RU2667180C1 - Method of preparing concrete mixture - Google Patents

Method of preparing concrete mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2667180C1
RU2667180C1 RU2017129482A RU2017129482A RU2667180C1 RU 2667180 C1 RU2667180 C1 RU 2667180C1 RU 2017129482 A RU2017129482 A RU 2017129482A RU 2017129482 A RU2017129482 A RU 2017129482A RU 2667180 C1 RU2667180 C1 RU 2667180C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
concrete mixture
construction
electromagnetic field
field
Prior art date
Application number
RU2017129482A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тимур Рустамович Дебердеев
Руслан Абдирашитович Ибрагимов
Рустам Якубович Дебердеев
Владимир Викторович Лексин
Евгений Валерьевич Королев
Original Assignee
Тимур Рустамович Дебердеев
Руслан Абдирашитович Ибрагимов
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 Тимур Рустамович Дебердеев, Руслан Абдирашитович Ибрагимов filed Critical Тимур Рустамович Дебердеев
Priority to RU2017129482A priority Critical patent/RU2667180C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2667180C1 publication Critical patent/RU2667180C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0003Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability making use of electric or wave energy or particle radiation
    • C04B40/001Electromagnetic waves
    • C04B40/0014Microwaves

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to the field of construction, namely to methods for preparing a concrete mixture and mortar, concrete and structures and can be used in the technology of production of products and structures in prefabricated housing construction and in monolithic construction. Method of preparation of a concrete mixture includes the treatment of a solid cement binder with a vortex layer of anisotropic ferromagnetic bodies in a nonmagnetic vessel located in an apparatus with an external electromagnetic field. Binder together with the carbon nanotubes and the superplasticizer in the form of a powder are fed through a rotating screw through the inner cavity of the non-magnetic continuous tube to the zone of rotating anisotropic ferromagnetic bodies with a diameter of 1.2 mm and a length of 5–10 mm, having an energy saturation of the working zone of at least 100 kW/m, the motion of which is provided by the apparatus with an external electromagnetic field.EFFECT: technical result is an increase in the mobility of the concrete mixture, increase in the early and vintage strength of concrete products for compression.1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам приготовления бетонных и растворных смесей, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.The invention relates to the field of construction, and in particular to methods of preparing concrete and mortar mixtures, and can be used in the technology of production of products and structures in prefabricated housing construction and in monolithic construction.

Известен способ приготовления бетонной смеси, в котором 50% расчетного количества цемента перемешивают с водой затворения, содержащей 50% расчетного количества суперпластификатора на основе эфира поликарбоксилата - REMICRETE SP11 - и одностенные углеродные нанотрубки TUBALL, подвергают механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2-3 мин с последующим перемешиванием оставшейся части цемента, заполнителя и оставшейся части суперпластификатора - REMICRETE SP11 - в бетоносмесителе в течение не менее 5 минут. Технический результат - повышение подвижности и сохраняемости бетонной смеси, повышение марочной прочности бетона (RU 2608830 C1, опубл. 25.01.2017, бюл. № 3).A known method of preparing a concrete mixture in which 50% of the estimated amount of cement is mixed with mixing water containing 50% of the estimated amount of superplasticizer based on polycarboxylate ether - REMICRETE SP11 - and TUBALL single-walled carbon nanotubes is subjected to mechanochemical activation in a rotary pulsation apparatus with the number of revolutions of the working rotor body 5000 rpm for 2-3 minutes, followed by mixing the remaining part of the cement, aggregate and the rest of the superplasticizer - REMICRETE SP11 - in the concrete mixer for e is not less than 5 minutes. The technical result is an increase in the mobility and preservation of the concrete mix, an increase in the brand strength of concrete (RU 2608830 C1, publ. 01.25.2017, bull. No. 3).

Недостатком данного изобретения является невысокая прочность получаемого бетона, сложность оборудования, а также техническая сложность процесса приготовления бетонной смеси.The disadvantage of this invention is the low strength of the resulting concrete, the complexity of the equipment, as well as the technical complexity of the process of preparing the concrete mixture.

