42%), что приводит и к повышенному содержанию кварца в отходах ММС (табл.1, 2). Гематит отмечается в виде включений в зернах диагенетического кварца. В качестве второстепенных встречаются амфиболы, карбонаты, полевые шпаты и слюды. Присутствующий в отходах ММС в измельченном виде кварц может участвовать в формировании новообразований, и, следовательно, отходы могут быть использованы при производстве ВНВ.Based on the chemical composition of ferruginous quartzites of various deposits in Russia and neighboring countries, KMA deposits are characterized by an increased SiO 2 content (from 31 to 42%), which leads to an increased content of quartz in MMC waste (Tables 1, 2). Hematite is noted as inclusions in diagenetic quartz grains. Amphiboles, carbonates, feldspars and mica are found as secondary. The quartz present in the MMC waste in crushed form can participate in the formation of neoplasms, and, therefore, the waste can be used in the production of airborne explosives.

Таблица 1Table 1 Химический состав отходов ММС, %The chemical composition of the waste MMS,% Feобщ. Fe commonly SiO2 SiO 2 Аl2О3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 FeOFeO CaOCao MgOMgO SS PP CO2 CO 2 10,210,2 77,7277.72 0,570.57 6,586.58 7,127.12 1,481.48 2,262.26 0,1280.128 0,0230,023 3,633.63

Таблица 2table 2 Минеральный состав отходов ММС Лебединского ГОКа, %Mineral composition of wastes of MMS Lebedinsky GOK,% КварцQuartz ГематитHematite МагнетитMagnetite СиликатыSilicates КарбонатыCarbonates 65-7065-70 6-116-11 2-62-6 9-129-12 6-136-13

ПримерExample

В качестве вяжущего применяли ВНВ-70 на основе мокрой магнитной сепарации. Для изготовления опытных образцов использовались отсев дробления кварцитопесчаника и нижнеольшанский песок. Для оценки качества применяемых заполнителей и наполнителей были изучены их основные физико-механические свойства (табл.3).VNV-70 based on wet magnetic separation was used as a binder. For the manufacture of prototypes used screening crushing quartzite sandstone and Lower Bolshan sand. To assess the quality of the used aggregates and fillers, their basic physical and mechanical properties were studied (Table 3).

Таблица 3Table 3 Физико-механические характеристики заполнителяPhysico-mechanical characteristics of the aggregate Наименование показателяName of indicator Единица измеренияunit of measurement Отсев КВПKVP dropout Отходы ММСMMS waste Нижнеольшанский песокLower Bolshansk sand Модуль крупностиFineness modulus Мкр. M cr 3,503,50 0,630.63 1,121.12 Насыпная плотность в неуплотненном состоянииUnpacked bulk density ρнас., кг/м3 ρ us. kg / m 3 14151415 13001300 14671467 Насыпная плотность в уплотненном состоянииBulk density in a compacted state ρнас. упл., кг/м3 ρ us. rep. kg / m 3 14901490 16301630 16481648 Истинная плотностьTrue density ρист., кг/м3 ρ ist. kg / m 3 27102710 30003000 26302630 ПустотностьVoidness Vм.п, %V m.p. ,% 47,847.8 59,359.3 44,244,2 ВодопотребностьWater demand Bотс., %B out . % 5,55.5 2525 11eleven ЦементопотребностьCement requirement Цпотр. Cpr. 0,5300.530 1,951.95 0,630.63

В качестве фибры была принята фибра стальная фрезерованная по технологии «VULKAN HAREX». Фибра имеет характерный синеватый оттенок - окисный слой, препятствующий в процессе ее хранения образованию и развитию коррозии. Длина фибры - 32 мм, ширина - 3,8 мм.Steel fiber milled using the VULKAN HAREX technology was adopted as fiber. The fiber has a characteristic bluish tint - an oxide layer that prevents the formation and development of corrosion during its storage. Fiber length - 32 mm, width - 3.8 mm.

Сталефибробетонную смесь готовили в два этапа. Вначале в растворосмесителе получали бетонную смесь. Первоначально производилось смешивание сухих компонентов, затем небольшими порциями затворялась вода. Перемешивание длилось 5-10 минут в зависимости от консистенции смеси.Steel-fiber concrete mixture was prepared in two stages. Initially, a concrete mixture was prepared in a mortar mixer. Initially, the mixing of dry components was carried out, then water was mixed in small portions. Mixing lasted 5-10 minutes depending on the consistency of the mixture.

