RU2559269C2 - Наномодифицированный бетон и способ его получения - Google Patents
Наномодифицированный бетон и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559269C2 RU2559269C2 RU2013155156/03A RU2013155156A RU2559269C2 RU 2559269 C2 RU2559269 C2 RU 2559269C2 RU 2013155156/03 A RU2013155156/03 A RU 2013155156/03A RU 2013155156 A RU2013155156 A RU 2013155156A RU 2559269 C2 RU2559269 C2 RU 2559269C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- concrete
- sand
- portland cement
- relamix
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из наномодифицированного бетона как в гражданском, так и в промышленном строительстве. Технический результат - повышение прочности и понижение водопоглощения бетона. Наномодифицированный бетон содержит портландцемент, песок, воду, нанодобавку, суперпластификатор, причем в качестве суперпластификатора используется добавка «Реламикс», а в качестве нанодобавки - золь нанокремнезема, микрокремнезем и белая сажа при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 24,7-25,0, песок 65,3- 65,43, золь нанокремнезема 0,0025-0,0028, микрокремнезем 1,24-1,3, белая сажа 0,025-0,028, суперпластификатор «Реламикс» 0,2-0,21, вода 8,4-8,8. Способ получения наномодифицированного бетона включает перемешивание в сухом состоянии портландцемента, песка, белой сажи, микрокремнезема и 2/3 воды с дальнейшим введением добавки суперпластификатора «Реламикс», золя нанокремнезема, 1/3 оставшейся воды с окончательным перемешиванием. 2 н.п. ф-лы, 3 табл. 1 пр.
Description
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из наномодифицированного бетона как в гражданском, так и в промышленном строительстве.
Известна сырьевая смесь для изготовления бетона, содержащая цемент, песок и воду (Баженов Ю.М. Технология бетона. -М.: Изд-во АСВ, 2002. - С. 274-275). Мелкозернистый бетон на основе данной сырьевой смеси имеет следующие недостатки: пониженную прочность при сжатии и изгибе и повышенную пористость.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является «Наномодифицированный бетон и способ его получения», состоящий из портландцемента, глауконитового песка, воды, суперпластификатора С-3 и добавки - золь кремниевой кислоты, с расходом по мас. %: портландцемент 18,65-22,93; глауконитовый песок 74,53-68,8; указанная добавка 0,005-0,02; суперпластификатор С-3 0,18-0,23; вода - остальное. (Патент РФ №2421423, МПК7 СО4В 40/00, опубл. 27.11.2010 г.). Способ получения наномодифицированного бетона, включающий перемешивание портландцемента, глауконитового песка и 2/3 воды с последующим добавлением суперпластификатора С-3, смешанного с оставшейся водой и указанной добавкой.
Недостатками данного технического решения являются относительно невысокая прочность и высокое водопоглощение бетона.
Задачей технического решения является повышение прочности и понижение водопоглощения бетона.
Задача решается созданием наномодифицированного бетона, полученного из смеси, содержащей портландцемент, песок, воду, нанодобавку, суперпластификатор, причем в качестве суперпластификатора используется добавка «Реламикс», а в качестве нанодобавки - золь нанокремнезема, микрокремнезем и белая сажа при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Портландцемент | 24,7-25,0 |
Песок | 65,3-65,43 |
Золь нанокремнезема | 0,0025-0,0028 |
Микрокремнезем | 1,24-1,3 |
Белая сажа | 0,025-0,028 |
Суперпластификатор «Реламикс» | 0,2-0,21 |
Вода | 8,4-8,8 |
Способ получения наномодифицированного бетона из смеси включает перемешивание в сухом состоянии портландцемента, песка, белой сажи, микрокремнезема и 2/3 воды с дальнейшим введением добавки суперпластификатора «Реламикс», золя нанокремнезема, 1/3 оставшейся воды и окончательным перемешиванием.
