RU2724631C1 - Fiber-concrete mixture for centrifuged concrete - Google Patents
Fiber-concrete mixture for centrifuged concrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724631C1 RU2724631C1 RU2020108298A RU2020108298A RU2724631C1 RU 2724631 C1 RU2724631 C1 RU 2724631C1 RU 2020108298 A RU2020108298 A RU 2020108298A RU 2020108298 A RU2020108298 A RU 2020108298A RU 2724631 C1 RU2724631 C1 RU 2724631C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- fiber
- centrifuged
- mixture
- granite
- 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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к составам бетонных смесей для изготовления центрифугированных железобетонных изделий кольцевого сечения, применяемых на предприятиях по производству сборного железобетона. The invention relates to compositions of concrete mixtures for the manufacture of centrifuged reinforced concrete products of annular cross section, used in enterprises for the production of precast concrete.
Известна фибробетонная смесь для получения центрифугированного бетона (см. RU 242333 C1, C04B 28/04, C04B 111/20, опубл. 10.07.2011), содержащая портландцемент, базальтовое волокно, пластификатор, песок и воду, а также в качестве химической добавки суперпластификатор С-3 или гиперпластификатор Melflux 2651F. В состав фибробетонной смеси входит, масс. %:Known fiber-reinforced concrete mixture for the production of centrifuged concrete (see RU 242333 C1, C04B 28/04, C04B 111/20, publ. 07/10/2011) containing Portland cement, basalt fiber, plasticizer, sand and water, and also as a chemical additive superplasticizer C-3 or Melflux 2651F hyperplasticizer. The composition of the fiber concrete mix includes, mass. %:
- песок кварцевый фракционированный 55–60;- fractionated quartz sand 55–60;
- портландцемент 25–30;- Portland cement 25-30;
- микрокремнезем 3–4;- silica fume 3-4;
- добавка супер- или гиперпластификатора в дозировке 0,3–0,9;- the addition of super- or hyperplasticizer in a dosage of 0.3-0.9;
- базальтовое волокно (фибра) 1,5–2,0.- basalt fiber (fiber) 1.5–2.0.
Наиболее близким техническим решением является состав бетонной смеси, подобранный на основе расчетно-экспериментального метода (Ахвердов И.Н. Железобетонные напорные центрифугированные трубы. – М., 1967, Стройиздат. 165 с.)., содержащий следующие компоненты, масс. %:The closest technical solution is the composition of the concrete mixture, selected on the basis of the calculation and experimental method (Akhverdov I.N. Reinforced concrete pressure centrifuged pipes. - M., 1967, Stroyizdat. 165 S.). Containing the following components, mass. %:
Гранитный щебень – 38 – 42;Granite crushed stone - 38 - 42;
Песок кварцевый фракционированный – 30 – 32;Sand quartz fractioned - 30 - 32;
Портландцемент – 16 – 20;Portland cement - 16 - 20;
Вода – 8 – 10.Water - 8 - 10.
Наиболее существенным недостатком известной бетонной смеси является применение гранитного крупного заполнителя фракции 10-20 мм, так как в этом случае происходит разделение бетонной смеси на зоны по крупности зерен. Крупнозернистый конгломерат с большей массой перемещается к внешней поверхности изделия, а с меньшей массой соответственно ближе к внутренней, что приводит к неоднородности центрифугированных железобетонных изделий кольцевого сечения по прочности. The most significant drawback of the known concrete mixture is the use of granite coarse aggregate fractions of 10-20 mm, since in this case the concrete mixture is divided into zones according to grain size. A coarse-grained conglomerate with a larger mass moves to the outer surface of the product, and with a smaller mass, respectively closer to the inner one, which leads to heterogeneity of the centrifuged reinforced concrete products of the ring section in strength.
Задачей предлагаемого изобретения является получение центрифугированного бетона с более высокой однородностью и повышенным пределом прочности на растяжение при изгибе на основе разработанного состава фибробетонной смеси.The task of the invention is to obtain centrifuged concrete with higher uniformity and increased tensile strength in bending based on the developed composition of the fiber-reinforced concrete mixture.
