RU2489381C2 - Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive (versions) - Google Patents

Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2489381C2
RU2489381C2 RU2011125430/03A RU2011125430A RU2489381C2 RU 2489381 C2 RU2489381 C2 RU 2489381C2 RU 2011125430/03 A RU2011125430/03 A RU 2011125430/03A RU 2011125430 A RU2011125430 A RU 2011125430A RU 2489381 C2 RU2489381 C2 RU 2489381C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
vnv
additive
concrete
binder
Prior art date
Application number
RU2011125430/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011125430A (en
Inventor
Лариса Алексеевна Урханова
Солбон Александрович Лхасаранов
Эрдэм Гармаевич Дамдинов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления"
Priority to RU2011125430/03A priority Critical patent/RU2489381C2/en
Publication of RU2011125430A publication Critical patent/RU2011125430A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489381C2 publication Critical patent/RU2489381C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the industry of construction materials and can be used to make concrete articles in civil and industrial construction, as well as in nanotechnology. The crude mixture for high-strength concrete with a nanodispersed additive, which contains binder, quartz-feldspar sand with fineness modulus of 2.1, granite screenings with particle size of 2.5-5 mm, an additive and water, the additive being nanodispersed silicon dioxide powder Tarcosil-05, which is subjected to ultrasonic pretreatment in a disperser UZDN-A with hardening water, the binder being a low water demand binder VNV-100, with the following ratio of components, wt %: VNV-100 26.3-26.66, quartz-feldspar sand with fineness modulus of 2.1 32.88-33.2, granite screenings with particle size of 2.5-5 mm 32.88-33.2, nanodispersed silicon dioxide powder Tarcosil-05 0.013-0.052, water 6.888-7.927. In another version, the crude mixture contains low water demand binder VNV-100 with pearlite as filler, with the corresponding adjustment of the ratio of components of the crude mixture.
EFFECT: high compression and bending strength at the design phase and low water absorption, low cement consumption.
4 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.The invention relates to the building materials industry and can be used for the manufacture of concrete products in civil and industrial construction, including using nanotechnology.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного мелкозернистого бетона, содержащая портландцемент, отсев дробления кварцитопесчанника и воду (см. Глаголев Е.С. Высокопрочный бетон на композиционных вяжущих и техногенных песках для монолитного строительства: Автореферат диссертации на соискание уч. ст.канд. техн. наук. - Белгород: Изд-во БГТУ им. Шухова, 2010-20 с.).A known raw material mixture for the manufacture of high-strength fine-grained concrete containing Portland cement, screening crushing quartzite sand and water (see Glagolev E.S. High-strength concrete on composite binders and industrial sand for monolithic construction: Abstract of the dissertation for the academic university of technical science . - Belgorod: Publishing House of BSTU named after Shukhov, 2010-20 p.).

Недостатком известного состава сырьевой смеси является недостаточная прочность при сжатии мелкозернистого бетона.A disadvantage of the known composition of the raw mix is insufficient compressive strength of fine-grained concrete.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон, включающий портландцемент, песок, гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, рН 5…6, и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest in technical essence to the claimed invention is high-strength concrete, including Portland cement, sand, granite screenings fr. 2.5-5 mm, a silica-containing component represented by H 2 SiO 3 sol with a density ρ = 1.014 g / cm 3 , pH 5 ... 6, and water in the following ratio of components, wt.%:

ПортландцементPortland cement 20,8-25,020.8-25.0 ПесокSand 24,0-25,624.0-25.6 Гранитные отсевы фр. 2,5-5 ммGranite screenings fr. 2.5-5 mm 42,45-45,5542.45-45.55 Добавка - кремнеземсодержащийAdditive - silica-containing компонент, представленный золемcomponent represented by sol H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3,H 2 SiO 3 with a density ρ = 1.014 g / cm 3 , рН 5…6pH 5 ... 6 0,750.75 ВодаWater 7,30-7,87.30-7.8

(см. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. - 2006. - №9. - с.89-90).(see Komokhov PG, Sol-gel as a concept of nanotechnology of a cement composite // Building materials. - 2006. - No. 9. - p. 89-90).

Недостатком состава сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона является ограниченность максимального значения прочности при сжатии, а также повышенное значение водопоглощения бетона.The disadvantage of the composition of the raw mix for obtaining high-strength concrete is the limited maximum value of compressive strength, as well as the increased value of water absorption of concrete.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высоопрочного бетона с улучшенными строительно-техническими и эксплуатационными свойствами на основе композиционных вяжущих - вяжущих низкой водопотребности (ВНВ).The problem to which the invention is directed, is the creation of high-strength concrete with improved construction, technical and operational properties based on composite binders - binders of low water demand (VNV).

Технический результат изобретения - повышение прочности при сжатии и при изгибе в проектном возрасте, снижение расхода цемента за счет использования перлита в составе ВНВ-70 - до 30%.The technical result of the invention is to increase the compressive and bending strength at the design age, reduce cement consumption due to the use of perlite in the composition of VNV-70 - up to 30%.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, согласно изобретению в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают ультразвуковой обработке совместно с водой затворения в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that the raw material mixture for high-strength concrete with a nano-dispersed additive, including binder, quartz-feldspar sand with a particle size module of 2.1, granite screenings of a fraction of 2.5-5 mm, the additive and water, according to the invention, contains nanosized dioxide powder as an additive silicon Tarkosil-05, which is pre-subjected to ultrasonic treatment together with mixing water in an ultrasonic disperser UZDN-A for 10 minutes, and as a binder contains a binder of low water demand B-100 in the following ratio, wt.%:

ВНВ-100VNV-100 26,3-26,6626.3-26.66 Кварцполевошпатовый песокQuartz feldspar sand с модулем крупности 2,1with particle size 2.1 32,88-33,232.88-33.2 Гранитные отсевы фр. 2,5-5 ммGranite screenings fr. 2.5-5 mm 32,88-33,232.88-33.2 Нанодисперсный порошокNanodispersed powder диоксида кремния Таркосил-05silica tarcosil-05 0,013-0,0520.013-0.052 ВодаWater 6,888-7,9276,888-7,927

