RU2601885C2 - Способ приготовления укрепляющего раствора - Google Patents
Способ приготовления укрепляющего раствора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601885C2 RU2601885C2 RU2014100573/03A RU2014100573A RU2601885C2 RU 2601885 C2 RU2601885 C2 RU 2601885C2 RU 2014100573/03 A RU2014100573/03 A RU 2014100573/03A RU 2014100573 A RU2014100573 A RU 2014100573A RU 2601885 C2 RU2601885 C2 RU 2601885C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- nano
- strengthening
- mixture
- water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0025—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability obtaining colloidal mortar
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0009—Forming specific nanostructures
- B82B3/0014—Array or network of similar nanostructural elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления грунтовых оснований фундаментов строящихся и восстанавливаемых зданий и сооружений методом инъектирования. Технический результат заключается в обеспечении возможности увеличения подвижности укрепляющего раствора и, соответственно, объема пространства, заполняемого таким раствором через грунтовые разрывы. Способ приготовления укрепляющего раствора включает перемешивание портландцемента, воды, введение нанодобавки и обработку раствора. В качестве нанодобавки используют смесь нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности. В воду вводят указанную нанодобавку до получения коллоидного раствора заданной концентрации, который механически перемешивают и дополнительно обрабатывают ультразвуком. Далее полученный коллоидный водный раствор перемешивают с требуемым количеством воды затворения, а затем - с портландцементом. Для существенного увеличения подвижности укрепляющего раствора целесообразно использовать коллоидный водный раствор смеси нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности, с концентрацией порядка 20÷35 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления грунтовых оснований фундаментов строящихся или восстанавливаемых зданий и сооружений методом инъектирования.
Известен способ получения укрепляющего тампонажного цементного раствора (варианты) (Патент РФ №2396301, МПК C09K 8/467, C04B 40/00, опубл. 10.08.2010 г. - прототип), включающий перемешивание портландцемента, воды, нанодобавки и обработку раствора высокоградиентным магнитным полем.
Недостатком способа-прототипа является недостаточное обеспечение подвижности раствора, что сокращает объем пространства грунтовых разрывов, заполняемых раствором.
Технической задачей, решаемой изобретением, является обеспечение возможности увеличения подвижности раствора и, соответственно, объема пространства, заполняемого раствором через грунтовые разрывы.
Техническая задача решается следующим образом. В способе приготовления укрепляющего раствора, включающем перемешивание портландцемента, воды, введение нанодобавки и обработку раствора, в качестве нанодобавки используют смесь нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности, в воду вводят указанную нанодобавку до получения коллоидного раствора заданной концентрации, который механически перемешивают и дополнительно обрабатывают ультразвуком, далее полученный коллоидный водный раствор перемешивают с требуемым количеством воды затворения, а затем - с портландцементом. Для увеличения подвижности укрепляющего раствора целесообразно использовать коллоидный водный раствор с концентрацией смеси нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности, порядка 20÷35 мас.%.
Смесь нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности получают путем испарения исходного материала электронным пучком и последующей конденсации этих частиц для получения их смеси (Патент РФ №2067077, МПК C01B 33/18, опубл. 29.09.1996 г.). Порошковая смесь выпускается под товарным знаком «Таркосил» (Свидетельство о регистрации товарного знака №480351 от 04.04.2011 г., опубл. 12.03.2013 г.).
В зависимости от свойств укрепляемого грунта выбирают количественное соотношение компонентов укрепляющего раствора, концентрацию смеси нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности, например в диапазоне 50÷150 м2/г, в получаемом коллоидном растворе.
Введение и диспергирование смеси наноразмерных частиц проводилось путем комбинированного механического вибрационно-импульсного воздействия в диапазоне низких и средних частот с дополнительным ультразвуковым воздействием для разрушения крупных агломератов частиц. Достоверность результатов основана на их повторяемости и усредненных статистических оценках по n≥10 измерениям на каждом режиме.
