RU2573503C1 - High-strength concrete - Google Patents

High-strength concrete Download PDF

Info

Publication number
RU2573503C1
RU2573503C1 RU2014154202/03A RU2014154202A RU2573503C1 RU 2573503 C1 RU2573503 C1 RU 2573503C1 RU 2014154202/03 A RU2014154202/03 A RU 2014154202/03A RU 2014154202 A RU2014154202 A RU 2014154202A RU 2573503 C1 RU2573503 C1 RU 2573503C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
density
concrete
water
sand
sol
Prior art date
Application number
RU2014154202/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Борисовна Сватовская
Дмитрий Сергеевич Старчуков
Олег Валерьевич Юров
Валентина Яковлевна Соловьева
Анастасия Максимовна Сычева
Дмитрий Петрович Мандрица
Александр Александрович Кабанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
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 Императора Александра I" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
Priority to RU2014154202/03A priority Critical patent/RU2573503C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2573503C1 publication Critical patent/RU2573503C1/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: high-strength concrete, produced from the mixture, containing portland cement, sand, crushed stone, water and complex additive, consisting of liquid sodium glass with the density ρ=1.45 g/cm3, hydrogen index pH=12.0 and iron hydroxide sol (III) Fe(OH)3, with the density ρ=1.021 g/cm3 and hydrogen index pH=4.5-5.5, at the following ratio of components, wt %: 84.00-85.50 and 14.50-16.00 accordingly, at the following ratio of the mixture components, wt %: portland cement 19.50-26.65; sand with the modulus of fineness Mf=2.1 21.80-24.70; crushed stone of fraction 5-10 mm 42.40-44.50; specified additive 1.75-2.25; water 7.40-9.05.
EFFECT: reduced water absorption of concrete.
1 tbl

Description

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

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

Недостатком данного технического решения является повышенное значение водопоглощения бетона.The disadvantage of this technical solution is the increased value of water absorption of concrete.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 28/04, дата публ. 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем Н2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, рН=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.Known raw material mixture for the manufacture of high-strength concrete (RU No. 2256629, С04В 28/04, published on July 20, 2005), containing: Portland cement, sand, crushed stone, silica-containing component represented by H 2 SiO 3 sol with density ρ = 1,014 g / cm 3, pH = 5-6, the additive "Dai-M" and water.

Недостатком данного технического решения является повышенное значение водопоглощения бетона.The disadvantage of this technical solution is the increased value of water absorption of concrete.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU №2256630, С04В 28/04, дата публ. 20.07.2005 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, рН=5-6, добавку - калий железистосинеродистый K4Fe(CN)6 и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:The closest in technical essence to the claimed invention is high-strength concrete (RU No. 2256630, С04В 28/04, published on July 20, 2005), containing: Portland cement, sand, gravel, silica-containing component, represented by H 2 SiO 3 sol with a density ρ = 1.014 g / cm 3 , pH = 5-6, the additive is potassium ferruginous K 4 Fe (CN) 6 and water in the following ratio of components, wt. %:

ПортландцементPortland cement 43,58-47,0843.58-47.08 ПесокSand 14,43-15,6914.43-15.69 ЩебеньCrushed stone 25,70-27,8425.70-27.84 Кремнеземсодержащий компонент,Silica-containing component представленный золем H2SiO3 с плотностью ρ=represented by H 2 SiO 3 sol with density ρ = 0,25-0,270.25-0.27 1,014 г/см3, pH=5-61.014 g / cm 3 , pH = 5-6 Добавка - калий железистосинеродистыйAdditive - potassium ferruginous 0,44-0,470.44-0.47 K4Fe(CN)6 K 4 Fe (CN) 6 ВодаWater 12,10-12,1512.10-12.15

Недостатком данного технического решения является повышенное значение водопоглощения бетона.The disadvantage of this technical solution is the increased value of water absorption of concrete.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение водопоглощения бетона.The problem to which the invention is directed, is to reduce the water absorption of concrete.

Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержит портландцемент, песок с модулем крупности Мк=2,1, щебень фракции 5-10 мм, воду и комплексную добавку, которая состоит из жидкого натриевого стекла с плотностью ρ=1,45 г/см3, водородным показателем pH=12,0 и золя гидроксида железа (III) Fe(OH)3 с плотностью ρ=1,021 г/см3 и водородным показателем pH=4,5-5,5, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The task is achieved in that the high-strength concrete obtained from the mixture contains Portland cement, sand with a fineness modulus Mk = 2.1, crushed stone fractions of 5-10 mm, water and a complex additive, which consists of liquid sodium glass with a density ρ = 1, 45 g / cm3 pH value pH = 12,0 and a sol of iron hydroxide (III) Fe (OH) 3 with a density of ρ = 1,021 g / cm 3 and a pH value pH = 4,5-5,5, with the following ratio components, wt. %:

Жидкое натриевое стеклоLiquid sodium glass плотностью 1,45 г/см3,a density of 1.45 g / cm 3 водородным показателем pH=12,0pH value = 12.0 84,00-85,5084.00-85.50 Золь гидроксида железа (III) Fe(OH)3 Sol of iron (III) hydroxide Fe (OH) 3 с плотностью ρ=1,021 г/см3,with a density ρ = 1,021 g / cm 3 , водородным показателем pH=4,5-5,5pH value = 4.5-5.5 14,5-16,0014.5-16.00

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

ПортландцементPortland cement 19,50-26,6519.50-26.65 Указанный песокIndicated sand 21,80-24,7021.80-24.70 Указанный щебеньSpecified crushed stone 42,40-44,5042.40-44.50 Указанная добавкаSpecified Additive 1,75-2,251.75-2.25 ВодаWater 7,40-9,057.40-9.05

Долговечный высокопрочный бетон должен быть непроницаемым к внешним воздействиям, что достигается повышением его плотности. Проникание в бетон жидких веществ различной степени агрессивности определяется проницаемостью бетона, которая является одной из его важных характеристик. В недостаточно плотном железобетоне проникание влаги и воздуха вызывает коррозию арматуры, которая увеличивается в объеме и, как следствие, приводит к растрескиванию и разрушению защитного слоя бетона в конструкции. Движение воды сквозь толщу бетона обуславливается не только давлением, но и градиентом влажности на противоположных поверхностях бетона, т.е. осмотическим эффектом.Long-life high-strength concrete must be impervious to external influences, which is achieved by increasing its density. Penetration of liquid substances of varying degrees of aggressiveness into concrete is determined by the permeability of concrete, which is one of its important characteristics. In insufficiently dense reinforced concrete, the penetration of moisture and air causes corrosion of the reinforcement, which increases in volume and, as a result, leads to cracking and destruction of the protective layer of concrete in the structure. The movement of water through the thickness of concrete is determined not only by pressure, but also by the moisture gradient on opposite surfaces of concrete, i.e. osmotic effect.

Золь гидроксида железа (III) Fe(OH)3 с плотностью ρ=1,021 г/см3 и водородным показателем рН=4,5-5,5 имеет коллоидную частицу с положительным зарядом, что способствует усилению гидратационных процессов в твердеющей системе. Наличие акцепторных орбиталей у вводимых коллоидных частиц с положительным зарядом способствует взаимодействию их с молекулами воды и повышению концентрации протонов в системе, которые будут взаимодействовать с основными центрами поверхности цемента α/ по Льюису:A sol of iron (III) hydroxide Fe (OH) 3 with a density ρ = 1.021 g / cm 3 and a pH value of pH = 4.5-5.5 has a colloidal particle with a positive charge, which helps to enhance hydration processes in the hardening system. The presence of acceptor orbitals in the introduced colloidal particles with a positive charge promotes their interaction with water molecules and an increase in the concentration of protons in the system, which will interact with the main centers of the cement surface α / according to Lewis:

Figure 00000001
Figure 00000001

Представленные схемы указывают на увеличение гидратационной активности цемента в присутствии золя гидроксида железа (III) Fe(OH)3. Наличие золя гидроксида железа (III) Fe(OH)3 в твердеющей системе способствует образованию гидросиликатов волокнистой структуры типа CSH (I), и, как следствие, их присутствие повышает плотность бетона.The presented schemes indicate an increase in the hydration activity of cement in the presence of a sol of iron (III) Fe (OH) 3 hydroxide. The presence of a sol of iron (III) Fe (OH) 3 hydroxide in the hardening system promotes the formation of fibrous silicates of the CSH (I) type, and, as a result, their presence increases the density of concrete.

Кроме того, золь гидроксида железа (III) Fe(OH)3 оказывает пластифицирующее действие на цементную смесь, уменьшая количество воды затворения на 10%, при этом он способствует формированию плотной структуры, обеспечивая также повышение прочности при сжатии, на растяжение при изгибе и ударной прочности изготавливаемого бетона.In addition, the sol of iron (III) hydroxide Fe (OH) 3 has a plasticizing effect on the cement mixture, reducing the amount of mixing water by 10%, while it contributes to the formation of a dense structure, while also providing increased compressive strength, tensile bending and impact durability of the made concrete.

