RU2641813C2 - Высокопрочный мелкозернистый бетон - Google Patents

Высокопрочный мелкозернистый бетон Download PDF

Info

Publication number
RU2641813C2
RU2641813C2 RU2016126777A RU2016126777A RU2641813C2 RU 2641813 C2 RU2641813 C2 RU 2641813C2 RU 2016126777 A RU2016126777 A RU 2016126777A RU 2016126777 A RU2016126777 A RU 2016126777A RU 2641813 C2 RU2641813 C2 RU 2641813C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
superplasticizer
water
sand
mixture
concrete
Prior art date
Application number
RU2016126777A
Other languages
English (en)
Inventor
Максим Евгеньевич Скоркин
Геннадий Гаврилович Рябов
Роман Геннадиевич Рябов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
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 образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2016126777A priority Critical patent/RU2641813C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2641813C2 publication Critical patent/RU2641813C2/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • 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
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • 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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • 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
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/32—Superplasticisers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из смеси для модифицированного бетона в гражданском, промышленном и транспортном строительстве Технический результат - получение смеси для модифицированного бетона марки по подвижности П2 с минимальным расходом цемента. Смесь для модифицированного бетона, содержащая портландцемент, песок, золь нанокремнезема, белую сажу, суперпластификатор и воду, отличающаяся тем, что в качестве суперпластификатора взята добавка Линамикс ПК, при следующем соотношении компонентов мас.%: песок 66,3-67,8, портландцемент 22-22,5, вода 5,8-6,1, Линамикс ПК 3,38-3,45, микрокремнезем 0,225-3, золь нанокремнезема 0,084-0,351, белая сажа 0,045-0,158. 4 табл.