В таблице 1 приведен состав количественного соотношения компонентов нижнего предела, при котором достигнут тот технический результат, который поставлен в задаче, в таблице 2 приведены составы прототипа, в таблице 3 сведены свойства предлагаемого состава и прототипа.
Добавка «Реламикс» относится к классу суперпластификаторов по ТУ 5870-002-14153664-04, представляет собой смесь неорганических (роданидов и тиосульфатов) и органических (полиметиленнафталинсульфонатов) солей натрия. Добавка «Реламикс» применяется для гомогенного распределения частиц SiO2 в бетонной смеси. Введение суперпластификатора «Реламикс» также позволяет увеличить подвижность бетонной смеси, снизить водоцементное отношение.
Нанодобавку - золь нанокремнезема получают в виде стабильных концентрированных водных золей из гидротермальных растворов с помощью ультрафильтрационных мембран. Содержание аморфного кремнезема SiO2 - 225 г/дм3. Плотность раствора золя - 1143 г/дм3. Минимальный размер золей составляет 45 нм и средний размер 60 нм. На частицы с диаметром 45-100 нм приходится 65% всей массы нанокремнезема.
За счет большой удельной поверхности (S/m от 50 до 500-1000 м2/г) наночастицы аморфного кремнезема SiO2 активизируют реакции гидратации силикатов кальция и образование гидратов типа C-S-H. Введение относительно небольшого количества наночастиц от массы цемента приводит к появлению в системе цемент-песок-вода дополнительный значительный по площади реакционно-активной поверхности. Пуццоланический эффект действия аморфного нанокремнезема в бетонах проявляется химическим взаимодействием активного кремнезема с гидроксидом кальция Са(ОН)2, выделяющимся при гидратации портландцемента. В результате такой пуццоланической активности наночастицы участвуют в реакциях позолонного типа, приводящих к расходованию Са(ОН)2 и образованию дополнительно количества гидросиликатов кальция типа C-S-H. Наночастицы могут влиять на объемные пропорции трех разновидностей C-S-H: с высокой, ультравысокой и низкой плотностью, повышая объемную долю разновидностей C-S-H с высокой плотностью, что способствует увеличению плотности и прочности бетона.
Белая сажа марки БС-50 по ГОСТ 18307-78 с массовой долью оксида кремния SiO2 не менее 76%. Белая сажа состоит в основном из кремнезема в некристаллической форме. Материал обладает чрезвычайно высокой площадью поверхности, что является основой его высокой пуццолановой активности. Частицы белой сажи в большинстве являются сферическими, диаметром в среднем 100 нм. Площадь поверхности частиц белой сажи составляет 20-23 м2/г. В результате химической реакции между кремнеземом белой сажи и известью Са(ОН)2 создается эффект заполнения больших пор. Пуццолановая реакция приводит к преобразованию более плотной фазы извести СН и ее крупных пор в менее плотной фазе C-S-H. Таким образом, происходит превращение фаз с высокой плотностью и большими порами в системе портландцементного теста в продукты с низкой плотностью и небольшими порами, что является наиболее логичным объяснением увеличения плотности и прочности бетона.
Микрокремнезем (МК) - аморфный кремнезем - образуется как побочный продукт при производстве ферросилиция и осаждается в электрофильтрах. Большую часть образуют частички аморфного оксида кремния круглой формы средним размером 0,1 мкм и удельной поверхностью 16-22 м2/г. Микрокремнезем является пуццолановой добавкой с высокой гидравлической активностью, которая ускоряет химические реакции гидратации цемента в начальный период твердения и приводит к возникновению структурно-топологического эффекта (уменьшение порообразования в цементном камне и достижение более высокой плотности цементного камня и контактной зоны).
Применение используемых добавок совместно с суперпластификатором обеспечивает получение суммарного эффекта, который проявляется в повышении уплотнения и упрочнения структуры бетона, результатом чего является повышение прочности в проектном возрасте при сжатии и снижение водопоглощения.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое обеспечивает повышение гидратационной активности компонентов бетонной и образование структуры бетона с плотной упаковкой.