Известен способ активации вяжущего материала (цемента, извести, гипса) строительных изделий, включающий получение цементно-воздушной смеси в камере распыления, подачу ее в камеру заряжения, где осуществляется монополярная ионизация и встряхивание. Камеру выполняют из диэлектрика, оборудуют вертикально установленными коаксиальными электродами, осуществляющими встряхивание электромагнитным полем. Спиральные электроды обеспечивают ионизацию, а электроды в центре создают переменное электромагнитное поле, усиливающее встряхивание и перемешивание ионизированной воздушно-цементной смеси благодаря вихревым токам, а также за счет вибраций электродов, обусловленных их электромагнитным взаимодействием (RU 2366510 B02C 19/18, C04B 40/00 опубл. 10.09.2009, бюл. № 25).A known method of activation of a binder material (cement, lime, gypsum) of building products, including obtaining a cement-air mixture in the spray chamber, feeding it into the charging chamber, where monopolar ionization and shaking is carried out. The camera is made of a dielectric, equipped with vertically mounted coaxial electrodes, shaking the electromagnetic field. Spiral electrodes provide ionization, and the electrodes in the center create an alternating electromagnetic field that enhances the shaking and mixing of the ionized air-cement mixture due to eddy currents, as well as due to vibration of the electrodes due to their electromagnetic interaction (RU 2366510 B02C 19/18, C04B 40/00 published on September 10, 2009, Bulletin No. 25).

Недостатком данного изобретения является невысокая прочность получаемого тяжелого бетона, низкая удельная поверхность цемента, сложность процесса активации цемента, сложность поддержания стабильного технологического процесса.The disadvantage of this invention is the low strength of the obtained heavy concrete, low specific surface area of the cement, the complexity of the process of activation of cement, the difficulty of maintaining a stable technological process.

Прототипом данного изобретения является огнеупорная бетонная смесь и способ изготовления из нее бетона, который заключается в том, что часть компонентов смеси в сухом виде, состоящую из высокоглиноземистого цемента, порошкового муллита фракцией 50-100 мкм, наночастиц диоксида кремния и/или модифицированного оксида алюминия, предварительно обрабатывают вращающимся электромагнитным полем в аппарате с вихревым слоем в герметичной капсуле в течение 100-140 секунд, при соотношении обрабатываемых компонентов смеси и ферромагнитных частиц (2-4):1, затем добавляют остальные компоненты и затворяют смесь водой. Герметичная капсула выполнена из немагнитного твердосплавного материала. Напряженность магнитного поля аппарата с вихревым слоем составляет 0,18-0,22 Тл (RU 2530137, C04B 35/66, C04B 28/06, C04B 35/626, опубл. 10.10.2014, бюл. № 28).The prototype of this invention is a refractory concrete mixture and a method of manufacturing concrete from it, which consists in the fact that part of the components of the mixture in dry form, consisting of high alumina cement, mullite powder fraction of 50-100 microns, silicon dioxide nanoparticles and / or modified alumina, pre-treated with a rotating electromagnetic field in a device with a vortex layer in a sealed capsule for 100-140 seconds, with the ratio of the processed components of the mixture and ferromagnetic particles (2-4): 1, ATEM remaining components are added and the mixture was shuts water. The sealed capsule is made of non-magnetic carbide material. The magnetic field strength of the apparatus with a vortex layer is 0.18-0.22 T (RU 2530137, C04B 35/66, C04B 28/06, C04B 35/626, publ. 10.10.2014, bull. No. 28).

Недостатком данного изобретения является невысокая ранняя и марочная прочность получаемого бетона.The disadvantage of this invention is the low early and grade strength of the resulting concrete.

Задача настоящего изобретения – повышение подвижности бетонной смеси, повышение ранней и марочной прочности бетонных изделий на сжатие.The objective of the present invention is to increase the mobility of the concrete mixture, increase the early and grade strength of concrete products in compression.