Description

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из мелкозернистого бетона в гражданском, промышленном строительстве и транспортном строительстве.
Известен состав бетонной смеси, приведенный, РФ №2358938, МКП8 С04В 28/04. Данный состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: портландцемент 18,0-19,04; глауконитовый песок 68,1-68,9; наполнитель 1,0-2,0; суперпластификатор С-3 0,1-0.2; вода 11,0-11,7.
Наряду с достоинствами данного состава (низкое водопоглощение, 3,1%), имеется недостаток - низкие показатели прочности при изгибе (4,1 МПа) и при сжатии (18,9 МПа).
Известен состав бетонной смеси, приведенный в патенте РФ №2435746, МПК8 С04В 28/04, С04В 111/20. Он включает компоненты: портландцемент марки не ниже М500 150-300; суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира 10-15% от массы цемента в перерасчете на сухое вещество; микрокремнезем 10-15% от массы цемента; кварцевый или полевошпатновый песок 400-550; щебень из плотных горных пород 800-850; молотый кварцевый песок или каменная мука 150-290; очень мелкий кварцевый песок 400-550; вода 140-170.
Наряду с достоинствами (низкий расход цемента на единицу прочности, не более 4,5 кг/МПа), имеются и недостатки - используется щебень из плотных горных пород марки по дробимости 800-1400, который является дефицитным и дорогостоящим.
Наиболее близкий состав бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона приведен в RU 2013155156 А1, 20.06.2015, который имеет следующий состав, мас.%: портландецмент 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%. Заявляемая смесь для модифицированного бетона отличается от известной соотношением компонентов и видом используемого пластификатора. Недостатком данного технического решения является недостаточная удобоукладываемость бетонной смеси, значительный расход цемента, повышенные пористость и водопоглощение.
Задачи изобретения - повысить удобоукладываемость смеси для модифицированного бетона (марку по подвижности) с уменьшением количества цемента и воды, увеличением прочности мелкозернистого бетона с минимальной пористостью и водопоглощением.
Для реализации задачи предлагается смесь для модифицированного бетона, содержащая портландцемент, песок, золь нанокремнезема, микрокремнезем, белую сажу, суперпластификатор и воду, отличающаяся тем, что в качестве суперпластификатора взята добавка Линамикс ПК, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент 22,0-22,5
Песок 66,3-67,8
Золь нанокремнезема 0,084-0,351
Микрокремнезем 0,225-2
Белая сажа 0,045-0,158
Линамикс ПК 3,38-3,45
Вода 5,8-6,1
Составы предлагаемой смеси для модифицированного бетона и прототипа приведены в таблице.
Figure 00000001
Характеристика компонентов смеси для модифицированного бетона
1. Портландцемент общестроительный класса ЦЕМ I 52,5 Н (марки ПЦ 500-Д0-Н), соответствующий ГОСТ 31108-2003. Изготовитель ООО «Тула-цемент», расположенный по адресу: Российская Федерация, Тульская область, Алексинский район, рабочий поселок Новогуровский, ул. Железнодорожная, д. 3. Физические характеристики цемента приведены в таблице 2.
Figure 00000002
2. Природный речной кварцевый песок в качестве заполнителя соответствует ГОСТ 8736-2014 и ГОСТ 26633-2012. Модуль крупности песка Мк=2,65, истинная плотность ρи=2,64 г/м3, насыпная плотность ρи=1,55 г/м3. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов Аэфф в песке составляет 82,3 Бк/кг. Содержание пылевидных и глинистых частиц 1%, глины в комках 0,2%.
3. Добавка Линамикс ПК. Основу добавки составляет смесь на основе полиоксиэтиленовых производных поликарбоновых кислот и полиэтиленгликоля. Добавка «Линамикс ПК» производится ООО «Полипласт Новомосковск», расположенным по адресу: Тульская обл., г. Новомосковск, ул. Комсомольское шоссе, д. 72. Применяемая добавка Линамикс ПК имеет следующие свойства: плотность раствора 1,09 г/см3; концентрация - 15,0%.
4. Микрокремнезем - TR680085008 (ОАО ЧЭМК г. Челябинск). Микрокремнезем - аморфный кремнезем, побочный продукт производства ферросилиция, осаждается в электрофильтрах. Большую часть образуют частички аморфного оксида кремния круглой формы средним размером 0,1 мкм и удельной поверхностью 16-22 м2/г.
5. Золь нанокремнезема производства ООО НПФ «Наносилика» со следующим содержанием аморфного кремнезема SiO2:SiO2 - 22,5%, ρ=1,14 г/см3. Минимальный размер составил 45 нм и средний размер 60 нм.
6. Белая сажа марки БС-50 по ГОСТ 18307-78 с массовой долью оксида кремния SiO2 не менее 76%. Белая сажа представляет собой гидратированный диоксид кремния с химической формулой mSiO2⋅nH2O. Материал обладает очень высокой площадью поверхности, что является основой его высокой пуццолановой активности.
Пример реализации
Дозировали сухие компоненты по массе, тщательно перемешивали, затем вводили раствор добавки и воду и вновь перемешивали до гомогенного состояния, затем определяли удобоукладываемость в соответствии с ГОСТ 10181-2014. После определения удобоукладываемости формовали образцы 100х100х100х мм и уплотняли на виброплощадке.
Твердение образцов происходило в нормальных условиях в ванне с гидравлическим затвором.
В возрасте 28 суток образцы подвергались испытанию на прочности при сжатии, определялась пористость и водопоглощение.
Результаты испытаний приведены в таблице 3,4.
Figure 00000003
Figure 00000004
Анализ результатов испытаний
Предлагаемое техническое решение позволило получить смесь для модифицированного бетона с удобоукладываемостью (марка по подвижности П2 и выше), с минимальным использованием цемента и воды по отношению к прототипу.
1. Оптимальным составом является состав №4, так как он обеспечивает максимальную прочность и имеет наибольшую подвижность.
По результатам сравнения показателей разработанного состава смеси для модифицированного бетона с показателями прототипа установлено следующее.
1. Прочность образцов на сжатие достигла 82,3 МПа.
2. Пористость снизилась до 4,3%.
3. Водопоглощение снизилось до 2,1%.
Такой результат объясняется совокупным действием добавок. Применение микро- и нанокремнеземных добавок совместно с суперпластификатором обеспечивает уплотнение и упрочнение структуры мелкозернистого бетона за счет заполнения пор кремнеземом, а также за счет перевода гидрооксида кальция, в следствие пуццоланических реакций в низкоосновные гидросиликаты.
Использование данных добавок в модифицированном бетоне приводит к следующим эффектам.
1. Добавки микрокремнезема и белой сажи взаимодействуют с гидросиликатом кальция, проявляя пуццоланическй эффект. В полностью гидратированном портландцементе содержание Са(ОН)2 составляет около 20-25% твердого вещества. В результате пуццоланических реакций аморфный кремнезем связывает известь в низкоосновные гидросиликаты кальция. В результате менее плотная фаза Са(ОН)2 замещается более плотной фазой гидросиликатов типа C-S-H. Это приводит к снижению пористости и повышению плотности цементного камня.
2. Добавки микрокремнезема блокируют капиллярные каналы, что снижает водопоглощение и проницаемость бетона.
3. Высокая удельная поверхность микрокремнезема и белой сажи значительно повышает водопотребность бетонной смеси, но введение суперпластификатора Линамикс ПК позволяет нивелировать такой эффект.
Механизм действия суперпластификтора заключается в том, что он относится к поверхностно-активным веществам, поэтому его основное свойство заключается в адсорбции молекул на поверхности частиц цемента и формирующихся новообразований, образуя тончайший слой. При этом сглаживается микрошероховатость частиц, уменьшается коэффициент трения между частицами, а создание одноименного электрического заряда в результате адсорбции суперпластификатора на поверхности частиц твердой фазы исключает возможность их сцепления за счет электростатических сил. Кроме того, суперпластификатор предотвращает агрегацию частиц и высвобождает блокированную воду, которая участвует в дальнейшем увлажнении бетонной смеси.