Технический результат достигается также тем, что сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, согл асно изобретению в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают ультразвуковой обработке совместно с водой затворения в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is also achieved by the fact that the raw material mixture for high-strength concrete with a nano-dispersed additive, including binder, quartz-feldspar sand with a fineness modulus of 2.1, granite screenings of a fraction of 2.5-5 mm, the admixture and water, according to the invention, as an additive contains nano-dispersed powder of silica Tarkosil-05, which is preliminarily subjected to ultrasonic treatment together with mixing water in an ultrasonic disperser UZDN-A for 10 minutes, and as a binder contains a binder of low water consumption awn VNV-70 in the following ratio of components, wt.%:

ВНВ-100VNV-100 26,26-26,626.26-26.6 Кварцполевошпатовый песокQuartz feldspar sand с модулем крупности 2,1with particle size 2.1 32,8-33,132.8-33.1 Гранитные отсевы фр. 2,5-5 ммGranite screenings fr. 2.5-5 mm 32,8-33,132.8-33.1 Нанодисперсный порошокNanodispersed powder диоксида кремния Таркосил-05silica tarcosil-05 0,013-0,0520.013-0.052 ВодаWater 7,248-8,127,7,248-8,127,

кроме того, в составе ВНВ-70 в качестве наполнителя используется перлит.in addition, perlite is used as a filler in the composition of VNV-70.

Создание высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой с улучшенными строительно-техническими и эксплуатационными свойствами предусматривает использование в качестве вяжущих - ВНВ с применением перлитовых пород Мухор-Талинского месторождения Республики Бурятия. ВНВ получают совместным помолом в шаровой мельнице до удельной поверхности 450-550 м2/кг портландцемента и органического водопонижающего реагента на основе нафталинсульфокислоты с формальдегидом - суперпластификатора СП-1 (1-2 мас.%) для ВНВ-100, портландцемента, минерального наполнителя в виде кремнеземистого материала - перлита в количестве 30% и суперпластификатора СП-1 (1-2 мас.%) для ВНВ-70.The creation of high-strength concrete with a nanodispersed additive with improved construction, technical and operational properties provides for the use of VNV as binders using perlite rocks of the Mukhor-Talinsky deposit of the Republic of Buryatia. VNV is obtained by joint grinding in a ball mill to a specific surface of 450-550 m 2 / kg of Portland cement and an organic water-lowering reagent based on naphthalenesulfonic acid with formaldehyde - superplasticizer SP-1 (1-2 wt.%) For VNV-100, Portland cement, mineral filler in in the form of a siliceous material - perlite in an amount of 30% and superplasticizer SP-1 (1-2 wt.%) for VNV-70.

Предлагаемое изобретение предусматривает снижение расхода воды для получения бетона за счет использования органического водопонижающего реагента в составе вяжущих веществ, получение ВНВ, улучшающих реологические характеристики бетонных смесей, повышение подвижности бетонной смеси за счет введения модификатора -нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 и органического водопонижающего реагента, снижение расхода модификатора бетона, снижение расхода дорогостоящего компонента бетонной смеси - цемента за счет замены его до 30% эффузивными породами алюмосиликатного состава - перлитовыми породами, повышение прочностных показателей, в том числе в начальные сроки твердения, снижение водопоглощения бетона.The present invention provides for the reduction of water consumption for concrete production through the use of an organic water-lowering reagent in the composition of binders, the production of VNW, improving the rheological characteristics of concrete mixtures, increasing the mobility of a concrete mixture by introducing a modifier-nanodispersed powder of silicon dioxide Tarkosil-05 and an organic water-reducing reagent, reduction of consumption of concrete modifier, reduction of consumption of an expensive component of concrete mix - cement by replacing it with 30% effusive rocks of aluminosilicate composition - perlite rocks, increase in strength indicators, including in the initial stages of hardening, decrease in water absorption of concrete.

Бетонные смеси с использованием ВНВ-100, ВНВ-70 характеризуются повышенной вязкостью в состоянии покоя и значительным тиксотропным разжижением при механических воздействиях, предопределяющими высокую степень их уплотнения и низкие энергозатраты на процесс формования, высокой однородностью, нерасслаиваемостью, водоудерживающей способностью при транспортировании, укладке и уплотнении. Темпы набора прочности бетона отличаются высокой интенсивностью. Цементный камень и бетон на ВИВ отличаются низкой пористостью практически с отсутствием крупных капиллярных пор.Concrete mixtures using VNV-100, VNV-70 are characterized by increased viscosity at rest and significant thixotropic dilution under mechanical stresses, which determine their high compaction and low energy consumption for the molding process, high uniformity, non-separability, water-holding ability during transportation, laying and compaction . The rate of curing of concrete is high in intensity. Cement stone and concrete on VIV are characterized by low porosity with almost no large capillary pores.

Отличительной особенностью предлагаемой смеси для высокопрочного бетона является использование в качестве модифицирующей добавки бетона нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05, что способствует повышению подвижности цементного теста, а также бетонной смеси, и ее первоначальной сохраняемости во времени, сокращению сроков схватывания цемента, а также в качестве компонента ВНВ-70 - перлита. Экспериментально установлено, что, в зависимости от концентрации добавки, эффект повышения пластичности в начальный момент после завершения перемешивания составляет 50% и через 150 мин достигает максимума - 80%, а в зависимости от содержания перлита и суперпластификатора СП-1 - прочность ВНВ лежит в пределах 53-90 МПа.A distinctive feature of the proposed mixture for high-strength concrete is the use of Tarkosil-05 nanosized powder of silicon dioxide as a modifying additive for concrete, which increases the mobility of the cement paste, as well as the concrete mixture, and its initial shelf life, reduces the setting time of cement, and also as component of VNV-70 - perlite. It was experimentally established that, depending on the concentration of the additive, the effect of increasing plasticity at the initial moment after the completion of mixing is 50% and reaches a maximum of 80% after 150 minutes, and depending on the content of perlite and superplasticizer SP-1, the strength of VNV is within 53-90 MPa.

Новая модифицирующая добавка - нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 получена способом (см. патент RU №2067077, МПК 7 С01В 33/18, опубл. в бюл. №27, 1996 г.) со средним размером первичных частиц около 53 нм, с удельной поверхностью 50,6 м2/г (по данным прибора для измерения удельной поверхности «Сорби-М»).A new modifying additive - nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 obtained by the method (see patent RU No. 2067077, IPC 7 СВВ 33/18, publ. In bull. No. 27, 1996) with an average primary particle size of about 53 nm, s specific surface area 50.6 m 2 / g (according to the Sorbi-M specific surface measuring device).