Сущность изобретения заключается в том, что фибробетонная смесь для центрифугированного бетона, включающая два вида крупного заполнителя одной фракции 5-10 мм – гранитного щебня и керамзитового гравия, песок кварцевый фракционированный, портландцемент, базальтовое волокно, металлическое волокно и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %:The essence of the invention lies in the fact that the fiber-reinforced concrete mixture for centrifuged concrete, including two types of coarse aggregate of one fraction of 5-10 mm - granite crushed stone and expanded clay gravel, fractionated quartz sand, Portland cement, basalt fiber, metal fiber and water in the following ratio of components, masses . %:
Гранитный щебень – 28 – 38;Granite crushed stone - 28 - 38;
Керамзитовый гравий – 8 – 13;Expanded clay gravel - 8 - 13;
Песок кварцевый фракционированный – 12 – 18;Sand quartz fractioned - 12 - 18;
Портландцемент – 20 – 25;Portland cement - 20 - 25;
Базальтовое волокно (фибра) – 1 – 2;Basalt fiber (fiber) - 1 - 2;
Металлическое волокно (фибра) – 3 – 5;Metal fiber (fiber) - 3 - 5;
Вода – 9 – 18.Water - 9 - 18.
Технический результат получаем за счет введения в состав бетонной смеси двух видов крупного заполнителя (гранитного щебня и керамзитового гравия) одной фракции 5-10 мм, что позволяет снизить неоднородность центрифугированных железобетонных изделий кольцевого сечения по толщине стенки.The technical result is obtained by introducing into the concrete mix two types of coarse aggregate (granite crushed stone and expanded clay gravel) of one fraction of 5-10 mm, which reduces the heterogeneity of centrifuged reinforced concrete products of a circular cross section along the wall thickness.
Легкий заполнитель из керамзитового гравия способствует снижению средней плотности изделий при сохранении прочностных характеристик бетона и служит демпфирующей добавкой. Армирующий компонент из базальтовой и металлической фибры при дозировке 1,5+5 % соответственно от массы сухих компонентов бетонной смеси повышает предел прочности на растяжение при изгибе за счет микроармирования цементного камня (базальтовая фибра) и макроармирования бетона (металлическая фибра) на уровне крупного заполнителя. Кроме того, дисперсное армирование базальтовой фиброй повышает пластичность бетонной массы и уменьшает образование усадочных трещин в бетоне.Lightweight aggregate made of expanded clay gravel helps to reduce the average density of products while maintaining the strength characteristics of concrete and serves as a damping additive. A reinforcing component of basalt and metal fiber at a dosage of 1.5 + 5%, respectively, of the weight of the dry components of the concrete mixture increases the tensile strength during bending due to microreinforcement of cement stone (basalt fiber) and macroreinforcement of concrete (metal fiber) at the level of coarse aggregate. In addition, dispersed reinforcement with basalt fiber increases the ductility of the concrete mass and reduces the formation of shrinkage cracks in concrete.
Для экспериментальной проверки заявляемого состава были разработаны и испытаны несколько составов с добавкой комбинированной фибры, которые приведены в таблице 1. For experimental verification of the claimed composition were developed and tested several compounds with the addition of combined fibers, which are shown in table 1.
Таблица 1 Table 1
Расход компонентов фибробетонной смесиFiber concrete components consumption
Характеристика исходных компонентов:Characteristics of the starting components:
1. Крупный и мелкий заполнитель:1. Large and small aggregate:
- щебень гранитный ОАО «Павловск Неруд» фракции 5-10 мм с маркой по дробимости Др1400; - crushed granite of Pavlovsk Nerud OJSC of fraction 5-10 mm with a grade for crushability Dr1400;
- гравий керамзитовый; - expanded clay gravel;
- песок кварцевый Грушевского месторождения (Мк=2,0).- quartz sand of the Grushevsky deposit (M k = 2.0).
Физические свойства крупного и мелкого заполнителя (песка) представлены в таблице 2.The physical properties of coarse and fine aggregate (sand) are presented in table 2.
Таблица 2 table 2
Физические свойства крупного и мелкого заполнителяPhysical properties of coarse and fine aggregate
материалаName
material
2. Металлическая фибра2. Metal fiber
Металлическую фибру вводят в бетонную смесь обычно в количестве 1–2,5 % объема бетона (3–9 % по массе, что составляет 80–170 кг фибры на 1 м3 смеси). Для улучшения сцепления с бетоном фибра изготовляется волновой формы, специально профилированной либо прямой с загнутыми концами. Диаметр 1±0,075 мм, длина 50±2,0, плотностью 7800 кг/м3. Модуль упругости волокна находится в пределах 200 ГПа, прочность на растяжение 0,3–2,0 ГПа. Metal fiber is introduced into the concrete mix usually in an amount of 1–2.5% of the concrete volume (3–9% by weight, which is 80–170 kg of fiber per 1 m 3 of the mixture). To improve adhesion to concrete, fiber is produced in a wave form, specially profiled or straight with curved ends. Diameter 1 ± 0.075 mm, length 50 ± 2.0, density 7800 kg / m 3 . The elastic modulus of the fiber is within 200 GPa, tensile strength 0.3–2.0 GPa.