Claims (2)

  1. Смесь для модифицированного бетона, содержащая портландцемент, песок, золь нанокремнезема, микрокремнезем, белую сажу, суперпластфикатор и воду, отличающаяся тем, что в качестве суперпластификатора взята добавка Линамикс ПК, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
  2. Портландцемент 22,0-22,5 Песок 66,3-67,8 Золь нанокремнезема 0,084-0,3 51 Микрокремнезем 0,225-2 Белая сажа 0,045-0,158 Линамикс ПК 3,38-3,45 Вода 5,8-6,1
RU2016126777A 2016-07-04 2016-07-04 Высокопрочный мелкозернистый бетон RU2641813C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016126777A RU2641813C2 (ru) 2016-07-04 2016-07-04 Высокопрочный мелкозернистый бетон

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016126777A RU2641813C2 (ru) 2016-07-04 2016-07-04 Высокопрочный мелкозернистый бетон

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2641813C2 true RU2641813C2 (ru) 2018-01-22

Family

ID=60998926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016126777A RU2641813C2 (ru) 2016-07-04 2016-07-04 Высокопрочный мелкозернистый бетон

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2641813C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784275C1 (ru) * 2021-12-30 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Бетонная смесь для аддитивного строительного производства

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2392245C1 (ru) * 2008-12-26 2010-06-20 Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" Сухая строительная смесь для приготовления ячеистого бетона
RU2013155156A (ru) * 2013-12-11 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Наномодифицированный бетон и способ его получения

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2392245C1 (ru) * 2008-12-26 2010-06-20 Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" Сухая строительная смесь для приготовления ячеистого бетона
RU2013155156A (ru) * 2013-12-11 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Наномодифицированный бетон и способ его получения

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784275C1 (ru) * 2021-12-30 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Бетонная смесь для аддитивного строительного производства

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Engineered Cementitious Composites (ECC) with limestone calcined clay cement (LC3)
Gonzalez-Corominas et al. Properties of high performance concrete made with recycled fine ceramic and coarse mixed aggregates
Nazari et al. The effects of ZnO2 nanoparticles on strength assessments and water permeability of concrete in different curing media
RU2439020C2 (ru) Бетонная смесь
RU2649996C1 (ru) Мелкозернистая бетонная смесь
JP4862001B2 (ja) 超高強度高耐久性セルフレベリング材及び超高強度高耐久性セルフレベリング材硬化体
Arabani et al. Use of nanoclay for improvement the microstructure and mechanical properties of soil stabilized by cement
Ferreira et al. Evaluation of the physical-mechanical properties of cement-lime based masonry mortars produced with mixed recycled aggregates
RU2625410C1 (ru) Высокопрочный мелкозернистый бетон на основе композиционного вяжущего с использованием техногенного сырья
JP2011195364A (ja) コンクリート組成物およびコンクリート硬化体
RU2435746C2 (ru) Бетонная смесь
Udhayan et al. Experimental Study of Self compacting self curing concrete
Rahman et al. Fresh, mechanical, and microstructural properties of lithium slag concretes
RU2641813C2 (ru) Высокопрочный мелкозернистый бетон
JP2015009993A (ja) 高強度モルタル組成物の製造方法
Sverguzova et al. Using ferruginous quartzite tailings in dry building mixes
RU2525565C1 (ru) Бетонная смесь
KR102350627B1 (ko) 조기강도 향상 및 침하방지를 위한 경량기포 콘크리트 조성물 및 이의 시공 방법
CN110885204B (zh) 长寿命混凝土制品用抗裂增强材料及其制备方法和应用
Aljoumaily et al. The effect of blast furnace slag on foam concrete in terms of compressive strength
KR20190046455A (ko) 조기강도 발현성능이 우수한 고성능 콘크리트 조성물
Patel et al. Enhancement of concrete properties by replacing cement and fine aggregate with ceramic powder
KR20210039850A (ko) 나노복합물 및 그 제조방법
Naganathan et al. Use of recycled concrete aggregate in controlled low-strength material (CLSM)
RU2616964C1 (ru) Высокопрочный бетон

Legal Events

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

Effective date: 20180705