Результат достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем предварительную активацию вяжущего совместно с углеродными нанотрубками и с суперпластификатором в форме порошка, цементное вяжущее посредством вращающегося шнека подают по внутренней полости немагнитной непрерывной трубы в зону вращающихся анизотропных ферромагнитных тел диаметром 1,2 мм и длиной 5-10 мм, имеющих энергонасыщенность рабочей зоны не менее 100 кВт/м3, движение которых обеспечивает аппарат с наружным электромагнитным полем, далее активированное вяжущее перемешивают с крупным и мелким заполнителем, затворяют водой и дополнительно перемешивают в бетоносмесителе в течение не менее 5 мин.The result is achieved in that in a method for preparing a concrete mixture, including preliminary activation of a binder together with carbon nanotubes and with a superplasticizer in the form of a powder, a cement binder is fed through a rotating screw through an internal cavity of a non-magnetic continuous pipe into a zone of rotating anisotropic ferromagnetic bodies with a diameter of 1.2 mm and 5-10 mm length having energy saturation working area of at least 100 kW / m 3, the movement of which provides a device with an outer electromagnetic field, hereinafter aktivirova Noe binder is mixed with large and small filler shut water and the mixer is further stirred for at least 5 min.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.

Для приготовления бетонной смеси производственного состава использовали цемент М400 ПЦ Д20 Ульяновского завода, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 31108-2003, песок Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93 и ГОСТ 8735-88 и щебень Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТов для бетонов, при следующем соотношении (масс. ч.): цемент : песок : щебень = 1:1,13:2,68. Расход цемента на 1 м3 бетона составил 490 кг.For the preparation of the concrete mix of the production composition, M400 PC D20 cement of the Ulyanovsk plant was used, which meets the requirements of GOST 31108-2003, sand of the Kama-Ustinsky field, which meets the requirements of GOST 8736-93 and GOST 8735-88, and crushed stone of the Kamsko-Ustyinsky field, which meets the requirements of GOST for concrete , in the following ratio (mass hours): cement: sand: gravel = 1: 1.13: 2.68. Consumption of cement per 1 m 3 of concrete amounted to 490 kg.

Активацию цемента совместно с углеродными нанотрубками и суперпластификатором проводили в аппарате вихревого слоя в течение 5-8 мин с использованием в качестве ферромагнитных частиц металлических волокон в виде цилиндров диаметром 1,2 мм и длиной 5-10 мм. При этом энергонасыщенность рабочей зоны аппарата составила не менее 100 кВт/м3.The activation of cement together with carbon nanotubes and a superplasticizer was carried out in the vortex layer apparatus for 5-8 minutes using metal fibers as cylinders with a diameter of 1.2 mm and a length of 5-10 mm as ferromagnetic particles. Moreover, the energy saturation of the working area of the apparatus was not less than 100 kW / m 3 .

В качестве суперпластификатора использовали добавку С-3 в форме порошка, выпускаемую по ТУ 5745-001-97474489-2007 в количестве 1,0-1,5 % от массы цемента.As a superplasticizer used additive C-3 in the form of a powder, manufactured according to TU 5745-001-97474489-2007 in an amount of 1.0-1.5% by weight of cement.

В качестве углеродных нанотрубок использовали одностенные углеродные нанотрубки TUBALL компании OCSIAL в количестве 0.0005% от массы цемента, соответствующие требованиям ТУ 2166-001- 91735575-2014.OCSIAL TUBALL single-walled carbon nanotubes in the amount of 0.0005% by weight of cement, meeting the requirements of TU 2166-001-91735575-2014, were used as carbon nanotubes.

Активированный цемент перемешивали с крупным и мелким заполнителем, затворяли водой и дополнительно перемешивали в бетоносмесителе в течение не менее 5 мин. Activated cement was mixed with coarse and fine aggregate, closed with water and further mixed in a concrete mixer for at least 5 minutes.

