RU2725559C1 - Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete - Google Patents

Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete Download PDF

Info

Publication number
RU2725559C1
RU2725559C1 RU2019121103A RU2019121103A RU2725559C1 RU 2725559 C1 RU2725559 C1 RU 2725559C1 RU 2019121103 A RU2019121103 A RU 2019121103A RU 2019121103 A RU2019121103 A RU 2019121103A RU 2725559 C1 RU2725559 C1 RU 2725559C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
cast
self
granite
mixture
Prior art date
Application number
RU2019121103A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марсель Янович Бикбау
Арсен Мансурович Хуснутдинов
Original Assignee
Марсель Янович Бикбау
Арсен Мансурович Хуснутдинов
Бикбау Ульяна Марсельевна
Пазюк Наталья Юрьевна
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 Марсель Янович Бикбау, Арсен Мансурович Хуснутдинов, Бикбау Ульяна Марсельевна, Пазюк Наталья Юрьевна filed Critical Марсель Янович Бикбау
Priority to RU2019121103A priority Critical patent/RU2725559C1/en
Priority to PCT/RU2019/000979 priority patent/WO2021006759A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2725559C1 publication Critical patent/RU2725559C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • 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
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08Acids or salts thereof
    • 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
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • 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
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions 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
    • C04B28/04Portland cements
    • 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
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/48Clinker treatment
    • C04B7/52Grinding ; After-treatment of ground cement
    • C04B7/527Grinding ; After-treatment of ground cement obtaining cements characterised by fineness, e.g. by multi-modal particle size distribution

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction materials, in particular to cast and self-packing concrete mixtures, and can be used in production of monolithic and prefabricated concrete and reinforced concrete construction articles and structures of wide application. Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete, which includes nanocement of one of types 30, 35, 45, 55, construction sand, crushed stone, water, contains granite fraction crushed stone 5–10 mm and additionally granite crushed granules screening. 2–5 mm, with the following ratio of components, wt. %: said nanocement 12–20; construction sand 20–35; screening of granite chips of 2–5 mm fraction 15–21; granite fraction crushed stone 5–10 mm 20–29; water is the balance. Cast and self-compacting concrete mixture, in which nanocement has specific surface area of 600–900 m2/kg, additionally contains antifreeze additive in amount of 1 to 2 wt. %.
EFFECT: high mobility of the concrete mixture with preservation thereof for one to two hours at a minimum water content.
3 cl, 1 dwg, 6 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, в частности, к литым и самоуплотняющимся бетонным смесям, и может быть использовано при изготовлении монолитных и сборных бетонных и железобетонных строительных изделий и конструкций широкого назначения, в том числе густо армированных конструкций, а также массивных бетонных и железобетонных конструкций и сооружений с повышенными показателями трещиностойкости, пониженным тепловыделением, высоким темпом твердения, требуемыми показателями прочности, водонепроницаемости, морозостойкости и долговечности.The invention relates to building materials, in particular, to cast and self-compacting concrete mixtures, and can be used in the manufacture of monolithic and prefabricated concrete and reinforced concrete building products and structures for general purposes, including densely reinforced structures, as well as massive concrete and reinforced concrete structures, and structures with increased crack resistance, low heat, high hardening rate, required strength, water resistance, frost resistance and durability.

В настоящее время производство литых и самоуплотняющихся бетонных смесей считается наиболее перспективным направлением в технологии бетона, так как позволяет подать и уложить бетонные смеси, хорошо проникающие среди арматуры в межпалубное пространство (1-3).At present, the production of cast and self-compacting concrete mixtures is considered the most promising direction in concrete technology, since it allows you to feed and lay concrete mixtures that penetrate well between reinforcement into the interdeck space (1-3).

Основная технологическая задача - обеспечение высокой подвижности бетонной смеси с ее сохранением в течение от одного до двух часов при минимальном водосодержании за счет ввода в смеси различных добавок.The main technological task is to ensure high mobility of the concrete mixture with its preservation for one to two hours with a minimum water content by introducing various additives into the mixture.