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 состоит более чем на 99% из аморфного кремнезема, содержание примесей, в мас.%: Al 0,01, Fe 0,01, Ti 0,03.Nanodispersed powder of silica Tarkosil-05 consists of more than 99% of amorphous silica, the content of impurities, in wt.%: Al 0.01, Fe 0.01, Ti 0.03.

При использовании в качестве минеральной добавки в составе ВНВ кремнеземистого материала - кристаллического и закристаллизованного перлита решается задача повышения прочности и плотности структуры бетона из такого цемента. Это обеспечивается связыванием гидроксида кальция Ca(OH)2, выделяющегося в ходе растворения силикатных минералов цемента, аморфизированным кремнеземом SiO2 кремнеземистого минерального материала и добавки из нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 с образованием прочных тоберморитоподобных кристаллогидратов вида C-S-H(I), что обеспечивает высокую прочность бетона.When using a siliceous material — crystalline and crystallized perlite — as a mineral additive in the composition of VNV, the problem of increasing the strength and density of the structure of concrete from such cement is solved. This is ensured by the binding of calcium hydroxide Ca (OH) 2 , released during the dissolution of cement silicate minerals, amorphized silica SiO 2 siliceous mineral material and additives from nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 with the formation of strong tobermorite-like crystalline hydrates of the form CSH (I), which provides high concrete strength.

Предлагаемая сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: ВНВ-100 (ВНВ-70) 26,3-26,66 (26,26-26,5), кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2 (32,8-33,1), гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88 - 33,2 (32,8-33,1), нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052 (0,013-0,052), вода 6,888-7,927 (7,248-8,127). Экспериментально установлено, что именно такой состав сырьевой смеси для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении подвижности бетонной смеси на 20-25%, снижении расхода воды в среднем на 15-20%, а также в повышении прочностных показателей в среднем на 27-36% и понижении показателей водопоглощения в среднем на 50-55% по сравнению с контрольным бездобавочным составом бетона на основе ВНВ-100 и ВНВ-70.The proposed raw mix for high-strength concrete with nanodispersed additive contains components in the following ratio, wt.%: VNV-100 (VNV-70) 26.3-26.66 (26.26-26.5), quartz feldspar sand with a particle size module 2 , 1 32.88-33.2 (32.8-33.1), granite screenings fr. 2.5-5 mm 32.88 - 33.2 (32.8-33.1), nanosized powder of silica Tarkosil-05 0.013-0.052 (0.013-0.052), water 6.888-7.927 (7.248-8.127). It was experimentally established that just such a composition of the raw mix for high-strength concrete with nanodispersed admixture ensures the achievement of a technical result consisting in increasing the mobility of the concrete mixture by 20-25%, reducing water consumption by an average of 15-20%, and also in increasing the strength characteristics in by an average of 27-36% and a decrease in water absorption by an average of 50-55% compared with the control non-additive composition of concrete based on VNV-100 and VNV-70.

Введение в состав сырьевой смеси для высокопрочного бетона новой модифицирующей добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 позволяет регулировать микроструктуру затвердевающего камня и, соответственно, его физико-механические свойства. Экспериментально установлено, что при введении в состав сырьевой смеси для высокопрочного бетона нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 менее 0,013% наблюдается незначительное повышение прочностных показателей по сравнению с контрольным бездобавочным составом на портландцементе, а введение нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 более 0,052% является нецелесообразным, так как ведет к удорожанию конечной стоимости готового продукта - бетона. При этом экспериментальными исследованиями установлено, что введение новой модифицирующей добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 в указанном интервале позволяет получить параметры прочности при сжатии, превышающие показатели прочности бездобавочного контрольного бетона в среднем на 25-36%.Introduction to the composition of the raw mix for high-strength concrete, a new modifying additive - nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 allows you to adjust the microstructure of the hardening stone and, accordingly, its physical and mechanical properties. It was experimentally established that when a nanocispersed powder of silicon dioxide Tarkosil-05 is introduced into the composition of the raw mix for high-strength concrete less than 0.013%, a slight increase in strength indicators is observed compared to the control non-additive composition on Portland cement, and the introduction of nanodispersed powder of silicon dioxide more than 0.052% is impractical, since it leads to a rise in price of the final cost of the finished product - concrete. At the same time, it was established by experimental studies that the introduction of a new modifying additive, Tarkosil-05 nanodispersed silicon dioxide powder in the indicated interval, allows one to obtain compressive strength parameters exceeding the average strength of non-additive control concrete by 25-36%.

Экспериментальные исследования показали, что количественное изменение соотношения компонентов сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (мас.%): ВНВ-100 (ВНВ-70) 26,3-26,66 (26,26-26,5), кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2 (32,8-33,1), гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88 - 33,2 (32,8-33,1), нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052 (0,013-0,052), вода 6,888-7,927 (7,248-8,127) позволяет варьировать состав бетона без ощутимого изменения прочностных показателей и водопоглощения.Experimental studies have shown that a quantitative change in the ratio of the components of the raw mix to obtain high-strength concrete with nanodispersed additive (wt.%): VNV-100 (VNV-70) 26.3-26.66 (26.26-26.5), quartz feldspar sand with a particle size modulus of 2.1 32.88-33.2 (32.8-33.1), granite screenings fr. 2.5-5 mm 32.88 - 33.2 (32.8-33.1), nanosized powder of silica Tarkosil-05 0.013-0.052 (0.013-0.052), water 6.888-7.927 (7.248-8.127) allows you to vary concrete composition without a tangible change in strength indicators and water absorption.

Компоненты сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой подобраны таким образом, чтобы получаемые образцы имели максимальные прочностные показатели.The components of the raw mix for the production of high-strength concrete with a nanodispersed additive are selected so that the samples obtained have the maximum strength characteristics.

Для получения предлагаемой сырьевой смеси для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой применяют портландцемент М400 ДО ООО «Тимлюйский цементный завод», перлит Мухор-Талинского месторождения (Республика Бурятия) с содержанием стеклофазы 60-80%, кварц-полевошпатовый песок (содержание кварца 65,6 мас.%, полевых шпатов 27,4 мас.%) с модулем крупности Мкр.=2,1, гранитные отсевы ОАО «Горняк» фракции 2,5-5 мм, продукт конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом - суперпластификатор СП-1 ТУ 6-36-0204229-625.To obtain the proposed raw material mixture for high-strength concrete with nanodispersed additives, Portland cement M400 DO LLC Timlyui Cement Plant, perlite of the Mukhor-Talinsky deposit (Republic of Buryatia) with a glass phase content of 60-80%, quartz-feldspar sand (quartz content of 65.6 wt. %, feldspars 27.4 wt.%) with fineness modulus MKR = 2.1, granite screenings of Gornyak OJSC, fractions 2.5-5 mm, condensation product of naphthalenesulfonic acid with formaldehyde - superplasticizer SP-1 TU 6-36 -0204229-625.