При этом эксперименты по изучению зависимости динамической вязкости коллоидных растворов от концентрации и удельной поверхности указанной смеси нанодисперсных частиц показали, что при использовании смеси нанодисперсных частиц двуокиси кремния с размерами 25÷50 нм и более и соответствующей удельной поверхностью динамическая вязкость дисперсии существенно уменьшается и, следовательно, обеспечивается достаточная подвижность укрепляющего раствора. В то же время этот эффект имеет четкие границы. Так, при использовании коллоидных растворов нанодисперсных частиц размерами свыше 70÷75 нм (удельной поверхностью менее 35÷40 м2/г) подвижность укрепляющего раствора не увеличивается. При этом использование коллоидного водного раствора смеси нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности с концентрацией менее 20 мас.% не приводит к необходимому увеличению подвижности укрепляющего раствора, а более 35 мас.% - не оказывает влияния на показатель исследуемого свойства укрепляющего раствора.
Таким образом, определен практический диапазон изменения концентрации указанной нанодисперсной фазы в укрепляющих растворах. Увеличение подвижности укрепляющего раствора при укреплении конкретных видов грунтов обусловлено тем, что частицы нанодобавки обладают поверхностно-активными свойствами и адсорбируются на цементных зернах, участвуя таким образом в образовании пространственных коагуляционных микроструктур. Анализ результатов экспериментов показывает, что нанодисперсные частицы ориентируются так, что гидроксильные полярные группы обращены к гидратирующейся поверхности цементного зерна, а углеводородные радикалы - к воде. Тем самым облегчается взаимное перемещение компонентов укрепляющего раствора, что приводит к увеличению его подвижности.
В способе приготовления укрепляющего раствора в качестве нанодобавки используют смесь нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности. В воду вводят указанную нанодобавку до получения коллоидного раствора заданной концентрации, который механически перемешивают и дополнительно обрабатывают ультразвуком. Полученный коллоидный водный раствор перемешивают с требуемым количеством воды затворения, а затем - с портландцементом. Для существенного увеличения подвижности укрепляющего раствора целесообразно использовать коллоидный водный раствор с концентрацией смеси нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности, порядка 20÷35 мас.%.
Сравнительные эксперименты показали, что предложенный способ приготовления укрепляющего раствора увеличивает подвижность такого раствора (см. пример в табл.).
| Таблица | |||
| Изменение свойств растворов с нанодисперсными добавками | |||
| Показатель | Ед. изм. | До введения нанодобавки | После введения нанодобавки |
| Подвижность раствора по расплыву конуса |
мм | 130 | 165 |
| Сохранение подвижности раствора через: | мм | ||
| 0,5 часа | 135 | 165 | |
| 1 час | 135 | 150 | |
| 2 часа | 130 | 145 | |
| 3 часа | 115 | 140 | |
| 4 часа | 110 | 135 | |
Из таблицы видно, что предлагаемый способ приготовления укрепляющего раствора обеспечивает существенное увеличение подвижности раствора, и, соответственно, объема пространства, заполняемого таким раствором через фунтовые разрывы.