Однако приготовленная литая бетонная смесь /по данным 1, рис. 18) с подвижностью П5 даже в присутствии широкого ассортимента современных добавок уже за 30-60 минут теряет, в среднем, треть подвижности, несмотря на исходное В/Ц смеси 0,5. Это обстоятельство затрудняет транспортировку и укладку литых бетонных смесей, отрицательно сказывается на расслаиваемости смеси, трещиностойкости и морозостойкости бетона.However, the prepared cast concrete mixture / according to 1, Fig. 18) with P5 mobility, even in the presence of a wide range of modern additives, within 30-60 minutes already loses, on average, a third of mobility, despite the initial H / C of the mixture of 0.5. This circumstance complicates the transportation and laying of cast concrete mixtures, negatively affects the stratification of the mixture, crack resistance and frost resistance of concrete.

С появлением новых химических добавок и волокон разработаны различные технические решения по устранению указанных недостатков. Так, патент РФ №2655633 предусматривает составление литых бетонных смесей из ингредиентов, % мас.: портландцемента 15,0-19,0; щебня гранитного фракции 5-10 - 35,2-36,9; кварцевого песка средней крупности - 26,5-28,0; микрокремнезема - 3,6-4,8; базальтового волокна - 5,1-6,0; суперпластификатора на основе поликарбоксилатного эфира Glenium АСЕ 40 в виде водного раствора плотностью 1,04-1,08 г/см - 0,38-0,42 и воды затворения - 8,78-9,82.With the advent of new chemical additives and fibers, various technical solutions have been developed to eliminate these shortcomings. So, the patent of the Russian Federation No. 26565633 provides for the compilation of cast concrete mixtures of ingredients,% wt.: Portland cement 15.0-19.0; crushed stone of granite fraction 5-10 - 35.2-36.9; medium-sized quartz sand - 26.5-28.0; silica fume - 3.6-4.8; basalt fiber - 5.1-6.0; Glenium ACE 40 polycarboxylate ether superplasticizer in the form of an aqueous solution with a density of 1.04-1.08 g / cm - 0.38-0.42 and mixing water - 8.78-9.82.

Столь многокомпонентный состав бетонной смеси по предложенному изобретению потребовал многоступенчатое перемешивание ингредиентов в сухом виде, после чего затворяли с половиной воды и снова перемешивали, а на третьем этапе эту бетонную смесь перемешивали с оставшейся половиной воды с суперпластификатором. Такой состав бетонной смеси весьма усложняет ее приготовление и значительно повышает ее стоимость. К сожалению, авторы не указали в описании патента время сохраняемости подвижности литых бетонных смесей.Such a multicomponent composition of the concrete mixture according to the proposed invention required multi-stage mixing of the ingredients in dry form, after which they were mixed with half the water and mixed again, and in the third stage this concrete mixture was mixed with the remaining half of the water with superplasticizer. This composition of the concrete mix greatly complicates its preparation and significantly increases its cost. Unfortunately, the authors did not indicate in the patent description the retention time of the mobility of the cast concrete mixtures.

Еще более сложной является проблема по получению современных самоуплотняющихся бетонных смесей, так как требуемая для них подвижность характеризуется еще более высокими значениями расплыва конуса (табл. 1).Even more difficult is the problem of obtaining modern self-compacting concrete mixtures, since the mobility required for them is characterized by even higher values of the cone spread (Table 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Известна бетонная смесь, включающая цемент, смесь разных видов песка из кальцинированных бокситов с разным гранулометрическим составом, наиболее тонкий песок со средним гранулометрическим составом менее 1 мм и наиболее крупный песок со средним гранулометрическим составом менее 10 мм, белую сажу, 90% частиц которой имеют размер менее 1 мкм при среднем диаметре около 0,5 мкм, противопенное средство, суперпластификатор, при необходимости волокна и воду, а кроме того дополнительно содержит сверхмалые частицы карбоната кальция с удельной поверхностью, равной или более 10 м2/г (см, например, патент РФ №2359936 «Самоуплотняющийся бетон со сверхвысокими свойствами. Способ его приготовления и применение», 2005 г.)Known concrete mixture, including cement, a mixture of different types of sand from calcined bauxite with different particle size distribution, the thinnest sand with an average particle size of less than 1 mm and the largest sand with an average particle size of less than 10 mm, white soot, 90% of which are sized less than 1 μm with an average diameter of about 0.5 μm, an antifoam agent, superplasticizer, if necessary fibers and water, and in addition it additionally contains ultrafine particles of calcium carbonate with a specific surface equal to or more than 10 m 2 / g (see, for example, patent RF №2359936 "Self-compacting concrete with ultra-high properties. The method of its preparation and use", 2005)