Жидкое натриевое стекло с плотностью 1,45 г/см3 по ГОСТ 13078-81 в сочетании с золем золя гидроксида железа (III) с плотностью ρ=1,021 г/см3 и водородным показателем рН=4,5-5,5 дает сверхсуммарный эффект, который выражается в образовании тоберморитоподобных гидросиликатов и, как следствие, получении высокопрочного бетона с повышенной плотностью по водопоглощению по сравнению с прототипом.Liquid sodium glass with a density of 1.45 g / cm 3 according to GOST 13078-81 in combination with a sol of iron (III) hydroxide sol with a density ρ = 1.021 g / cm 3 and a pH of 4.5-5.5 gives an extra total the effect, which is expressed in the formation of tobermorite-like hydrosilicates and, as a result, obtaining high-strength concrete with increased density by water absorption compared to the prototype.

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

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

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

Готовят золь гидроксида железа (III) Fe(OH)3 следующим образом: к 100 см3 кипящей воды прибавляют 3-4 капли насыщенного раствора FeCl3. При этом энергично протекает гидролиз хлорида железа и появляющиеся молекулы гидроксида железа конденсируются в коллоидные частицы. Образующийся золь гидроксида железа имеет вишнево-коричневый цвет [Барвинок М.С., Гарбудова Т.Ф. Коллоиды. Л.: ЛИИЖТ, 1970. - 16 с.; Коровин Н.В. Общая химия. М.: Высшая школа, 2000. - 558 с.].A sol of iron (III) hydroxide Fe (OH) 3 is prepared as follows: 3-4 drops of a saturated solution of FeCl 3 are added to 100 cm 3 of boiling water. In this case, hydrolysis of iron chloride proceeds vigorously and the appearing molecules of iron hydroxide condense into colloidal particles. The resulting sol of iron hydroxide has a cherry-brown color [Barvinok MS, Garbudova TF Colloids. L .: LIIZHT, 1970 .-- 16 p .; Korovin N.V. General chemistry. M .: Higher school, 2000. - 558 p.].

Готовят сырьевую смесь следующим образом: на месте работ заводское растворимое жидкое натриевое стекло разбавляется водой до нужной концентрации, а именно до нормального жидкого натриевого стекла с плотностью 1,45 г/см3 по ГОСТ 13078-81. Затем отдозированный золь гидроксида железа (III) {mFe(OH)3·nFe+3·(3n-x)·Cl-1}+x…·Cl-1 [Барвинок М.С., Гарбудова Т.Ф. Коллоиды. Л.: ЛИИЖТ, 1970. - 16 c.; Коровин Н.В. Общая химия. М.: Высшая школа, 2000. - 558 с.] помещают в отдозированное жидкое стекло. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: портландцемент М400, песок с модулем крупности 2,1, щебень фракции 5-10 мм и воду, содержащую отдозированную 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 плотности по водопоглощению.The raw mix is prepared as follows: at the place of work, the factory soluble liquid sodium glass is diluted with water to the desired concentration, namely, to normal liquid sodium glass with a density of 1.45 g / cm 3 according to GOST 13078-81. Then the dosed sol of iron (III) hydroxide {mFe (OH) 3 · nFe +3 · (3n-x) · Cl -1 } + x ... · Cl -1 [Barvinok MS, Garbudova TF Colloids. L .: LIIZHT, 1970 .-- 16 p .; Korovin N.V. General chemistry. M .: Higher school, 2000. - 558 p.] Placed in dosed liquid glass. Dosed components of the raw material mixture: Portland cement M400, sand with a particle size module of 2.1, crushed stone of the 5-10 mm fraction and water containing a dosed additive are placed in a concrete mixer, where the components are mixed and the concrete mixture is prepared, from which the required concrete products and samples are made for quality control by density parameters for water absorption.

Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях и результаты испытаний, согласно ГОСТ 12730.3-78 «Метод определения водопоглощения», представлены в таблице.Concrete hardening was carried out under normal conditions and the test results, according to GOST 12730.3-78 "Method for determining water absorption", are presented in the table.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению характеризуется уменьшенным водопоглощением на 8% и составляет значение 1,6% по сравнению с прототипом.Analysis of the data presented in the table shows that the proposed high-strength concrete according to this invention is characterized by reduced water absorption by 8% and is 1.6% compared to the prototype.