Из бетонных смесей изготавливались образцы – кубы с размерами 10×10×10. Через 1 и 28 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 10180-2012. Удельную поверхность исходного, активированного и полученного по прототипу цемента определяли на приборе ПСХ-9.Samples — cubes with sizes of 10 × 10 × 10 — were made from concrete mixtures. After 1 and 28 days of normal hardening, the samples were subjected to mechanical tests. The strength of the samples was determined in accordance with GOST 10180-2012. The specific surface area of the initial, activated and prototype cement was determined on a PSX-9 device.

Результаты физико-механических испытаний образцов приведены в таблице 1. The results of physical and mechanical tests of the samples are shown in table 1.

Таблица 1Table 1


п/п
No.
p / p
Время активации, сек.Activation time, sec. В/ЦW / C ОК,
см
OK,
cm
Сред. плот.
бетона
кг/м3
Wednesday raft.
concrete
kg / m 3
Прочность при сжатии в возрасте 1 сут., МПаCompressive strength at the age of 1 day., MPa Прочность при сжатии в возрасте 28 сут., МПаCompressive strength at the age of 28 days, MPa
1one -- 0.370.37 99 24852485 7,2
100%
7.2
one hundred%
45,4
100%
45.4
one hundred%
22 300300 0.370.37 2222 24902490 24,86
345%
24.86
345%
73,4
162%
73,4
162%
33 480480 0,370.37 20twenty 24952495 26,726.7
371%371%
74,974.9
165%165%
4
(прототип)
four
(prototype)
100one hundred 0,370.37 1010 24852485 12,4
172%
12,4
172%
54,9
121%
54.9
121%

Примечание*: над чертой приведено среднее значение показателя; под чертой – относительное значение показателя в % от прототипа.Note *: above the line is the average value of the indicator; below the line is the relative value of the indicator in% of the prototype.

Из данных табл. 1 видно, что бетон, полученный на основе активированного цемента, позволяет получить прочность на сжатие тяжелого бетона в 2,0-2,2 раза выше в первые сутки твердения, и на 34-36 % выше в марочном возрасте по сравнению с тяжелым бетоном, полученным по прототипу. При этом подвижность бетонной смеси по предлагаемому способу возрастает на 10-12 см, измеряемая осадкой стандартного конуса по ГОСТ10181-2014.From the data table. 1 it can be seen that the concrete obtained on the basis of activated cement allows to obtain compressive strength of heavy concrete 2.0-2.2 times higher in the first day of hardening, and 34-36% higher at grade age compared to heavy concrete, obtained by the prototype. In this case, the mobility of the concrete mixture according to the proposed method increases by 10-12 cm, as measured by the draft of a standard cone according to GOST10181-2014.

Claims (1)

Способ приготовления бетонной смеси, включающий обработку твердого цементного вяжущего вихревым слоем анизотропных ферромагнитных тел в немагнитной емкости, расположенной в аппарате с наружным электромагнитным полем, отличающийся тем, что вяжущее совместно с углеродными нанотрубками и суперпластификатором в форме порошка посредством вращающегося шнека подают по внутренней полости немагнитной непрерывной трубы в зону вращающихся анизотропных ферромагнитных тел диаметром 1,2 мм и длиной 5-10 мм, имеющих энергонасыщенность рабочей зоны не менее 100 кВт/м3, движение которых обеспечивает аппарат с наружным электромагнитным полем. A method of preparing a concrete mixture, comprising treating a solid cement binder with a vortex layer of anisotropic ferromagnetic bodies in a non-magnetic container located in an apparatus with an external electromagnetic field, characterized in that the binder together with carbon nanotubes and a superplasticizer in the form of a powder is fed through a non-magnetic continuous cavity through the internal cavity pipes into the zone of rotating anisotropic ferromagnetic bodies with a diameter of 1.2 mm and a length of 5-10 mm, having an energy saturation of the working zones not less than 100 kW / m 3, the movement of which provides a device with an outer electromagnetic field.
RU2017129482A 2017-08-18 2017-08-18 Method of preparing concrete mixture RU2667180C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129482A RU2667180C1 (en) 2017-08-18 2017-08-18 Method of preparing concrete mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129482A RU2667180C1 (en) 2017-08-18 2017-08-18 Method of preparing concrete mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2667180C1 true RU2667180C1 (en) 2018-09-17

