RU2515255C1 - High-strength concrete - Google Patents

High-strength concrete Download PDF

Info

Publication number
RU2515255C1
RU2515255C1 RU2012151469/03A RU2012151469A RU2515255C1 RU 2515255 C1 RU2515255 C1 RU 2515255C1 RU 2012151469/03 A RU2012151469/03 A RU 2012151469/03A RU 2012151469 A RU2012151469 A RU 2012151469A RU 2515255 C1 RU2515255 C1 RU 2515255C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
concrete
sand
portland cement
additive
Prior art date
Application number
RU2012151469/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Борисовна Сватовская
Валентина Яковлевна Соловьева
Ирина Витальевна Степанова
Татьяна Владимировна Смирнова
Николай Васильевич Коробов
Дмитрий Сергеевич Старчуков
Дмитрий Васильевич Сурин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения"
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 "Петербургский государственный университет путей сообщения" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения"
Priority to RU2012151469/03A priority Critical patent/RU2515255C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2515255C1 publication Critical patent/RU2515255C1/en

Links

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: high-strength concrete produced from a mix containing portland cement, sand, crushed stone and water and a complex additive containing sol of ferric hydroxide (III) with density equal to 1.021 g/cm3, hydrogen index 4.5-5.5 and plasticiser, differing by the fact that as a plasticiser it contains a superplasticiser Sika 1+, at the following ratio of components, wt %: 11.50-12.00 and 88.00-88.50 accordingly, at the following ratio of components of a raw mix, wt %: portland cement 21.60-28.40; sand 21.80-24.70; crushed stone 41.60-43.40; specified additive 0.50-1.00; water 7.70-9.30.
EFFECT: increased water impermeability of concrete.
1 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при бетонировании густоармированных конструкций, а также при возведении ответственных конструкций сооружений специального назначения, подвергающихся неблагоприятным внешним воздействиям.The invention relates to building materials and can be used for the manufacture of concrete products in civil and industrial construction, monolithic construction, in concreting densely reinforced structures, as well as in the construction of critical structures of special structures exposed to adverse external influences.

Известна сырьевая смесь, для изготовления высокопрочного бетона (Ю.М. Баженов. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), Москва, 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. Publishing House of the Association of Building Universities (DIA), Moscow, 2002, p.377) containing Portland cement, silica-containing component, sand, gravel, silicate flour, additive and water.

Недостатком данного технического решения является пониженное значение водонепроницаемости бетона.The disadvantage of this technical solution is the lower value of the water resistance of concrete.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 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 5,0-6,0, добавку «ДЭЯ-М» и воду.Known raw mix for the manufacture of high-strength concrete (RU No. 2266629, С04В 28/04, published: 07/20/2005), 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 of 5.0-6.0, the addition of "Deya-M" and water.

Недостатком данного технического решения является пониженное значение водонепроницаемости бетона.The disadvantage of this technical solution is the lower value of the water resistance of concrete.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU №2433097, С04В 28/04, 22/06, 111/20, опубл.: 10.11.2011 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, где добавка является комплексной и состоит из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3, водородным показателем 4,5-5,5 и суперпластификатора «ЦМИД-4Ж», выпускаемого в виде жидкости темно-коричневого цвета 30%-ной концентрации (ТУ 5745-002- 53268843-00, сертификат соответствия №РОСС RU.СЛ38.Н00124, гигиенический сертификат №78.01.06.574.П.0050 18.10.03), при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest in technical essence to the claimed invention is high-strength concrete (RU No. 2433097, С04В 28/04, 22/06, 111/20, publ.: 10.11.2011), containing: Portland cement, sand, gravel, additive and water , where the additive is complex and consists of an iron (III) hydroxide sol with a density of 1.021 g / cm 3 , a hydrogen index of 4.5-5.5 and the TsMID-4Zh superplasticizer, produced in the form of a 30% dark brown liquid - concentration (TU 5745-002-53268843-00, certificate of conformity No. РОСС RU.СЛ38.Н00124, hygiene certificate No. 78.01.06.574.P.0050 10/18/03), with the following the ratio of components, wt.%:

Золь гидроксида железа (III) сSol of iron (III) hydroxide with плотностью ρ=1,021 г/см3,density ρ = 1,021 g / cm 3 , водородным показателем 4,5-5,5pH 4.5-5.5 25,50-26,0025.50-26.00 Суперпластификатор «ЦМИД-4Ж»Superplasticizer "TsMID-4Zh" 74,00-74,5074.00-74.50

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

ПортландцементPortland cement 20,60-27,4020.60-27.40 ПесокSand 21,80-24,7021.80-24.70 ЩебеньCrushed stone 41,60-43,4041.60-43.40 Указанная добавкаSpecified Additive 1,50-2,001,50-2,00 ВодаWater 7,70-9,307.70-9.30

Недостатком данного технического решения является пониженное значение водонепроницаемости бетона.The disadvantage of this technical solution is the lower value of the water resistance of concrete.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенным значением водонепроницаемости.The problem to which the invention is directed, is the creation of high-strength concrete with a high value of water resistance.