Недостатком такой бетонной смеси является также наличие многокомпонентного состава с дорогими компонентами, высокий расход белого цемента CPA 52,5 Teil, что усложняет и удорожает получение бетона и ограничивает его область применения.The disadvantage of this concrete mixture is also the presence of a multicomponent composition with expensive components, the high consumption of white cement CPA 52.5 Teil, which complicates and increases the cost of obtaining concrete and limits its scope.

Также известна бетонная смесь, содержащая портландцемент, щебень, песок, бентонит и воду затворения и дополнительно - золу-унос и суперпластификатор на поликарбоксилатэфирном основании при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент - 12,5-16,5, щебень - 39-40, песок - 27-29,3 бентонит - 0,15-0,25, зола-унос - 7,5-8,5, суперпластификатор на поликарбоксилатэфирном основании - 0,3-0,35, вода затворения - 9,5-10 (см., например, патент РФ №2307810 «Бетонная смесь и способ ее приготовления», 2007 г.).Also known is a concrete mixture containing Portland cement, crushed stone, sand, bentonite and mixing water, and additionally, fly ash and superplasticizer on a polycarboxylate ether base in the following ratio of components, wt. %: Portland cement - 12.5-16.5, crushed stone - 39-40, sand - 27-29.3 bentonite - 0.15-0.25, fly ash - 7.5-8.5, superplasticizer on polycarboxylate the base - 0.3-0.35, mixing water - 9.5-10 (see, for example, RF patent No. 2307810 "Concrete mixture and method of preparation", 2007).

Недостатком указанной бетонной смеси также является наличие семи компонентов, усложняющая приготовление бетонных смесей, дороговизна, а также небольшая трещиностойкость и низкая морозостойкость получаемого бетона.The disadvantage of this concrete mixture is also the presence of seven components, which complicates the preparation of concrete mixtures, the high cost, as well as low crack resistance and low frost resistance of the resulting concrete.

Известна бетонная смесь, включающая портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности 2,7-3,2, наполнитель - шлам химической водоочистки (ШХВО), гиперпластификатор «Melflux 2651 F», водоудерживающую добавку в виде микрокремнезема и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 16,7-18,4, кварцевый песок 68,4-70,0, ШХВО 1,2-2,5, микрокремнезем 0,8-2,8, гиперпластификатор «Melflux 2651 F» 0,08-0,09, вода 8,91-10,11, при этом удельная поверхность ШХВО составляет от 1200 до 1300 м2/кг (см, например, патент РФ №2569947 «БЕТОН ПЕСЧАНЫЙ», 2014 г.).Known concrete mixture, including Portland cement, quartz sand with a particle size of 2.7-3.2, filler - chemical water treatment slurry (SHHVO), Melflux 2651 F hyperplasticizer, water-holding additive in the form of silica fume and water in the following ratio of components, wt. %: Portland cement 16.7-18.4, quartz sand 68.4-70.0, ShHVO 1.2-2.5, silica fume 0.8-2.8, Melflux 2651 F hyperplasticizer 0.08-0 , 09, water 8.91-10.11, while the specific surface area of the ShVHVO is from 1200 to 1300 m 2 / kg (see, for example, RF patent No. 2566947 "CONCRETE SAND", 2014).