На втором этапе выполнялось армирование. Для этого экспериментальным путем определяли количество бетонной смеси, необходимое для формования одного образца. Далее в приготовленную бетонную смесь добавлялась фибра, заранее отмеренная согласно проценту армирования.At the second stage, reinforcement was performed. To do this, experimentally determined the amount of concrete mixture required for molding one sample. Next, fiber was added to the prepared concrete mixture, previously measured according to the percentage of reinforcement.

После этого смесь перемешивалась механизированным способом и вручную укладывалась в очищенные формы, тщательно смазанные маслом. Уплотнение фибробетонной смеси выполнялось на вибростоле до появления цементного молока.After that, the mixture was mixed mechanically and manually placed in cleaned forms, carefully lubricated with oil. Compaction of the fiber-reinforced concrete mixture was carried out on a vibrating table until the appearance of cement milk.

Таблица 4Table 4 Состав смесиMixture composition Состав смеси на 1 м3 The composition of the mixture per 1 m 3 Состав 1Composition 1 Предел прочности при сжатии, МПаThe limit of compressive strength, MPa Предел прочности при изгибе, МПаBending Strength, MPa Состав 2Composition 2 Предел прочности при сжатии, МПаThe limit of compressive strength, MPa Предел прочности при изгибе, МПаBending Strength, MPa ВНВ-70VNV-70 280280 86,286.2 24,224.2 290290 94,894.8 25,825.8 Отсев КВПKVP dropout 860860 860860 песокsand 540540 540540 С-3S-3 1,61,6 1,71.7 фибраfiber 6060 6565 водаwater 140140 160160

Испытания образцов для определения прочности на сжатие, на растяжение при изгибе и модуля упругости проводились на универсальной машине УММ-10 по стандартной методике на 28 сутки.Testing of samples to determine compressive strength, tensile bending and elastic modulus was carried out on a universal machine UMM-10 according to the standard method for 28 days.

Разработанный состав сталефибробетона с использованием вяжущего низкой водопотребности (ВНВ-70) и отсева дробления кварцитопесчаника позволил получить бетоны с пределом прочности при сжатии 94,8 МПа, прочностью на изгиб до 25,8 МПа, что выше на 25%, чем по прототипу.The developed composition of steel fiber concrete using a binder of low water demand (VNV-70) and screening crushing of quartz sandstone allowed us to obtain concrete with a compressive strength of 94.8 MPa, bending strength up to 25.8 MPa, which is 25% higher than in the prototype.

Сталефибробетонные образцы обладают высокими показателями вышеупомянутых характеристик и могут найти широкое применение при изготовлении сталефибробетонных изделий различного ассортимента.Steel-fiber concrete samples have high indicators of the above characteristics and can be widely used in the manufacture of steel-fiber concrete products of various assortments.

Claims (1)

Смесь для производства мелкозернистого сталефибробетона, включающая вяжущее, заполнитель, стальную фибру, суперпластификатор С-3, воду, отличающаяся тем, что в качестве вяжущего используют вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 на основе отходов мокрой магнитной сепарации, а в качестве заполнителя отсев дробления кварцитопесчаника фракции не более 5 мм и Нижне-Ольшанский песок при следующих соотношениях компонентов, кг/м3 смеси:
вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 280-290 отсев дробления кварцитопесчаника 860 песок Нижне-Ольшанский 540 суперпластификатор С-3 1,6-1,7 стальная фибра 60-65 вода остальное
A mixture for the production of fine-grained steel fiber concrete, including a binder, aggregate, steel fiber, S-3 superplasticizer, water, characterized in that a binder of low water requirement VNV-70 based on wet magnetic separation waste is used as a binder, and quartzite sand fraction is crushed no more than 5 mm and Nizhne-Olshansky sand with the following ratios of components, kg / m 3 mixture:
astringent of low water demand VNV-70 280-290 quartzite sandstone crushing screening 860 sand Lower Olshansky 540 superplasticizer C-3 1.6-1.7 steel fiber 60-65 water rest
RU2011111493/03A 2011-03-25 2011-03-25 Mixture for producing fine-grained steel fibre concrete based on quartzite sandstone grinding screenings RU2467972C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111493/03A RU2467972C1 (en) 2011-03-25 2011-03-25 Mixture for producing fine-grained steel fibre concrete based on quartzite sandstone grinding screenings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111493/03A RU2467972C1 (en) 2011-03-25 2011-03-25 Mixture for producing fine-grained steel fibre concrete based on quartzite sandstone grinding screenings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011111493A RU2011111493A (en) 2012-09-27
RU2467972C1 true RU2467972C1 (en) 2012-11-27

Family

ID=47078199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011111493/03A RU2467972C1 (en) 2011-03-25 2011-03-25 Mixture for producing fine-grained steel fibre concrete based on quartzite sandstone grinding screenings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2467972C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652770C1 (en) * 2017-03-17 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Институт автоматизированных технологий строительства" Permanent steel fiber reinforced concrete formwork