3. Базальтовая фибра3. Basalt fiber
Базальтовая фибра имеет очень высокие показатели по химической стойкости. Волокна диаметром 10 мкм, плотностью 2600 кг/м3, прочностью при растяжении от 1,62 до 3,2 ГПа. Модуль упругости волокна находится в пределах от 7 до 60 ГПа, прочность на растяжение от 600 до 3500 МПа.Basalt fiber has a very high chemical resistance. Fibers with a diameter of 10 microns, a density of 2600 kg / m 3 , tensile strength from 1.62 to 3.2 GPa. The elastic modulus of the fiber is in the range from 7 to 60 GPa, tensile strength from 600 to 3500 MPa.
Из указанных в таблице 1 составов формовали образцы призмы с размерами 10×40 см и образцы кубы с размером ребра 10 см. По истечении 1 суток предварительного выдерживания все образцы помещали в камеру нормального твердения, в которой они твердели в течение 27 суток. From the compositions indicated in Table 1, prism samples with sizes of 10 × 40 cm and cubes with a rib size of 10 cm were formed. After 1 day of preliminary aging, all samples were placed in a normal hardening chamber, in which they hardened for 27 days.
Призменная прочность является основной характеристикой бетона, применяемой в расчетах. Поэтому для перехода от кубиковой прочности к призменной служит коэффициент Кb, равный отношению нормативной призменной прочности к нормативной кубиковой прочности. Prismatic strength is the main characteristic of concrete used in the calculations. Therefore, to switch from cubic to prismatic strength, the coefficient K b is used , which is equal to the ratio of the normative prismatic strength to the normative cubic strength.
Согласно СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» величина прочности бетона при осевом растяжении Rbt включена в ряд формул, определяющих прочность, жесткость и трещиностойкость железобетонных элементов. Также эта величина значительно влияет на определение размеров и армирования некоторых бетонных и железобетонных конструкций.According to the joint venture 63.13330.2018 “Concrete and reinforced concrete structures. Fundamentals "the value of concrete strength under axial tension R bt is included in a number of formulas that determine the strength, stiffness and crack resistance of reinforced concrete elements. Also, this value significantly affects the determination of the size and reinforcement of some concrete and reinforced concrete structures.
Для определения предела прочности бетона на растяжение при изгибе использована методика, описанная в ГОСТ 10180. To determine the tensile strength of concrete under bending, the methodology described in GOST 10180 was used.
Полученные данные (таблица 3) свидетельствуют о том, что величины коэффициентов призменной прочности бетона на комбинированном заполнителе находится в пределах значений Кb для обычных легких бетонов. The data obtained (table 3) indicate that the values of the prismatic strength coefficients of concrete on a combined aggregate are within the range of K b for ordinary lightweight concrete.
Значения предела прочности на растяжение при изгибе для разработанного состава выше, чем у других составовThe values of tensile strength in bending for the developed composition is higher than that of other compositions
Таблица 3Table 3
Составы и свойства изделийCompositions and properties of products
таваNo. sos
tava
щебень, %Granite.
crushed stone,%
зитовый гравий, %Keram
zit gravel,%
ланд-
це-мент, %Port-
land
cement,%
волокно, %Basal.