Химический состав материалов представлен в таблице 1.The chemical composition of the materials is presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Химический состав сырьевых материаловThe chemical composition of raw materials Материал/оксидыMaterial / Oxides SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 CaOCao Fe2O3 Fe 2 O 3 MgOMgO K2OK 2 O Na2ONa 2 O FeOFeO SO3 SO 3 пппppp ПортландцементPortland cement 20,720.7 4,814.81 63,7363.73 4,444.44 1,651.65 0,360.36 0,400.40 -- 2,902.90 1,011.01 ПерлитPerlite 71,471,4 12,112.1 0,520.52 0,770.77 0,370.37 3,213.21 5,25.2 0,560.56 -- 5,875.87 Кварцполевошпатовый песок с Мкр.=2,1Quartz-feldspar sand with Micr. = 2.1 74,5474.54 13,4513.45 2,52,5 1,661.66 0,640.64 6,216.21 -- 0,150.15 1,661.66

Готовят шесть смесей: три смеси компонентов, мас.%: ВНВ-100 26,3-26,66, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,88-33,2, нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052, вода 6,888-7,927 (составы 1-3, табл.2); три смеси компонентов, мас.%: ВНВ-70 26,26-26,5, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,8-33,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,8-33,1, нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052, вода 7,248-8,127 (составы 4-6, табл.2). Одновременно готовят контрольные бездобавочные составы бетона на основе ВНВ-100 и ВНВ-70 (составы 7, 8, табл.2). Кроме того, готовят два известных состава бетона с использованием портландцемента, песка и золя H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3 и рН 5…6, мас.%: 20,8-25; 24,0-25,6; 42,45-45,55 и 0,75, соответственно (составы 9 и 10 по прототипу, табл.2).Six mixtures are prepared: three mixtures of components, wt.%: VNV-100 26.3-26.66, quartz feldspar sand with a fineness modulus of 2.1 32.88-33.2, granite screenings of a fraction of 2.5-5 mm 32, 88-33.2, nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 0.013-0.052, water 6.888-7.927 (compositions 1-3, table 2); three component mixtures, wt.%: VNV-70 26.26-26.5, quartz feldspar sand with a fineness modulus of 2.1 32.8-33.1, granite screenings of a fraction of 2.5-5 mm 32.8-33, 1, nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 0,013-0,052, water 7,248-8,127 (compositions 4-6, table 2). At the same time, control non-additive concrete compositions are prepared on the basis of VNV-100 and VNV-70 (compositions 7, 8, Table 2). In addition, two known concrete compositions are prepared using Portland cement, sand and H 2 SiO 3 sol with a density of ρ = 1.014 g / cm 3 and a pH of 5 ... 6, wt.%: 20.8-25; 24.0-25.6; 42.45-45.55 and 0.75, respectively (compositions 9 and 10 of the prototype, table 2).

Смеси для составов 1-6 готовят следующим образом. Модифицирующую добавку - нанодисперсный порошок диокида кремния Таркосил-05, полученный на ускорителе электронов со средним размером первичных частиц около 53 нм, с удельной поверхностью 50,6 м2/г (по данным прибора для измерения удельной поверхности «Сорби-М»), подвергают ультразвуковой обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут вместе с водой затворения. Портландцемент, перлит и суперпластификатор СП-1 совместно измельчают в шаровой лабораторной мельнице до удельной поверхности 450-550 м2/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 100; 70, перлит - 30, суперпластификатор СП-1 - 1-2. Полученные вяжущие низкой водопотребности ВНВ-100 и ВНВ-70 смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм, добавляют водную суспензию, содержащую модифицирующую добавку - нанодисперсный порошок диокида кремния Таркосил-05, при водоцементном отношении, равном 0,26-0,31, тщательно перемешивают в течение 4-5 минут, затем формуют образцы-призмы из полученной бетонной смеси одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм.Mixtures for formulations 1-6 are prepared as follows. The modifying additive is Tarkosil-05 nanodispersed silicon dioxide powder obtained on an electron accelerator with an average primary particle size of about 53 nm, with a specific surface area of 50.6 m 2 / g (according to the Sorbi-M specific surface measuring device), ultrasonic treatment in an ultrasonic disperser UZDN-A for 10 minutes together with mixing water. Portland cement, perlite and superplasticizer SP-1 are crushed together in a laboratory ball mill to a specific surface of 450-550 m 2 / kg in the following ratio of components, wt.%: Portland cement - 100; 70, perlite - 30, superplasticizer SP-1 - 1-2. The obtained binders of low water demand VNV-100 and VNV-70 are mixed with aggregates - quartz-feldspar sand with a fineness modulus of Mkr = 2.1 and granite screenings of the 2.5-5 mm fraction, add an aqueous suspension containing a modifying additive - nanosized powder of silicon dioxide Tarcosil -05, with a water-cement ratio of 0.26-0.31, mix thoroughly for 4-5 minutes, then prism samples are formed from the resulting concrete mixture of the same mobility 40 × 40 × 160 mm in size.

Figure 00000001
Figure 00000001

Аналогичным образом готовят образцы из контрольных смесей по составам 7, 8: вяжущие ВНВ-100, ВНВ-70 смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм, добавляют воду до водоцементного отношении 0,30-0,31, тщательно перемешивают в течение 4-5 минут, затем формуют образцы-призмы из полученной бетонной смеси одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95-98% в гидравлической ванне затвора.Similarly, samples are prepared from control mixtures according to compositions 7, 8: binders VNV-100, VNV-70 are mixed with aggregates - quartz-feldspar sand with a fineness modulus of Mkr. = 2.1 and granite screenings of a fraction of 2.5-5 mm, water is added to a water-cement ratio of 0.30-0.31, mix thoroughly for 4-5 minutes, then prism samples are formed from the resulting concrete mixture of the same mobility 40 × 40 × 160 mm in size. Samples harden under normal conditions at t = 20 ± 2 ° C and humidity 95-98% in the hydraulic bath of the shutter.