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2071456C1 (en) * 1993-07-30 1997-01-10 Лукьянчик Геннадий Викторович Raw materials mixture and method for production of building articles and constructions
RU2206544C2 (en) * 2001-05-17 2003-06-20 Моргун Любовь Васильевна Raw mixture for preparing cellular material and method for its preparing
RU2233254C2 (en) * 2000-10-26 2004-07-27 Закрытое акционерное общество "Астрин-Холдинг" Composition for manufacture of building materials
RU79887U1 (en) * 2008-02-12 2009-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Влакос-НН" FORMED ELEMENT AND COMPOSITE BUILDING PRODUCT
RU2397069C1 (en) * 2009-03-30 2010-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) Method for preparation of modified fibrous concrete mix and modified fibrous concrete mix
US20100237158A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Hou Pi-Sung Precast concrete component material mixture and method of precasting

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2071456C1 (en) * 1993-07-30 1997-01-10 Лукьянчик Геннадий Викторович Raw materials mixture and method for production of building articles and constructions
RU2233254C2 (en) * 2000-10-26 2004-07-27 Закрытое акционерное общество "Астрин-Холдинг" Composition for manufacture of building materials
RU2206544C2 (en) * 2001-05-17 2003-06-20 Моргун Любовь Васильевна Raw mixture for preparing cellular material and method for its preparing
RU79887U1 (en) * 2008-02-12 2009-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Влакос-НН" FORMED ELEMENT AND COMPOSITE BUILDING PRODUCT
US20100237158A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Hou Pi-Sung Precast concrete component material mixture and method of precasting
RU2397069C1 (en) * 2009-03-30 2010-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) Method for preparation of modified fibrous concrete mix and modified fibrous concrete mix

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАТРАКОВ В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. - М.: Изд. 2-е, переработанное и дополненное, 1998, с.593-594, 597. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652770C1 (en) * 2017-03-17 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Институт автоматизированных технологий строительства" Permanent steel fiber reinforced concrete formwork

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011111493A (en) 2012-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gupta et al. Influence of stone processing dust on mechanical, durability and sustainability of concrete
Alsaif et al. Mechanical performance of steel fibre reinforced rubberised concrete for flexible concrete pavements
Biskri et al. Mechanical and durability characteristics of High Performance Concrete containing steel slag and crystalized slag as aggregates
Ling et al. Feasibility of using recycled glass in architectural cement mortars
Gonzalez-Corominas et al. Properties of high performance concrete made with recycled fine ceramic and coarse mixed aggregates
de Matos et al. Eco-friendly ultra-high performance cement pastes produced with quarry wastes as alternative fillers
Bassani et al. Alkali-activation of aggregate fines from construction and demolition waste: Valorisation in view of road pavement subbase applications
Panda et al. Properties of self compacting concrete using recycled coarse aggregate
Granata Pumice powder as filler of self-compacting concrete
Kou et al. Comparisons of natural and recycled aggregate concretes prepared with the addition of different mineral admixtures
Roy et al. Effect of partial replacement of cement by silica fume on hardened concrete
Unčík et al. The effect of basalt powder on the properties of cement composites
Aditto et al. Fresh, mechanical and microstructural behaviour of high-strength self-compacting concrete using supplementary cementitious materials
Fatima et al. Ceramic dust as construction material in rigid pavement
Hussain et al. Engineering properties of factory manufactured paving blocks utilizing steel slag as cement replacement
Nazari et al. RETRACTED: Assessment of the effects of Fe2O3 nanoparticles on water permeability, workability, and setting time of concrete
Sharma et al. Fresh and mechanical properties of self compacting concrete containing copper slag as fine aggregates
Xi et al. Fresh and hardened properties of cement mortars using marble sludge fines and cement sludge fines
EP3129201B1 (en) Process for the preparation of masonry composite materials
EP2989063B1 (en) Binder composition comprising ground granulated blast furnace slag, basic oxygen slag and an alkaline inorganic waste material selected from by-pass dust, cement kiln dust or mixtures thereof
Haddadou et al. Fresh and hardened properties of self-compacting concrete with different mineral additions and fibers
Verapathran et al. High performance concrete with steel slag aggregate
Ambrose et al. Compressive strength and workability of laterized quarry sand concrete
RU2467972C1 (en) Mixture for producing fine-grained steel fibre concrete based on quartzite sandstone grinding screenings
Nandi et al. Utilization of wollastonite, jarosite, and their blends for the sustainable development of concrete paver block mixes containing reclaimed asphalt pavement aggregates