fiber,%
волок., %Metal
fiber.%
ность, кг/м3 Raft-
nost, kg / m 3
довAhver
Dov
Таким образом, анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что для изготовления железобетонных изделий кольцевого сечения наиболее подходящим являются разработанные составы №2 и №4 на комбинированном заполнителе с добавкой фибры. Thus, analyzing the results obtained, we can conclude that for the manufacture of reinforced concrete products of annular cross section, the developed compounds No. 2 and No. 4 on a combined aggregate with the addition of fiber are most suitable.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108298A RU2724631C1 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Fiber-concrete mixture for centrifuged concrete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108298A RU2724631C1 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Fiber-concrete mixture for centrifuged concrete |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2724631C1 true RU2724631C1 (en) | 2020-06-25 |
Family
ID=71135791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020108298A RU2724631C1 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Fiber-concrete mixture for centrifuged concrete |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2724631C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113511865A (en) * | 2021-07-28 | 2021-10-19 | 河北宏京新型建材有限公司 | Preparation method of fiber concrete prefabricated truss |
CZ308974B6 (en) * | 2020-10-14 | 2021-10-27 | České vysoké učení technické v Praze | Composite of fine-grained dense lightweight ceramic concrete with lightweight aggregate made of expanded clay and production method of the composite |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2264491A (en) * | 1992-02-27 | 1993-09-01 | Philburn Products Limited | Concrete block manufacturing process |
RU2351562C1 (en) * | 2007-07-19 | 2009-04-10 | Вадим Михайлович Александровский | Concrete mix for manufacture of thin-walled products |
RU2423331C1 (en) * | 2010-04-02 | 2011-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фибробетонные люки" (ООО "ФБЛ") | Fibre-concrete mixture |
RU2480428C1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-04-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) | Concrete mixture |
RU2575658C1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Fiber-reinforced concrete mixture |
-
2020
- 2020-02-26 RU RU2020108298A patent/RU2724631C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2264491A (en) * | 1992-02-27 | 1993-09-01 | Philburn Products Limited | Concrete block manufacturing process |
RU2351562C1 (en) * | 2007-07-19 | 2009-04-10 | Вадим Михайлович Александровский | Concrete mix for manufacture of thin-walled products |
RU2423331C1 (en) * | 2010-04-02 | 2011-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фибробетонные люки" (ООО "ФБЛ") | Fibre-concrete mixture |
RU2480428C1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-04-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) | Concrete mixture |
RU2575658C1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Fiber-reinforced concrete mixture |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
АХВЕРДОВ И.Н. Железобетонные напорные центрифугированные трубы, М., 1967, Стройиздат, с.73-86, с.137-140. * |
БАЖЕНОВ Ю.М. Технология бетона, М., 1987, с.38, с.305. Руководство по подбору состава тяжелых бетонов, М., 1979, Стройиздат. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ308974B6 (en) * | 2020-10-14 | 2021-10-27 | České vysoké učení technické v Praze | Composite of fine-grained dense lightweight ceramic concrete with lightweight aggregate made of expanded clay and production method of the composite |
CN113511865A (en) * | 2021-07-28 | 2021-10-19 | 河北宏京新型建材有限公司 | Preparation method of fiber concrete prefabricated truss |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Vairagade et al. | Strength of normal concrete using metallic and synthetic fibers | |
Oreshkin et al. | Properties of light-weight extruded concrete with hollow glass microspheres | |
RU2724631C1 (en) | Fiber-concrete mixture for centrifuged concrete | |
RU2233254C2 (en) | Composition for manufacture of building materials | |
RU2480428C1 (en) | Concrete mixture | |
Annadurai et al. | Development of mix design for high strength Concrete with Admixtures | |
Albarwary et al. | Effect of aggregate maximum size upon compressive strength of concrete | |
Muthupriya et al. | Strength study on fiber reinforced self-compacting concrete with fly ash and GGBFS | |
Madhkhan et al. | Mechanical properties of ultra-high performance concrete reinforced by glass fibers under accelerated aging | |
Hossain et al. | Effect of cement content and size of coarse aggregate on the strength of brick aggregate concrete | |
RU2548303C1 (en) | High-strength light fibrous concrete | |
Bahsandy et al. | Lightweight concrete cast using Recycled aggregates | |
KR20040079629A (en) | Manufacturing Method of High Ductility Cement Based Reinforced with Shot Fibers | |
Qasim | Perlite powder and steel fiber effects on properties of light weight concrete | |
Anisimov et al. | Self-compacting fine-grained concrete for reinforced concrete frame joints filling | |
Aire et al. | Polypropylene fibers reinforced concrete: Optimization on plastic shrinkage cracking | |
JP2005314120A (en) | High strength mortar | |
Kamal et al. | Characterization of Recycled Self-Compacting Concrete Prepared with Glass Fibers | |
RU2770375C1 (en) | Composite raw mix for the production of fiber-reinforced concrete | |
Ozodabas | Investigation of the effect of basalt fiber on self-compacting concrete | |
Game et al. | Development of Ultra-High-Performance Engineered Cementitious Composites for 3D Printing Applications | |
Al-Luhybi et al. | Influence of Superplasticizer Dosage on Workability and Mechanical properties of Concrete made with Recycled Aggregate. | |
RU2778123C1 (en) | Fine-grained self-compacting concrete mix | |
RU2781876C1 (en) | Concrete mix | |
Agalya et al. | An experimental Study on Self Curing Concrete by using Steel Fiber and Polyethylene Glycol |