Недостатком этой бетонной смеси является ее многокомпонентность и значительный расход высокомарочного цемента ГЩ 500 Д0, низкая морозостойкость из-за наличия карбонатного наполнителя ШХВО, а также необходимость дополнительного помола ШХВО, что приводит к значительному увеличению энергозатрат и, как следствие, высокой итоговой стоимости бетонной смеси.The disadvantage of this concrete mixture is its multicomponent composition and significant consumption of high-grade cement GSH 500 D0, low frost resistance due to the presence of carbonate filler SHHVO, as well as the need for additional grinding of ShHVO, which leads to a significant increase in energy consumption and, as a result, a high total cost of concrete mixture.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является бетонная смесь (прототип) для изготовления различных видов литых монолитных строительных изделий, содержащая наноцемент одного из типов 30, 35, 45 или 55 (табл. 1). В бетонной смеси может быть, например, следующий расход компонентов в кг/м3 (табл. 2): наноцемент - 380, кварцевый песок Раменского месторождения - 887, щебень известняковый карьера Каменский - 887 и воду (см., например, статью Бикбау М.Я. Наноцементы - будущее цементной промышленности и технологии бетонов. - Вестник Российской академии естественных наук. - 2015. Т. 5. - С. 32-41). Прочность (марка) полученного бетона при использовании наноцемента 30 - В50 (марка 600), а плотность бетона на наноцементе 40 - 2455-2465 кг/м3.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a concrete mixture (prototype) for the manufacture of various types of cast monolithic building products containing nanocement of one of types 30, 35, 45 or 55 (Table 1). For example, in a concrete mix there can be the following component consumption in kg / m 3 (Table 2): nanocement - 380, quartz sand of the Ramenskoye deposit - 887, crushed stone and limestone quarry Kamensky - 887 and water (see, for example, Bikbau M article . I. Nanocements - the future of the cement industry and concrete technology. - Bulletin of the Russian Academy of Natural Sciences. - 2015. V. 5. - P. 32-41). The strength (grade) of the obtained concrete when using nanocement 30 - B50 (grade 600), and the density of concrete on nanocement 40 - 2455-2465 kg / m3.

Ниже приводится сопоставление стоимости куб. м бетонных смесей для обычных, литых самоуплотняющихся бетонов для условий РФ в настоящее время.The following is a comparison of the cost of a cube. m concrete mixes for ordinary, cast self-compacting concrete for the conditions of the Russian Federation at the present time.

Figure 00000002
Figure 00000002

Цель настоящего изобретения - повышение подвижности и сохраняемости литой и самоуплотняющейся бетонной смеси при сохранении высоких показателей прочности при сжатии, водонепроницаемости и морозостойкости прототипа.The purpose of the present invention is to increase the mobility and shelf life of the cast and self-compacting concrete mixture while maintaining high compressive strength, water resistance and frost resistance of the prototype.

Поставленная цель достигается тем, что литая и самоуплотняющаяся бетонная смесь для производства монолитного бетона и сборных изделий из железобетона, включающая наноцемент одного из типов 30, 35, 45, 55, строительный песок, щебень, воду, содержит щебень гранитный фракции 5-10 мм и дополнительно - отсев гранитного щебня фр. 2-5 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %:This goal is achieved by the fact that the cast and self-compacting concrete mixture for the production of monolithic concrete and precast concrete products, including nanocement of one of types 30, 35, 45, 55, building sand, crushed stone, water, contains crushed stone granite fractions of 5-10 mm and additionally - screening of granite crushed stone fr. 2-5 mm in the following ratio of components, wt. %:

Указанный наноцементSpecified Nanocement 12-20;12-20; Песок строительныйBuilding sand 20-35;20-35; Отсев гранитного щебня фракции 2-5 ммScreening of crushed granite fraction 2-5 mm 15-21;15-21; Щебень гранитный фракции 5-10 ммGranite crushed stone fractions of 5-10 mm 20-29;20-29; ВодаWater остальное.rest.