Таким образом, образование плотной структуры бетона за счет пуццоланического эффекта аморфного кремнезема и, как следствие, повышение гидратационной активности компонентов бетонной смеси позволило получить наномодифицированный бетон, отличающийся повышенной прочностью и пониженным водопоглощением.
Пример. Портландцемент марки ЦЕМ I 42,5 Н перемешивают в сухом состоянии с песком, белой сажей, микрокремнеземом и 2/3 частями воды.
Суперпластификатор «Реламикс» и золь нанокремнезема растворяют в остальной воде. Все перемешивают и вливают в смесь портландцемент, песка, белой сажи, микрокремнезема и воды.
В качестве вяжущего используется общестроительный портландцемент ЦЕМ I 42,5 Н по ГОСТ 31108-2003. Вода затворения по ГОСТ 23732-2011.
В качестве мелкозернистого заполнителя применяется речной песок по ГОСТ 8736-93. Для изготовления образцов - балочек используют формы по ГОСТ 310.4-81. Приготовление бетонной смеси производится по ГОСТ 31356-2007.
Непосредственно перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазывают машинным маслом.
Полученной смесью форму заполняли в соответствии с требованием ГОСТ 310.4-81 и уплотняют на виброплощадке СМЖ-539М.
Образцы испытывают после 28 суток твердения в нормальных условиях.
Испытание по определению прочности образцов на сжатие производится на испытательном прессе типа ИП-1-А-1000 с предельной нагрузкой 1000 кН.
Значения прочности на сжатие вычислены как среднее арифметическое значение четырех наибольших результатов испытания 6 образцов.
Из таблицы 3 следует, что при данных соотношениях компонентов бетонной смеси и способе получения достигается технический результат.
Данное техническое решение обеспечивает получение наномодифицированного бетона, отличающегося от прототипа повышенной прочностью при сжатии (в среднем в 1,77 раза) и пониженным водопоглощением на 8,3%.
Заявляемое техническое решение промышленно применимо и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.
Claims (2)
1. Наномодифицированный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, воду, суперпластификатор, нанодобавку, отличающийся тем, что в качестве суперпластификатора взята добавка «Реламикс», в качестве нанодобавки - золь нанокремнезема, белая сажа и микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Портландцемент 24,7-25,0
Песок 65,3-65,43
Золь нанокремнезема 0,0025-0,0028
Микрокремнезем 1,24-1,3
Белая сажа 0,025-0,028
Суперпластификатор «Реламикс» 0,2-0,21
Вода 8,4-8,8
2. Способ получения наномодифицированного бетона из смеси по п. 1, включающий перемешивание портландцемента, песка и 2/3 воды, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют с добавлением микрокремнезема и белой сажи с дальнейшим введением суперпластификатора «Реламикс», золя нанокремнезема и 1/3 оставшейся воды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013155156/03A RU2559269C2 (ru) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Наномодифицированный бетон и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013155156/03A RU2559269C2 (ru) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Наномодифицированный бетон и способ его получения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013155156A RU2013155156A (ru) | 2015-06-20 |
RU2559269C2 true RU2559269C2 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53433540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013155156/03A RU2559269C2 (ru) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Наномодифицированный бетон и способ его получения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2559269C2 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616205C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2017-04-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Наномодифицированный бетон |
RU2701911C1 (ru) * | 2019-03-20 | 2019-10-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Способ получения гидрозоля монодисперсного нанокремнезема для изготовления бетона |
RU2759479C1 (ru) * | 2020-08-07 | 2021-11-15 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Наномодифицированный строительный раствор |
RU2767643C1 (ru) * | 2021-08-20 | 2022-03-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Наномодифицированный цементный композит для строительной 3D-печати |