Испытания проводятся по стандартным методикам и для каждого вида испытаний изготавливаются образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 10181.1-81 «Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости», ГОСТ 10180-90 (СТ СЭВ 3978-83) «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам», ГОСТ 12730.3-78 «Бетоны. Метод определения водопоглощения».Известные составы (9, 10 по прототипу) готовят следующим образом:из дистиллированной воды и жидкого стекла Na2SiO3 с плотностью ρ=1.46 г/см3, рН 11, готовят раствор с соотношением Na2SiO3:H2O=1:20. Отдозированные материалы помещают в стеклянную емкость и перемешивают до получения гомогенного раствора с ρ=1,014 г/см3, рН 10. Раствор Na2SiO3 с ρ=1.014 г/см3, рН 10 пропускают через катионитовуюколонку и получают на выходе золь H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3 рН 5…6, который представляет собой кремнеземсодержащий компонент. Отдозированный кремнеземсодержащий компонент помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси:портландцемент М400, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности Мкр.=2,1, гранитные отсевы камнедробления фр. 2,5-5 мм и воду, содержащую кремнеземсодержащий компонент, смешивают, затем формуют образцы-призмы одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95-98%. Исследуемые образцы испытывают на прочность через 3 и 28 суток.The tests are carried out according to standard methods and for each type of test samples are made in accordance with the requirements of GOST 10181.1-81 “Concrete mixtures. Methods for determining workability ", GOST 10180-90 (ST SEV 3978-83)" Concretes. Methods for determining the strength of control samples ”, GOST 12730.3-78“ Concretes. The method of determining water absorption. ”The known compositions (9, 10 according to the prototype) are prepared as follows: from distilled water and liquid glass Na 2 SiO 3 with a density ρ = 1.46 g / cm 3 , pH 11, prepare a solution with a ratio of Na 2 SiO 3 : H 2 O = 1: 20. Dosage materials are placed in a glass container and stirred until a homogeneous solution with ρ = 1.014 g / cm 3 , pH 10 is obtained. A solution of Na 2 SiO 3 with ρ = 1.014 g / cm 3 , pH 10 is passed through a cationite column and a sol of H 2 is obtained SiO 3 with a density ρ = 1.014 g / cm 3 pH 5 ... 6, which is a silica-containing component. The dosed silica-containing component is placed in dosed water. Dispersed components of the raw material mixture: Portland cement M400, quartz feldspar sand with a fineness modulus of Mkr. = 2.1, granite screenings of stone crushing fr. 2.5-5 mm and water containing a silica-containing component are mixed, then prism samples of the same mobility 40 × 40 × 160 mm in size are formed. Samples harden under normal conditions at t = 20 ± 2 ° C and humidity 95-98%. The test samples are tested for strength after 3 and 28 days.

В таблице 3 представлены физико-механические характеристики составов 1-10 исследуемых бетонов.Table 3 presents the physical and mechanical characteristics of compositions 1-10 of the investigated concrete.

Таблица 3Table 3 № составовComposition No. Предел прочности при сжатии, МПаThe limit of compressive strength, MPa Водопоглощение, мас.%Water absorption, wt.% после 3 сутокafter 3 days после 28 сутокafter 28 days 1one 4040 6161 2,62.6 22 4949 7474 1,421.42 33 6060 9090 1,211.21 4four 3535 5353 3,83.8 55 4141 6262 2,52,5 66 5454 8181 1,251.25 77 3737 4949 4,54,5 88 4444 5959 3,783.78 99 6363 7676 2,52,5 1010 5151 6262 2,62.6

Анализ полученных результатов (табл.3) позволяет сделать следующие выводы:Analysis of the results (table 3) allows us to draw the following conclusions:

- прочность высокопрочного бетона с использованием модифицирующей добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 лежит в пределах 53-90 МПа после 28 суток нормального твердения, что превышает прочность бетона без добавок в среднем на 60-62% и понижает показатели водопоглощения в среднем на 60-65%, а также превышает прочность бетона на основе ВНВ-100 и ВНВ-70 в среднем на 27-36% и понижает показатели водопоглощения в среднем на 50-55%;- the strength of high-strength concrete using a modifying additive - nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 lies in the range of 53-90 MPa after 28 days of normal hardening, which exceeds the strength of concrete without additives by an average of 60-62% and lowers water absorption by an average of 60 -65%, and also exceeds the strength of concrete based on VNV-100 and VNV-70 by an average of 27-36% and lowers water absorption by an average of 50-55%;

- расход добавки - модификатора бетона - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 в 5-10 раз меньше по сравнению с введением в состав бетона кремнеземсодержащего компонента, представленного золем H2SiO3;- the consumption of additives - concrete modifier - nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 is 5-10 times less than the introduction of a silica-containing component in the concrete, represented by H 2 SiO 3 sol;

- применение полученных вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) позволяет экономить до 30% портландцемента без снижения прочностных показателей по сравнению с бетоном на основе портландцемента;- the use of obtained binders of low water demand (VNV) allows you to save up to 30% of Portland cement without reducing the strength indicators compared to concrete based on Portland cement;

- повышение прочности связано с уменьшением расхода воды для получения бетона с одинаковой подвижностью за счет использования органического водопонижающего реагента, ускорением пуццолановой реакции и образованием большого количества гидросиликатов кальция (ГСК), преимущественно низкоосновных типа CSH(I), что приводит к ускорению твердения и повышению прочности;- increase in strength is associated with a decrease in water consumption for concrete with the same mobility due to the use of an organic water-reducing reagent, acceleration of the pozzolanic reaction and the formation of a large number of calcium hydrosilicates (HSC), mainly low-basic type CSH (I), which leads to accelerated hardening and increased strength ;

- оптимальное водоцементное отношение для получения смеси для высокопрочного бетона лежит в пределах 0,26-0,31 на основе применения ВНВ и с использованием нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 (без использования нанодисперсной добавки диоксида кремния Таркосил-05 водоцементное отношение лежит в пределах 0,33-0,40), которое позволяет получить оптимальные физико-механические свойства бетона.- the optimum water-cement ratio for obtaining a mixture for high-strength concrete is in the range 0.26-0.31 based on the use of VNV and using Tarkosil-05 nanosized powder of silicon dioxide (without the use of Tarkosil-05 nanodispersed silicon dioxide, the water-cement ratio is within 0 , 33-0.40), which allows to obtain the optimal physical and mechanical properties of concrete.

Предлагаемую сырьевую смесь для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой готовят следующим образом.The proposed raw mix to obtain high-strength concrete with nanodispersed additive is prepared as follows.