Технический результат достигается тем, что высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью, равной 1,021 г/см3, и водородным показателем 4,5-5,5, и пластификатора, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит суперпластификатор «Sika 1+», при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that high-strength concrete obtained from a mixture containing Portland cement, sand, gravel, water and a complex additive consisting of iron (III) hydroxide sol with a density equal to 1.021 g / cm 3 and a hydrogen index of 4.5- 5.5, and a plasticizer, characterized in that the plasticizer contains a Sika 1+ superplasticizer, in the following ratio, wt.%:

Золь гидроксида железа (III) сSol of iron (III) hydroxide with плотностью ρ=1,021 г/см3,density ρ = 1,021 g / cm 3 , водородным показателем 4,5-5,5pH 4.5-5.5 11,50-12,0011.50-12.00 Добавка «Sika 1+»Sika 1+ supplement 88,00-88,5088.00-88.50

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

ПортландцементPortland cement 21,60-28,4021.60-28.40 ПесокSand 21,80-24,7021.80-24.70 ЩебеньCrushed stone 41,60-43,4041.60-43.40 Указанная добавкаSpecified Additive 0,50-1,000.50-1.00 ВодаWater 7,70-9,307.70-9.30

По данным дифференциально-термического метода анализа (далее ДТА) прототипа, контрольного образца и разработанного бетона у образцов последнего, по сравнению с прототипом, наблюдается усиление эндо-эффектов в областях 135-190°С и 370…400°С, которые соответствуют потере физической и химически связанной воды низкоосновными гидросиликатами кальция. Введение в цементную систему указанной комплексной добавки приводит к еще большему росту химически связанной воды, по сравнению с прототипом, что свидетельствует об усилении степени гидратации цемента в разработанном бетоне. Судя об изменении степени гидратации по общим потерям массы в случае разработанного бетона, общие потери массы увеличиваются на 14% по сравнению с прототипом.According to the differential thermal analysis method (hereinafter DTA) of the prototype, control sample and developed concrete, the samples of the latter, in comparison with the prototype, show an increase in endo effects in the regions of 135-190 ° C and 370 ... 400 ° C, which correspond to the loss of physical and chemically bound water with low basic calcium hydrosilicates. The introduction of the specified complex additives into the cement system leads to even greater growth of chemically bound water compared to the prototype, which indicates an increase in the degree of cement hydration in the developed concrete. Judging by the change in the degree of hydration by the total weight loss in the case of developed concrete, the total weight loss increases by 14% compared with the prototype.

Дифференциально-термические исследования произведены при помощи дериватографа венгерского производства типа Q-1500D SYSTEM:Differential thermal studies were performed using a Hungarian derivatograph type Q-1500D SYSTEM:

F. PAULIK, J. PAULIK, L. ERDEY. Исследования проводились в инертных тиглях. Атмосфера в печи прибора - воздушная, давление - атмосферное. Работа проводилась в интервале температур от 20 до 1000°С со скоростью 9-10°С в минуту. Подготовка проб исследуемого материала для ДТА проводилась следующим образом: исследуемый образец растирался в порошок, который пропускался через сито №0063/10000 отв./см2. Величина навески колебалась от 0,9 до 1,4 граммов. Скорость нагревания составила 9°С в минуту. Нагрев производился до температуры 930°С. Перед началом исследования каждой новой серии образцов проводилась регулировка чувствительности измерительного прибора. В каждой серии исследовалось по 3 образца, что позволяло с достаточной достоверностью идентифицировать получаемые термограммы.F. PAULIK, J. PAULIK, L. ERDEY. Research was carried out in inert crucibles. The atmosphere in the furnace is air, pressure is atmospheric. The work was carried out in the temperature range from 20 to 1000 ° C at a speed of 9-10 ° C per minute. Samples of the test material for DTA were prepared as follows: the test sample was ground into powder, which was passed through a sieve No. 0063 / 10,000 holes / cm 2 . The size of the sample ranged from 0.9 to 1.4 grams. The heating rate was 9 ° C per minute. Heating was carried out to a temperature of 930 ° C. Before starting the study of each new series of samples, the sensitivity of the measuring device was adjusted. In each series, 3 samples were studied, which made it possible to identify the obtained thermograms with sufficient reliability.