Кроме того, в литой и самоуплотняющейся бетонной смеси наноцемент имеет удельную поверхность 600-900 м2/кг, а также указанная смесь дополнительно содержит противоморозную добавку в количестве от 1 до 2-х мас. %.In addition, in the cast and self-compacting concrete mixture, nanocement has a specific surface area of 600-900 m 2 / kg, and this mixture additionally contains an anti-frost additive in an amount of from 1 to 2 wt. %

Сущность заявленного изобретения состоит в использовании предлагаемых бетонных смесей с защищаемым соотношением ингредиентов для создания подвижной высокодисперсной реологической матрицы из тонкомолотых окатанных дисперсий в виде зерен нанокапсулированного портландцемента и частичек кварцевого песка (в наноцементе** (** - Национальный предварительный стандарт 19-2014. Портландцемент наномодифицированный. Технические условия.) частички кварцевого песка измельчаются также до наноуровня - табл. 3) с пониженным содержанием воды.. Указанная матрица отличается высокими реологическими свойствами композиции при минимальном воздухововлечении и может включать и более крупные частички кварцевого песка, а также частички отсева щебней и щебня размером до 10 мм с обеспечиваем требуемых подвижности и сохраняемости самоуплотняющихся бетонных смесей.The essence of the claimed invention consists in the use of the proposed concrete mixtures with a protected ratio of ingredients to create a mobile highly dispersed rheological matrix of finely ground rounded dispersions in the form of grains of nanocapsulated Portland cement and particles of quartz sand (in nanocement ** (** - National preliminary standard 19-2014. Portland cement nano-modified . Technical conditions.) Particles of quartz sand are also crushed to the nanoscale - Table 3) with a reduced water content. This matrix is characterized by high rheological properties of the composition with minimal air entrainment and may include larger particles of quartz sand, as well as particles of screening of rubble and gravel up to 10 mm in size with the required mobility and preservation of self-compacting concrete mixtures.

Именно высокодисперсная реологическая матрица с повышенной плотностью (за счет содержания в ее объеме высокодисперсных частиц кварцевого песка) при минимальном водосодержании дает возможность свободного перемещения частиц песка и щебня и обеспечивает требуемую подвижность (текучесть) бетонной смеси. При этом появляется возможность значительно снизить количество воды в самоуплотняющихся бетонных смесях и благодаря этому уменьшить усадочные явления, трещинообразование, обеспечить заданную прочность и другие характеристики бетонов.It is a highly dispersed rheological matrix with an increased density (due to the content of highly dispersed particles of silica sand in its volume) with a minimum water content that allows the free movement of particles of sand and gravel and provides the required mobility (fluidity) of the concrete mixture. At the same time, it becomes possible to significantly reduce the amount of water in self-compacting concrete mixtures and thereby reduce shrinkage phenomena, cracking, provide the specified strength and other characteristics of concrete.

Для лучшего понимания предлагаемого изобретения приводятся следующие примеры его реализации.For a better understanding of the invention, the following examples of its implementation.

При выполнении примеров осуществления предлагаемого изобретения были применены малоклинкерные наноцементы с кварцевым песком завода «КАЗНАНОЦЕМЕНТ», г. Нур-Султан (7). Характеристики использованных промышленных партий наноцементов в табл. 3.When performing embodiments of the invention, low-clinker nanocements with quartz sand from the KAZNANOCEMENT plant, Nur-Sultan (7) were used. The characteristics of the used industrial batches of nanocements in the table. 3.

Figure 00000003
Figure 00000003

Выполненный анализ определений гранулометрии показал, что в произведенных наноцементах преобладают весьма мелкие частички дисперсий, что не характерно для портландцементов. Совместное измельчение в шаровых мельницах портландцемента с кварцевым песком в присутствии модификатора обеспечивает весьма высокую удельную поверхность материалов со значительным преобладанием (более 25% общего количества) дисперсий частиц размером менее микрона и более 90% частиц размером менее 30 мкм.An analysis of the granulometry determinations showed that very small particles of dispersions prevail in the produced nanocements, which is not typical for Portland cements. Joint grinding of Portland cement with quartz sand in ball mills in the presence of a modifier provides a very high specific surface area of materials with a significant predominance (more than 25% of the total amount) of dispersions of particles smaller than microns and more than 90% of particles smaller than 30 microns.