Отдозированный нанодисперсный порошок диокида кремния Таркосил-05, полученный на ускорителе электронов со средним размером первичных частиц около 53 нм, с удельной поверхностью 50,6 м2/г, помещают в отдозированную воду. Для лучшего диспергирования агломератов наночастиц диоксида кремния в воде компоненты подвергают ультразвуковой обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут вместе с водой затворения. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: вяжущее-ВНВ-100 (ВНВ-70) 26,3-26,66 мас.% (26,26-26,5 мас.%) смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 в количестве 32,88-33,2 мас.% (32,8-33,1 мас.%) и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм в количестве 32,88-33,2 мас.% (32,8-33,1 мас.%), добавляют водную суспензию, содержащую добавку - нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 в количестве 0,013-0,052 мас.% (0,013-0,052 мас.%), добавляют воду в количестве 6,888-7,927 мас.% (7,248-8,127 мас.%), при водоцементном отношении, равном 0,26-0,30 (0,27-0,31), помещают в бетоносмеситель, тщательно перемешивают компоненты в течение 4-5 минут, затем из полученной бетонной смеси формуют образцы-призмы одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм для контроля качества по параметрам прочности при сжатии, а также водопоглощения.The dosed nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 obtained on an electron accelerator with an average primary particle size of about 53 nm, with a specific surface area of 50.6 m 2 / g, is placed in dosed water. In order to better disperse agglomerates of silicon dioxide nanoparticles in water, the components are subjected to ultrasonic treatment in an ultrasonic disperser UZDN-A for 10 minutes together with mixing water. Dispersed components of the raw material mixture: binder-VNV-100 (VNV-70) 26.3-26.66 wt.% (26.26-26.5 wt.%) Are mixed with aggregates - quartz-feldspar sand with a fineness modulus of Mkr. = 2 , 1 in an amount of 32.88-33.2 wt.% (32.8-33.1 wt.%) And granite screenings of a fraction of 2.5-5 mm in an amount of 32.88-33.2 wt.% (32 , 8-33.1 wt.%), Add an aqueous suspension containing an additive - nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 in an amount of 0.013-0.052 wt.% (0.013-0.052 wt.%), Add water in an amount of 6.888-7.927 wt. % (7.248-8.127 wt.%), With a water-cement ratio of 0.26-0.30 (0.27-0.31), placed in a concrete mixer , The components are mixed thoroughly for 4-5 minutes, then from the resulting concrete mixture is shaped prism patterns identical mobility of 40 × 40 × 160 mm for the quality control of parameters of the compressive strength and water absorption.

Твердение бетона осуществляют в нормальных условиях, а результаты испытаний согласно ГОСТ 10180-90 «Методы определения прочности по контрольным образцам» представлены в таблице 3.Concrete hardening is carried out under normal conditions, and the test results according to GOST 10180-90 "Methods for determining the strength of control samples" are presented in table 3.

Примеры, подтверждающие получение смеси для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой.Examples confirming the preparation of a mixture for high-strength concrete with a nanodispersed additive.

Пример 1. Модифицирующую добавку - нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 подвергают ультразвуковой обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А вместе с водой затворения в течение 10 минут. ВНВ-100 смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм.Example 1. A modifying additive - nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 is subjected to ultrasound treatment in an ultrasonic disperser UZDN-A together with mixing water for 10 minutes. VNV-100 is mixed with aggregates - quartz-feldspar sand with a fineness modulus of Mkr. = 2.1 and granite screenings of a fraction of 2.5-5 mm.

Содержание компонентов в смеси, в мас.%:The content of components in the mixture, in wt.%:

ВНВ-100 26,3VNV-100 26.3

Кварцполевошпатовый песокQuartz feldspar sand

с модулем крупности Мкр.=2,1 32,88with modulus fineness Mkr. = 2.1 32.88

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,88Granite screenings fraction 2.5-5 mm 32.88

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013.Nanodispersed powder of silica Tarkosil-05 0.013.

После перемешивания в течение 4-5 минут добавляют воду в количестве 7,927 мас.% - В/Ц отношение 0,30, затем из полученной бетонной смеси формуют образцы-балочки размером 40×40×160 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95%.After stirring for 4-5 minutes, water is added in an amount of 7.927 wt.% - W / C ratio of 0.30, then beam samples 40 × 40 × 160 mm in size are formed from the resulting concrete mixture. Samples harden under normal conditions at t = 20 ± 2 ° C and a humidity of 95%.

Предел прочности при сжатии образцов в возрасте 3 суток 40 МПа, в возрасте 28 суток 61 МПа, водопоглощение 2,6 мас.%.The compressive strength of samples aged 3 days 40 MPa, aged 28 days 61 MPa, water absorption of 2.6 wt.%.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Example 2. Carried out analogously to example 1, in the following ratio of components, wt.%:

ВНВ-100 26,48VNV-100 26.48

Кварцполевошпатовый песокQuartz feldspar sand

с модулем крупности Мкр.=2,1 33,08with size modulus Mkr. = 2.1 33.08

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 33,08Granite screenings fraction 2.5-5 mm 33.08

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,032.Nanodispersed powder of silicon dioxide Tarkosil-05 0,032.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 7,328 мас.%, В/Ц - отношение 0,28. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 49 МПа, 28 суток 74 МПа, водопоглощение 1,42 мас.%.To obtain a concrete mixture, water is taken in an amount of 7.328 wt.%, W / C - a ratio of 0.28. The compressive strength at the age of 3 days is 49 MPa, 28 days 74 MPa, water absorption of 1.42 wt.%.

Пример 3. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Example 3. Carried out analogously to example 1, in the following ratio of components, wt.%:

ВНВ-100 26,66VNV-100 26.66

Кварцполевошпатовый песокQuartz feldspar sand

с модулем крупности Мкр.=2,1 33,2with size modulus Mkr. = 2.1 33.2

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 33,2Granite screenings fraction 2.5-5 mm 33.2

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,052.Nanodispersed powder of silica Tarkosil-05 0,052.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 6,888 мас.%, В/Ц - отношение 0,26. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 60 МПа, 28 суток 90 МПа, водопоглощение 1,21 мас.%.To obtain a concrete mixture take water in an amount of 6.888 wt.%, W / C - the ratio of 0.26. The compressive strength at the age of 3 days is 60 MPa, 28 days 90 MPa, water absorption of 1.21 wt.%.