RU2780905C1 (ru) * | 2022-02-18 | 2022-10-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Способ приготовления бетонной смеси |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641813C2 (ru) * | 2016-07-04 | 2018-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Высокопрочный мелкозернистый бетон |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1958926A1 (en) * | 2007-01-24 | 2008-08-20 | Lafarge | New concrete composition |
RU2357940C2 (ru) * | 2007-04-23 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Гидротекс" | Бетонная смесь |
EP2072481A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-24 | Lafarge | Concrete composition |
RU2392245C1 (ru) * | 2008-12-26 | 2010-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" | Сухая строительная смесь для приготовления ячеистого бетона |
RU2421423C2 (ru) * | 2009-05-25 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Наномодифицированный бетон и способ его получения |
-
2013
- 2013-12-11 RU RU2013155156/03A patent/RU2559269C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1958926A1 (en) * | 2007-01-24 | 2008-08-20 | Lafarge | New concrete composition |
RU2357940C2 (ru) * | 2007-04-23 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Гидротекс" | Бетонная смесь |
EP2072481A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-24 | Lafarge | Concrete composition |
RU2392245C1 (ru) * | 2008-12-26 | 2010-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" | Сухая строительная смесь для приготовления ячеистого бетона |
RU2421423C2 (ru) * | 2009-05-25 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Наномодифицированный бетон и способ его получения |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616205C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2017-04-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Наномодифицированный бетон |
RU2701911C1 (ru) * | 2019-03-20 | 2019-10-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Способ получения гидрозоля монодисперсного нанокремнезема для изготовления бетона |
RU2759479C1 (ru) * | 2020-08-07 | 2021-11-15 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Наномодифицированный строительный раствор |
RU2767643C1 (ru) * | 2021-08-20 | 2022-03-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Наномодифицированный цементный композит для строительной 3D-печати |
RU2780905C1 (ru) * | 2022-02-18 | 2022-10-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Способ приготовления бетонной смеси |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013155156A (ru) | 2015-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tran et al. | Strategic progress in foam stabilisation towards high-performance foam concrete for building sustainability: A state-of-the-art review | |
RU2559269C2 (ru) | Наномодифицированный бетон и способ его получения | |
CN110776289B (zh) | 一种轻质高强陶粒混凝土及其制备方法和应用 | |
Haq et al. | In-situ carbonation of alkali activated fly ash geopolymer | |
Jitchaiyaphum et al. | Cellular lightweight concrete containing high-calcium fly ash and natural zeolite | |
CN101581131B (zh) | 一种免蒸压加气混凝土砌块及制造方法 | |
CN102584322B (zh) | 粉煤灰基多孔人造石的制备方法 | |
CN103011896A (zh) | 一种泡沫混凝土 | |
CN106478131A (zh) | 一种无机矿物聚合物泡沫混凝土及其制备方法 | |
CN112521078A (zh) | 一种蒸压加气混凝土砌块生产方法及蒸压加气混凝土砌块 | |
CN108947431A (zh) | 一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温砌块 | |
CN110467393A (zh) | 120MPa超高强硅酸盐陶粒混凝土管桩基体及其制备方法 | |
Gupta et al. | Carbon sequestration in engineered lightweight foamed mortar–Effect on rheology, mechanical and durability properties | |
Kumar et al. | Performance evaluation of nano-silica concrete | |
RU2421423C2 (ru) | Наномодифицированный бетон и способ его получения | |
Kundanati et al. | Study on mechanical properties of mortar using alccofine and graphene oxide | |
Cao et al. | Effect of polyvinyl alcohol on the performance of carbon fixation foam concrete | |
Liu et al. | Production and performance of CO2 modified foam concrete | |
CN108585662A (zh) | 一种轻质透水混凝土人行路面砖及其制备方法 | |
CN108947442A (zh) | 一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板 | |
CN102199045A (zh) | 一种高铝低硅蒸压加气混凝土的制备方法 | |
RU2448929C1 (ru) | Сырьевая смесь и способ ее получения для наноструктурированного автоклавного газобетона | |
CN114380550B (zh) | 一种骨料及其制备方法与应用 | |
Khater | Nano-Silica effect on the physicomechanical properties of geopolymer composites | |
CN116119990A (zh) | 碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151212 |