Family

ID=63580211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017129482A RU2667180C1 (en) 2017-08-18 2017-08-18 Method of preparing concrete mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2667180C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794590C1 (en) * 2022-07-21 2023-04-21 Государственное автономное образовательное учреждение Астраханской области высшего образования Астраханский Государственный Архитектурно-Строительный Университет Method of preparing concrete mixture

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1620310A1 (en) * 1988-06-30 1991-01-15 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова Apparatus for activating cement with electric field in oxygen medium
JPH11138173A (en) * 1997-11-11 1999-05-25 Tadashi Mochizai Activation method of water and device therefore
RU2303021C1 (en) * 2005-11-28 2007-07-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Эколит" Cellular concrete mix and method of preparation of such mix
RU2508273C1 (en) * 2012-12-07 2014-02-27 Станислав Михайлович Юровский Method for production of concrete mixture based on activated water of tempering
RU2530137C2 (en) * 2012-09-27 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Fire-resistant concrete mixture and method of making concrete from said mixture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1620310A1 (en) * 1988-06-30 1991-01-15 Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова Apparatus for activating cement with electric field in oxygen medium
JPH11138173A (en) * 1997-11-11 1999-05-25 Tadashi Mochizai Activation method of water and device therefore
RU2303021C1 (en) * 2005-11-28 2007-07-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Эколит" Cellular concrete mix and method of preparation of such mix
RU2530137C2 (en) * 2012-09-27 2014-10-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Fire-resistant concrete mixture and method of making concrete from said mixture
RU2508273C1 (en) * 2012-12-07 2014-02-27 Станислав Михайлович Юровский Method for production of concrete mixture based on activated water of tempering

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794590C1 (en) * 2022-07-21 2023-04-21 Государственное автономное образовательное учреждение Астраханской области высшего образования Астраханский Государственный Архитектурно-Строительный Университет Method of preparing concrete mixture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tan et al. Preparation for micro-lithium slag via wet grinding and its application as accelerator in Portland cement
JP3272360B2 (en) Manufacturing method of cement
Lukutsova et al. Highly-dispersed wollastonite-based additive and its effect on fine concrete strength
JP2015517448A (en) Grinding additives for inorganic binders
RU2371402C2 (en) Method of producing cement with mineral additive
SE537091C2 (en) Process for Manufacturing Supplementary Cement Materials (SCMs)
RU2688708C1 (en) Method of preparing concrete mixture
RU2695727C2 (en) Cement composition and method of producing cured cement article using said composition
RU2382004C2 (en) Organic mineral modifier for concrete mixtures and construction mortars and method of its production
Zhao et al. Characteristics and mechanism of modified triethanolamine as cement grinding aids
EA019884B1 (en) Composition for producing construction materials
RU2667180C1 (en) Method of preparing concrete mixture
RU2667756C1 (en) Method of gypsum activation
Pimenov Features of the structure formation of a cement stone after hydro-mechanochemical activation of cement
RU2659290C1 (en) Self-consistent concrete production method and concrete mixture
JP2009073698A (en) High-strength concrete composition for centrifugal force molding and its manufacturing method
JP2007254221A (en) Concrete composition for centrifugal casting and its manufacturing method
RU2764610C1 (en) Raw mix for electrically conductive concrete
JP2008162842A (en) High-strength admixture for mortar or concrete
JP4797973B2 (en) High strength centrifugal molding concrete composition and method for producing the same
Huynh et al. Physical-durable performance of concrete incorporating high loss on ignition-fly ash
RU2454381C2 (en) Method of preparing complex concrete organic-mineral modifier
RU2500634C1 (en) Method of producing complex nano-dispersive additive for concrete mixture
RU2667746C1 (en) Method of lime activation
RU2667179C1 (en) Method of preparing concrete mixture

Legal Events

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

Effective date: 20190819