Пример 4. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Example 4. Carried out analogously to example 1, in the following ratio of components, wt.%:

ВНВ-70 - 26,26VNV-70 - 26.26

Кварцполевошпатовый песокQuartz feldspar sand

с модулем крупности Мкр.=2,1 32,8with size modulus Mkr. = 2.1 32.8

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,8Granite screenings fraction 2.5-5 mm 32.8

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013.Nanodispersed powder of silica Tarkosil-05 0.013.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 8,127 мас.%, В/Ц - отношение 0,31. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 35 МПа, 28 суток 53 МПа, водопоглощение 3,8 мас.%.To obtain a concrete mixture, water is taken in an amount of 8.127 wt.%, W / C - a ratio of 0.31. The compressive strength at the age of 3 days is 35 MPa, 28 days is 53 MPa, and water absorption is 3.8 wt.%.

Пример 5. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Example 5. Carried out analogously to example 1, in the following ratio of components, wt.%:

ВНВ-70 26,38VNV-70 26.38

Кварцполевошпатовый песокQuartz feldspar sand

с модулем крупности Мкр.=2,1 32,96with modulus of fineness Mkr. = 2.1 32.96

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,96Granite screenings fraction 2.5-5 mm 32.96

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,032.Nanodispersed powder of silicon dioxide Tarkosil-05 0,032.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 7,668 мас.%, В/Ц - отношение 0,29. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 41 МПа, 28 суток 62 МПа, водопоглощение 2,5 мас.%.To obtain a concrete mixture, water is taken in an amount of 7.668 wt.%, W / C - a ratio of 0.29. The compressive strength at the age of 3 days is 41 MPa, 28 days is 62 MPa, water absorption is 2.5 wt.%.

Пример 6. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Example 6. Carried out analogously to example 1, in the following ratio of components, wt.%:

ВНВ-70 26,5VNV-70 26.5

Кварцполевошпатовый песокQuartz feldspar sand

с модулем крупности Мкр.=2,1 33,1with size modulus Mkr. = 2.1 33.1

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 33,1Granite screenings fraction 2.5-5 mm 33.1

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,052.Nanodispersed powder of silica Tarkosil-05 0,052.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 7,248 мас.%, В/Ц - отношение 0,27. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 54 МПа, 28 суток 82 МПа, водопоглощение 1,25 мас.%.To obtain a concrete mixture, water is taken in an amount of 7.248 wt.%, W / C - a ratio of 0.27. The compressive strength at the age of 3 days 54 MPa, 28 days 82 MPa, water absorption of 1.25 wt.%.

В таблице 4 приведены сравнительные данные по прочности при сжатии в возрасте 3 и 28 суток нормального твердения, водопоглощения по массе высокопрочного бетона, полученного по предлагаемому изобретению в сравнении с прототипом (См. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. - 2006. - №9. - с.89-90).Table 4 shows comparative data on compressive strength at the age of 3 and 28 days of normal hardening, water absorption by weight of high-strength concrete obtained according to the invention in comparison with the prototype (See Komokhov P.G. Sol-gel as a concept of nanotechnology of cement composite / / Building materials. - 2006. - No. 9. - p. 89-90).

Таблица 4Table 4 Физико-технические свойстваPhysicotechnical Properties Единица измеренияunit of measurement Бетон с нанодисперсным порошком диоксида кремния Таркосил-05Concrete with nanosized powder of silica Tarkosil-05 Бетон с золем H2SiO3 Concrete with H 2 SiO 3 sol Средняя плотностьAverage density кг/м3 kg / m 3 24502450 24002400 Прочность при сжатии после 3 сутCompressive strength after 3 days МПаMPa 32-6032-60 51-6351-63 Прочность при сжатии после 28 сутCompressive strength after 28 days МПаMPa 53-9053-90 62-7662-76 ВодопоглощениеWater absorption % по массе% by weight 1,2-3,51.2-3.5 2,5-2,62.5-2.6

Таким образом, предлагаемый состав для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой - нанодисперсным порошком диоксида кремния Таркосил-05 имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом (см. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. - 2006. - №9. - с.89-90):Thus, the proposed composition for producing high-strength concrete with nanodispersed additive - nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 has the following advantages compared to the prototype (see Komokhov P.G. Zol-gel as a concept of nanotechnology of cement composite // Building materials. - 2006 . - No. 9. - p. 89-90):

- эффект увеличения прочности достигается вследствие применения нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05, в результате которой происходит ускорение пуццолановой реакции и образование большого количества гидросиликатов кальция, преимущественно низкоосновных типа CSH(I), что приводит к ускорению твердения и повышению прочности;- прочность при сжатии полученного бетона с использованием новой добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 выше прочности при сжатии бетона с использованием золя H2SiO3, что объясняется повышенной плотностью полученного бетона, а количество добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 лежит в пределах 0,013-0,052%, в то время как в бетоне с золем H2SiO3 содержание добавки составляет 0,75%;- the effect of increasing strength is achieved due to the use of nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05, which results in the acceleration of the pozzolanic reaction and the formation of a large number of calcium hydrosilicates, mainly low-basic type CSH (I), which leads to accelerated hardening and increased strength; - compressive strength obtained concrete using a new additive - nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 higher compressive strength of concrete using Zola H 2 SiO 3 , which explains They increase the density of the obtained concrete, and the amount of the additive - nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 is in the range of 0.013-0.052%, while in concrete with H 2 SiO 3 sol the content of the additive is 0.75%;

- получение вяжущего низкой водопотребности с использованием перлитовых пород позволяет экономить до 30% портландцемента без снижения прочностных показателей.- obtaining a binder of low water demand using perlite rocks allows you to save up to 30% of Portland cement without reducing the strength indicators.

Предлагаемая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой на основе портландцемента, кварцполевошпатового песка с модулем крупности 2,1, гранитных отсевов и новой добавки нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 может быть использована для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.The proposed mixture for high-strength concrete with a nanodispersed additive based on Portland cement, quartz-feldspar sand with a fineness modulus of 2.1, granite screenings and a new additive of nanosized powder of silicon dioxide Tarkosil-05 can be used for the manufacture of concrete products in civil and industrial construction, including using nanotechnology.