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, отличающийся тем, что смесь для высокопрочного бетона содержит песок с модулем крупности Мк=2,1, щебень фракции 5-10 мм, комплексную добавку, состоящую из жидкого натриевого стекла с плотностью ρ=1,45 г/см3, водородным показателем pH=12,0 и золя гидроксида железа (III) Fe(OH)3 с плотностью ρ=1,021 г/см3 и водородным показателем pH=4,5-5,5, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Жидкое натриевое стекло плотностью 1,45 г/см3, водородным показателем pH=12,0 84,00-85,50 Золь гидроксида железа (III) Fe(OH)3 с плотностью ρ=1,021 г/см3, водородным показателем pH=4,5-5,5 14,5-16,00

при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %:
Портландцемент 19,50-26,65 Указанный песок 21,80-24,70 Указанный щебень 42,40-44,50 Указанная добавка 1,75-2,25 Вода 7,40-9,05
High-strength concrete obtained from a mixture containing Portland cement, sand, crushed stone, water and a complex additive, characterized in that the mixture for high-strength concrete contains sand with a fineness modulus Mk = 2.1, crushed stone fraction 5-10 mm, a complex additive consisting of liquid sodium glass with a density ρ = 1.45 g / cm 3 , a hydrogen pH = 12.0 and a sol of iron (III) Fe (OH) 3 hydroxide with a density ρ = 1.021 g / cm 3 and a hydrogen pH = 4, 5-5.5, in the following ratio of components, wt. %:
Liquid sodium glass a density of 1.45 g / cm 3 pH value = 12.0 84.00-85.50 Sol of iron (III) hydroxide Fe (OH) 3 with a density ρ = 1,021 g / cm 3 , pH value = 4.5-5.5 14.5-16.00

in the following ratio of components of the mixture, wt. %:
Portland cement 19.50-26.65 Indicated sand 21.80-24.70 Specified crushed stone 42.40-44.50 Specified Additive 1.75-2.25 Water 7.40-9.05
RU2014154202/03A 2014-12-29 2014-12-29 High-strength concrete RU2573503C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154202/03A RU2573503C1 (en) 2014-12-29 2014-12-29 High-strength concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154202/03A RU2573503C1 (en) 2014-12-29 2014-12-29 High-strength concrete

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2573503C1 true RU2573503C1 (en) 2016-01-20

Family

ID=55087210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014154202/03A RU2573503C1 (en) 2014-12-29 2014-12-29 High-strength concrete

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2573503C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1439154A1 (en) * 2001-10-23 2004-07-21 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
RU2332388C1 (en) * 2006-12-11 2008-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Hight-strenth concrete
RU2425813C1 (en) * 2010-04-05 2011-08-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" High-strength concrete
RU2516406C1 (en) * 2012-11-30 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" High-strength concrete

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1439154A1 (en) * 2001-10-23 2004-07-21 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
RU2332388C1 (en) * 2006-12-11 2008-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Hight-strenth concrete
RU2425813C1 (en) * 2010-04-05 2011-08-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" High-strength concrete
RU2516406C1 (en) * 2012-11-30 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" High-strength concrete

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2256630C1 (en) High-strength concrete
Vakili et al. Stabilization of dispersive soils by pozzolan
RU2256629C1 (en) High-strength concrete
RU2425814C1 (en) High-strength concrete
RU2555993C1 (en) High-strength concrete
RU2323910C1 (en) High-strength concrete
RU2433098C1 (en) High-strength concrete
RU2593404C1 (en) High-strength concrete
RU2331602C1 (en) High-strength concrete
RU2516406C1 (en) High-strength concrete
RU2433097C1 (en) High-strength concrete
RU2332388C1 (en) Hight-strenth concrete
RU2505500C1 (en) High-strength concrete
RU2471752C1 (en) Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive
RU2573503C1 (en) High-strength concrete
RU2433099C1 (en) High-strength concrete
RU2610488C1 (en) High-strength concrete
RU2425813C1 (en) High-strength concrete
RU2332379C1 (en) High-strength concrete
RU2489381C2 (en) Crude mixture for high-strength concrete with nanodispersed additive (versions)
RU2592322C1 (en) High-strength concrete
RU2579837C1 (en) High-strength concrete
RU2515261C1 (en) High-strength concrete
RU2573664C1 (en) High-strength concrete
RU2559254C1 (en) High-strength concrete

Legal Events

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

Effective date: 20161230