Дальнейшие исследования посвящены оценке водонепроницаемости разработанного бетона. Для этого были изготовлены образцы-цилиндры размером d=15 см и h=15 см (диаметр и высота соответственно) в количестве 6 штук для каждого испытания, твердение которых осуществлялось в нормальных условиях в течение 28 суток. Оценка водонепроницаемости осуществлялась согласно ГОСТ 12730.5-84 по методу «мокрого пятна», в соответствии с которым подача воды осуществляется к нижней торцевой поверхности образцов при возрастающем ее давлении. Наблюдение велось за верхней поверхностью образцов, полученные результаты представлены в таблице.Further research is devoted to assessing the water resistance of the developed concrete. For this purpose, cylinder samples of d = 15 cm and h = 15 cm size (diameter and height, respectively) were made in the amount of 6 pieces for each test, the curing of which was carried out under normal conditions for 28 days. Assessment of water resistance was carried out according to GOST 12730.5-84 according to the “wet spot” method, in accordance with which water is supplied to the lower end surface of the samples with increasing pressure. The observation was carried out for the upper surface of the samples, the results are presented in the table.

На дату подачи заявки, по мнению автора и заявителя, заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.At the filing date, in the opinion of the author and 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 золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3 и водородным показателем 4,5-5.5 и добавки «Sika 1+», а именно увеличивает водонепроницаемость бетона.The claimed combination of essential features exhibits a new property in the presence of an iron (III) hydroxide sol with a density of 1.021 g / cm 3 and a hydrogen index of 4.5-5.5 and Sika 1+ additive, namely, it increases the water resistance of concrete.

Смесь, включающая портландцемент, песок, щебень и предлагаемую комплексную добавку, обеспечила получение высокопрочного бетона, характеризуемого повышенным значением водонепроницаемости в проектном возрасте (28 суток) на 20% до значения 2,0 МПа по сравнению с прототипом.The mixture, including Portland cement, sand, gravel and the proposed complex additive, provided high-strength concrete, characterized by an increased value of water resistance at the design age (28 days) by 20% to a value of 2.0 MPa compared to the prototype.

По мнению автора и заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.According to the author and the applicant, the claimed invention meets the eligibility criterion - inventive step.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при бетонировании густоармированных конструкций, а также при возведении ответственных конструкций сооружений специального назначения, подвергающихся неблагоприятным внешним воздействиям.The claimed invention is industrially applicable and can be used in civil and industrial construction, monolithic construction, in concreting densely reinforced structures, as well as in the construction of critical structures of special structures that are exposed to adverse external influences.

Готовят сырьевую смесь следующим образом: к 100 см3 кипящей воды прибавляют 3-4 капли насыщенного раствора хлорида железа. При этом энергично протекает гидролиз хлорида железа и появляющиеся молекулы гидроксида железа (III) конденсируются в коллоидные частицы. Образующийся золь гидроксида железа (III) имеет вишнево-коричневый цвет.The raw mix is prepared as follows: 3-4 drops of a saturated solution of iron chloride are added to 100 cm 3 of boiling water. In this case, hydrolysis of iron chloride proceeds vigorously and the appearing molecules of iron (III) hydroxide condense into colloidal particles. The resulting sol of iron (III) hydroxide has a cherry-brown color.

Добавка «Sika 1+» на основе аминоспиртов с плотностью ρ=1,020 г/см3, водородным показателем 7,5-9,5 - это жидкая добавка красного цвета (согласно паспорту изготовителя ООО «Зика», структурного подразделения швейцарского концерна Sika).The Sika 1+ additive based on amino alcohols with a density ρ = 1,020 g / cm 3 and a hydrogen index of 7.5–9.5 is a red liquid additive (according to the manufacturer’s passport, Zika LLC, a structural unit of the Swiss concern Sika).

Добавка «Sika 1+» не содержит хлоридов или других веществ, вызывающих коррозию арматуры, поэтому эта добавка может использоваться безо всяких ограничений для железобетонных конструкций, в том числе и предварительно напряженных.Sika 1+ additive does not contain chlorides or other substances that cause corrosion of reinforcement, therefore this additive can be used without any restrictions for reinforced concrete structures, including prestressed ones.

Отдозированный золь и добавку «Sika 1+» помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: портландцемент М400 Д20, 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 водонепроницаемости.Dosed sol and Sika 1+ are placed in dosed water. Dispensed components of the raw mix: Portland cement M400 D20, sand with a particle size module of 2.1, crushed stone fractions of 5-10 mm and water containing a dosed complex additive is 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 in terms of water resistance.

Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях, и результаты испытаний, согласно ГОСТ 12730.5-84, представлены в таблице.Concrete hardening was carried out under normal conditions, and the test results, according to GOST 12730.5-84, are presented in the table.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению повышает водонепроницаемость в проектном возрасте (28 суток) на 20% до значения 2,0 МПа по сравнению с прототипом.Analysis of the data presented in the table shows that the proposed high-strength concrete according to this invention increases the water resistance at the design age (28 days) by 20% to a value of 2.0 MPa compared to the prototype.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью, равной 1,021 г/см3, и водородным показателем 4,5-5,5, и пластификатора, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит суперпластификатор «Sika 1+», при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Золь гидроксида железа (III) с плотностью ρ=1,021 г/см3, водородным показателем 4,5-5,5 11,50-12,00 Добавка «Sika 1+» 88,00-88,50

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
Портландцемент 21,60-28,40 Песок 21,80-24,70 Щебень 41,60-43,40 Указанная добавка 0,50-1,00 Вода 7,70-9,30
High-strength concrete obtained from a mixture containing Portland cement, sand, gravel, water and a complex additive consisting of an iron (III) hydroxide sol with a density of 1.021 g / cm 3 and a hydrogen index of 4.5-5.5, and a plasticizer , characterized in that as a plasticizer contains a Sika 1+ superplasticizer, in the following ratio of components, wt.%:
Sol of iron (III) hydroxide with density ρ = 1,021 g / cm 3 , pH 4.5-5.5 11.50-12.00 Sika 1+ supplement 88.00-88.50

in the following ratio of components of the raw mix, wt.%:
Portland cement 21.60-28.40 Sand 21.80-24.70 Crushed stone 41.60-43.40 Specified Additive 0.50-1.00 Water 7.70-9.30
RU2012151469/03A 2012-11-30 2012-11-30 High-strength concrete RU2515255C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012151469/03A RU2515255C1 (en) 2012-11-30 2012-11-30 High-strength concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012151469/03A RU2515255C1 (en) 2012-11-30 2012-11-30 High-strength concrete

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2515255C1 true RU2515255C1 (en) 2014-05-10

Family

ID=50629763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012151469/03A RU2515255C1 (en) 2012-11-30 2012-11-30 High-strength concrete

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2515255C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593404C1 (en) * 2015-06-08 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" High-strength concrete

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2256630C1 (en) * 2004-03-26 2005-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" High-strength concrete
RU2256625C2 (en) * 2000-06-15 2005-07-20 Гласстек,Инк. Method of molding glass sheets and device for realization of this method
RU2323910C1 (en) * 2006-10-13 2008-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" High-strength concrete
EP1986541A2 (en) * 2006-01-23 2008-11-05 Avantis Medical Systems, Inc. Endoscope
EP1439154B1 (en) * 2001-10-23 2010-11-17 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Cement admixture, cement composition, and cement concrete made therefrom
RU2433097C1 (en) * 2010-04-07 2011-11-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" High-strength concrete

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2256625C2 (en) * 2000-06-15 2005-07-20 Гласстек,Инк. Method of molding glass sheets and device for realization of this method
EP1439154B1 (en) * 2001-10-23 2010-11-17 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Cement admixture, cement composition, and cement concrete made therefrom
RU2256630C1 (en) * 2004-03-26 2005-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" High-strength concrete
EP1986541A2 (en) * 2006-01-23 2008-11-05 Avantis Medical Systems, Inc. Endoscope
RU2323910C1 (en) * 2006-10-13 2008-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" High-strength concrete
RU2433097C1 (en) * 2010-04-07 2011-11-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" High-strength concrete

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593404C1 (en) * 2015-06-08 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" High-strength concrete

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2425814C1 (en) High-strength concrete
RU2256630C1 (en) High-strength concrete
Moayedi et al. Stabilization of organic soil using sodium silicate system grout
RU2593404C1 (en) High-strength concrete
Kushwaha et al. Stabilization of red mud by lime and gypsum and investigating its possible use in geoenvironmental engineering
RU2323910C1 (en) High-strength concrete
RU2585217C1 (en) Crude mixture for protective coating
RU2433098C1 (en) High-strength concrete
RU2515255C1 (en) High-strength concrete
RU2433097C1 (en) High-strength concrete
RU2332388C1 (en) Hight-strenth concrete
RU2516406C1 (en) High-strength concrete
RU2433099C1 (en) High-strength concrete
RU2331602C1 (en) High-strength concrete
RU2425813C1 (en) High-strength concrete
RU2515250C1 (en) High-strength concrete
RU2332379C1 (en) High-strength concrete
RU2592322C1 (en) High-strength concrete
RU2569140C1 (en) Raw material mixture for high-strength fibre-reinforced concrete
Khiavi et al. Effects of micro silica on permeability of plastic concrete
RU2457190C1 (en) Complex additive for concrete mixture
RU2573503C1 (en) High-strength concrete
RU2593402C1 (en) High-strength concrete
RU2778220C1 (en) High-strength concrete
RU2579837C1 (en) High-strength concrete

Legal Events

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

Effective date: 20141201