Claims (2)

1. Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А с водой затворения, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ВНВ-100 26,3-26,66 Кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2 Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88-33,2 Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052 Вода 6,888-7,927
1. The raw material mixture for high-strength concrete with a nano-dispersed additive, including cement, quartz-feldspar sand with a particle size of 2.1, granite screenings of a fraction of 2.5-5 mm, the additive and water, characterized in that the additive contains nanosized powder of silicon dioxide Tarcosil -05, which is pre-treated in an ultrasonic disperser UZDN-A with mixing water, and as a binder it contains a binder of low water demand VNV-100 in the following ratio of components, wt.%:
VNV-100 26.3-26.66 Quartz feldspar sand with particle size 2.1 32.88-33.2 Granite screenings fr. 2.5-5 mm 32.88-33.2 Nanodispersed powder silica tarcosil-05 0.013-0.052 Water 6,888-7,927
2. Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А с водой затворения, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ВНВ-70 26,26-26,5 Кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,8-33,1 Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,8-33,1 Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052 Вода 7,248-8,127,

кроме того, в составе ВНВ-70 в качестве наполнителя используется перлит.
2. The raw material mixture for high-strength concrete with a nano-dispersed additive, including binder, quartz-feldspar sand with a particle size of 2.1, granite screenings of a fraction of 2.5-5 mm, the additive and water, characterized in that the additive contains nanosized powder of silicon dioxide Tarcosil -05, which is pre-treated in an ultrasonic disperser UZDN-A with mixing water, and as a binder it contains a binder of low water demand VNV-70 in the following ratio of components, wt.%:
VNV-70 26.26-26.5 Quartz feldspar sand with particle size 2.1 32.8-33.1 Granite screenings fr. 2.5-5 mm 32.8-33.1 Nanodispersed powder silica tarcosil-05 0.013-0.052 Water 7,248-8,127,

in addition, perlite is used as a filler in VNV-70.
RU2011125430/03A 2011-06-20 2011-06-20 Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive (versions) RU2489381C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011125430/03A RU2489381C2 (en) 2011-06-20 2011-06-20 Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011125430/03A RU2489381C2 (en) 2011-06-20 2011-06-20 Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011125430A RU2011125430A (en) 2012-12-27
RU2489381C2 true RU2489381C2 (en) 2013-08-10

Family

ID=49159637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011125430/03A RU2489381C2 (en) 2011-06-20 2011-06-20 Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489381C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014102468A1 (en) * 2014-02-25 2015-08-27 Jürgen Schneider Nanostructured sand, process, use
RU2599739C1 (en) * 2015-08-05 2016-10-10 Вадим Владимирович Потапов Methods of increasing concrete strength at compression using nanosilica obtained from hydrothermal solution
RU2601885C2 (en) * 2014-01-09 2016-11-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательская компания "Усиление оснований и фундаментов" Method of strengthening solution preparation
US10213764B2 (en) 2014-02-25 2019-02-26 Ute Margitta Schneider Nanostructured sand, process for producing nanostructured sand, process for separating a pollutant-water mixture with the nanostructured sand and further uses

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2281262C1 (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Ижевский государственный технический университет Composition for producing building materials
RU2388712C2 (en) * 2007-12-17 2010-05-10 ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" Raw mixture for construction materials (versions)
US7727327B2 (en) * 2008-04-29 2010-06-01 James Glessner Low embodied energy concrete mixture
UA56807U (en) * 2010-07-16 2011-01-25 Харьковский Национальный Автомобильно-Дорожный Университет Composition for the preparation of fine and sand concretes, containing carbon nanoparticles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2281262C1 (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Ижевский государственный технический университет Composition for producing building materials
RU2388712C2 (en) * 2007-12-17 2010-05-10 ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" Raw mixture for construction materials (versions)
US7727327B2 (en) * 2008-04-29 2010-06-01 James Glessner Low embodied energy concrete mixture
UA56807U (en) * 2010-07-16 2011-01-25 Харьковский Национальный Автомобильно-Дорожный Университет Composition for the preparation of fine and sand concretes, containing carbon nanoparticles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита. Строительные материалы, 2006, №9, с.89, 90. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2601885C2 (en) * 2014-01-09 2016-11-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательская компания "Усиление оснований и фундаментов" Method of strengthening solution preparation
DE102014102468A1 (en) * 2014-02-25 2015-08-27 Jürgen Schneider Nanostructured sand, process, use
US10213764B2 (en) 2014-02-25 2019-02-26 Ute Margitta Schneider Nanostructured sand, process for producing nanostructured sand, process for separating a pollutant-water mixture with the nanostructured sand and further uses
RU2599739C1 (en) * 2015-08-05 2016-10-10 Вадим Владимирович Потапов Methods of increasing concrete strength at compression using nanosilica obtained from hydrothermal solution

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011125430A (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Temuujin et al. Preparation and characterisation of fly ash based geopolymer mortars
Ergün Effects of the usage of diatomite and waste marble powder as partial replacement of cement on the mechanical properties of concrete
Reig et al. Properties and microstructure of alkali-activated red clay brick waste
Dai et al. Rheology and microstructure of alkali-activated slag cements produced with silica fume activator
Yuan et al. Reaction kinetics, reaction products and compressive strength of ternary activators activated slag designed by Taguchi method
Mikhailova et al. Effect of dolomite limestone powder on the compressive strength of concrete
Alrefaei et al. Effect of mixing method on the performance of alkali-activated fly ash/slag pastes along with polycarboxylate admixture
Burciaga-Díaz et al. Effect of waste glass incorporation on the properties of geopolymers formulated with low purity metakaolin
RU2649996C1 (en) Fine-grained concrete mixture
RU2256630C1 (en) High-strength concrete
RU2388712C2 (en) Raw mixture for construction materials (versions)
RU2555993C1 (en) High-strength concrete
RU2471752C1 (en) Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive
RU2489381C2 (en) Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive (versions)
Saran et al. SEM analysis on sustainable high performance concrete
RU2397069C1 (en) Method for preparation of modified fibrous concrete mix and modified fibrous concrete mix
RU2407719C1 (en) Raw mix for aerated concrete production
RU2505500C1 (en) High-strength concrete
RU2610488C1 (en) High-strength concrete
RU2569140C1 (en) Raw material mixture for high-strength fibre-reinforced concrete
RU2656270C1 (en) Low water demand cement and method of its manufacturing
RU2563264C1 (en) Manufacturing method of complex nanodisperse additive for high-strength concrete
RU2764610C1 (en) Raw mix for electrically conductive concrete
RU2562625C1 (en) High-strength concrete
Dinh et al. Influence of Si/Al molar ratio and ca content on the performance of fly ash-based geopolymer incorporating waste glass and GGBFS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170621