Claims (2)
1. Способ приготовления укрепляющего раствора, включающий перемешивание портландцемента, воды, введение нанодобавки и обработку раствора, отличающийся тем, что в качестве нанодобавки используют смесь нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности, в воду вводят указанную нанодобавку до получения коллоидного раствора заданной концентрации, который механически перемешивают и дополнительно обрабатывают ультразвуком, далее полученный коллоидный водный раствор перемешивают с требуемым количеством воды затворения, а затем - с портландцементом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют коллоидный водный раствор смеси нанодисперсных частиц двуокиси кремния разной удельной поверхности, с концентрацией 20÷35 мас.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014100573/03A RU2601885C2 (ru) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Способ приготовления укрепляющего раствора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014100573/03A RU2601885C2 (ru) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Способ приготовления укрепляющего раствора |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014100573A RU2014100573A (ru) | 2015-07-20 |
| RU2601885C2 true RU2601885C2 (ru) | 2016-11-10 |
Family
ID=53611365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014100573/03A RU2601885C2 (ru) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Способ приготовления укрепляющего раствора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2601885C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2067077C1 (ru) * | 1994-01-26 | 1996-09-27 | Бардаханов Сергей Прокопьевич | Способ получения ультрадисперсной двуокиси кремния, устройство для его осуществления и ультрадисперсная двуокись кремния |
| CN101318796A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-12-10 | 浙江中联建设集团有限公司 | 纳米添加剂改性高强墙体自保温材料及其制备方法 |
| RU2396301C1 (ru) * | 2009-04-15 | 2010-08-10 | Александр Яковлевич Хавкин | Способ получения тампонажного цементного раствора (варианты) |
| 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 |
| RU2489381C2 (ru) * | 2011-06-20 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты) |
-
2014
- 2014-01-09 RU RU2014100573/03A patent/RU2601885C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2067077C1 (ru) * | 1994-01-26 | 1996-09-27 | Бардаханов Сергей Прокопьевич | Способ получения ультрадисперсной двуокиси кремния, устройство для его осуществления и ультрадисперсная двуокись кремния |
| CN101318796A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-12-10 | 浙江中联建设集团有限公司 | 纳米添加剂改性高强墙体自保温材料及其制备方法 |
| RU2396301C1 (ru) * | 2009-04-15 | 2010-08-10 | Александр Яковлевич Хавкин | Способ получения тампонажного цементного раствора (варианты) |
| 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 |
| RU2489381C2 (ru) * | 2011-06-20 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014100573A (ru) | 2015-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nicoleau et al. | Oriented aggregation of calcium silicate hydrate platelets by the use of comb-like copolymers | |
| Rodriguez-Navarro et al. | Nanostructure and irreversible colloidal behavior of Ca (OH) 2: implications in cultural heritage conservation | |
| US10113107B2 (en) | Method for preparing self-suspending fracturing proppant | |
| Fukui et al. | Bio-inspired nanoreactor based on a miniemulsion system to create organic–inorganic hybrid nanoparticles and nanofilms | |
| Li et al. | Investigation of oxygen vacancy and photoluminescence in calcium tungstate nanophosphors with different particle sizes | |
| Xu et al. | Tricalcium silicate/graphene oxide bone cement with photothermal properties for tumor ablation | |
| Tyagi | An experimental investigation of self-curing concrete incorporated with polyethylene glycol as self-curing agent | |
| Krämer et al. | Pozzolanic hardened three-phase-foams | |
| Gupta et al. | Molecular architecture requirements for polymer-grafted lignin superplasticizers | |
| CN104003642B (zh) | 一种混凝土外加剂及其应用 | |
| Yang et al. | Conservation of bone relics using hydroxyapatite as protective material | |
| Refaei et al. | Sandy soil improvement through biopolymer assisted EICP | |
| Li et al. | A tough self-assembled natural oligomer hydrogel based on nano-size vesicle cohesion | |
| RU2601885C2 (ru) | Способ приготовления укрепляющего раствора | |
| Masi et al. | Air lime mortar consolidation by nanolimes and ammonium phosphate: compatibility, effectiveness and durability | |
| Liu et al. | Rod–plate interactions in sepiolite–LAPONITE® gels: microstructure, surface chemistry and rheology | |
| RU2436749C2 (ru) | Нанокомпозитный материал на основе минеральных вяжущих | |
| JP2015511925A5 (ru) | ||
| Hadi et al. | Compaction and strength properties of road subbase infused with a latex copolymer | |
| WO2019088289A1 (ja) | 自己支持性を有するハイドロゲル及びその製造方法 | |
| Abdullaev et al. | Surface Characteristics of Nanosized Bentonite Suspensions as a Modifying Component of Cement Composites | |
| Gong et al. | Properties of surfactants on high salt-affected sandy land in enhanced sand fixation: salt tolerance, adsorption isotherms and ecological effect | |
| Wang et al. | Double emulsion droplets as microreactors for synthesis of magnetic macroporous polymer beads | |
| Timmons et al. | Dispersing nano-and micro-sized portlandite particulates via electrosteric exclusion at short screening lengths | |
| EP3152179A1 (de) | Zusammensetzung auf basis von calciumsilikat-hydrat |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170110 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20171004 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190110 |