Для приготовления бетонных смесей были также использованы:For the preparation of concrete mixtures were also used:

- 1) строительный песок Раменского месторождения с модулем крупности 1,9 и содержанием глинистых менее 2% мас.;- 1) building sand of the Ramenskoye field with a particle size of 1.9 and clay content of less than 2% wt .;

- 2) отсев гранитного щебня фракции 2-5;- 2) screening of granite crushed stone fraction 2-5;

- 3) гранитный щебень фракции 5-10;- 3) granite crushed stone of fraction 5-10;

- 4)водопроводная вода;- 4) tap water;

- 5) целевая добавка: противоморозная - нитрит-нитрат хлористого кальция или формиат натрия или хлорид кальция.- 5) target additive: antifrosty - calcium chloride nitrite or sodium formate or calcium chloride.

Бетонные смеси готовили в Экспериментальном цехе Международного ИМЭТ, г. Москва, на принудительном бетоносмесителе БС-1, производства 268 механического завода, г. Иваново, емкостью 1 куб м.Concrete mixtures were prepared in the Experimental Workshop of the International IMET, Moscow, on a forced concrete mixer BS-1, manufactured by 268 mechanical plant, Ivanovo, with a capacity of 1 cubic meter.

Компоненты смеси загружались в бетоносмеситель после взвешивания, и после перемешивания всухую в течение 1 мин подавали необходимый объем воды, после чего смесь перемешивали 3 мин.The components of the mixture were loaded into the concrete mixer after weighing, and after stirring dry for 1 min, the required volume of water was supplied, after which the mixture was stirred for 3 min.

Подвижность бетонных смесей определялась по расплыву смеси по ГОСТ Р 58002-2017, часть 8 (соответствующего EN 12350-8:2010).The mobility of concrete mixtures was determined by the spread of the mixture according to GOST R 58002-2017, part 8 (corresponding to EN 12350-8: 2010).

Сохраняемость подвижности бетонных смесей определяли аналогично - также по расплыву смеси - через каждые 30 мин. Плотность бетонных смесей определяли по ГОСТ 10181.2-81, прочностные показатели и плотность бетонов определяли по стандартным методикам ГОСТ 10180-90.The mobility retention rate of concrete mixtures was determined similarly - also by the spread of the mixture - every 30 minutes. The density of concrete mixtures was determined according to GOST 10181.2-81, strength indicators and density of concrete were determined according to standard methods GOST 10180-90.

Составы литой и самоуплотняющейся бетонной смеси приведены в табл. 4.The compositions of the cast and self-compacting concrete mixture are given in table. 4.

Figure 00000004
Figure 00000004

Водонепроницаемость образцов бетона определяли по ГОСТ 12730.5-84, морозостойкость - по ГОСТ 10060.1-95 Базовый метод определения морозостойкости и по ГОСТ 10060.2-95. Ускоренные методы определения морозостойкости, способы 2 и 3.The water resistance of concrete samples was determined according to GOST 12730.5-84, frost resistance - according to GOST 10060.1-95. The basic method for determining frost resistance and according to GOST 10060.2-95. Accelerated methods for determining frost resistance, methods 2 and 3.

Характеристики сохраняемости подвижности бетонных смесей на основе полученных составов бетонных смесей - по табл. 4 (приведены в табл. 5.The characteristics of the mobility persistence of concrete mixtures based on the obtained compositions of concrete mixtures - according to table. 4 (given in table. 5.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

В малоклинкерных наноцементах среди частиц размером менее одного микрона наблюдаются как зерна портландцемента с нанокапсулами модификатора, так и частички кварцевого песка размером около 100 нм и менее На фиг. 1 приведены электронно-микроскопические снимки на просвет (масштаб - на фотографиях) нанооболочки (светлая кайма) на зернах портландцемента из структурированного модификатора в наноцементах и зерна кварцевого песка (по результатам дифракции), а мелкие частички без нанооболочек - зерна кварцевого песка, измельченные до наноуровня. Причем на фиг. 1 «а» приведены размеры частиц размером 18, 19, 42 и 103 нм, а на фиг. 1 «б» показаны также толщины оболочек в нм.In small-clinker nanocements among particles less than one micron in size, both Portland cement grains with modifier nanocapsules and particles of quartz sand with a size of about 100 nm or less are observed. FIG. Figure 1 shows electron-microscopic images of the lumen (scale - in the photographs) of nano-shells (light border) on Portland cement grains from a structured modifier in nanocements and quartz sand grains (according to diffraction results), and small particles without nanoshells are silica sand grains crushed to a nanolevel . Moreover, in FIG. 1 "a" shows particle sizes of 18, 19, 42, and 103 nm, and in FIG. 1 "b" also shows the thickness of the shells in nm.

При этом частички песка не имеют нанооболочек модификатора и активно участвуют при затворении водой в обеспечении высокой подвижности цементно-песчаных смесей с низким водосодержанием и реакциях структурообразования цементного камня, меняя устоявшиеся и прописанные в устаревших учебниках представления о кварцевом песке как инертном заполнителе.In this case, the sand particles do not have modifier nanoshells and actively participate in mixing with water to ensure high mobility of cement-sand mixtures with low water content and structural formation reactions of cement stone, changing the established and written out of the old textbooks about quartz sand as an inert aggregate.

Предлагаемые составы бетонных смесей по своим свойствам, несмотря на исключение дорогостоящих полимерных добавок и других высокодисперсных наполнителей, как это было показано при анализе уровне техники изобретения и, в частности, представлено в прототипе, обладают весьма высокими реологическими свойствами и подвижностью.The proposed compositions of concrete mixtures by their properties, despite the exclusion of expensive polymer additives and other highly dispersed fillers, as was shown in the analysis of the prior art of the invention and, in particular, presented in the prototype, have very high rheological properties and mobility.

Разработанное техническое решение в значительной степени соответствует представлениям, развиваемым в РФ проф. Калашниковым В.И и его школой (4-6) о рациональной реологии бетонных смесей как будущего технологии бетонов. Предлагаемое изобретение при значительном упрощении составов бетонных смесей обеспечивает «высокую» по Калашникову В.И. реологию и подвижность бетонных смесей для высококачественных бетонов при значительном водопонижении жидкотекущей матрицы.The developed technical solution largely corresponds to the ideas developed in the Russian Federation by prof. Kalashnikov V.I. and his school (4-6) on the rational rheology of concrete mixtures as the future technology of concrete. The present invention with a significant simplification of the composition of concrete mixtures provides "high" according to Kalashnikov V.I. rheology and mobility of concrete mixtures for high-quality concrete with significant water reduction of the fluid matrix.

Результаты испытаний предлагаемой бетонной смеси для самоуплотняющихся бетонов свидетельствуют о том, что бетон, получаемый из предлагаемой бетонной смеси не уступает большинству показателей бетонов по аналогам и по прототипу при значительно более низкой себестоимости…The test results of the proposed concrete mixture for self-compacting concrete indicate that the concrete obtained from the proposed concrete mixture is not inferior to most concrete indicators by analogs and prototype at a significantly lower cost ...

Литой самоуплотняющийся бетон применяют при строительстве сооружений с повышенной прочностью; при возведении конструкций, которые состоят из большого количества арматуры; при сооружении гидротехнических конструкций; при изготовлении монолитных полов без швов и строительстве зданий и сооружений различной геометрии. Одним из основных преимуществ литых и самоуплотняющихся бетонов является быстрота бетонирования, так как после заливки не требуются какие-либо дополнительные усилия для уплотнения смеси.Cast self-compacting concrete is used in the construction of structures with increased strength; in the construction of structures that consist of a large number of fittings; in the construction of hydraulic structures; in the manufacture of seamless floors without seams and the construction of buildings and structures of various geometries. One of the main advantages of cast and self-compacting concrete is the speed of concreting, since after pouring it does not require any additional efforts to compact the mixture.

Литые самоуплотняющиеся бетоны, изготовленные по предлагаемому изобретению, заполняет опалубку без применения каких-либо дополнительных усилий, а бетонная масса обладает высокой подвижностью и густотой, с ней легко и удобно работать.Cast self-compacting concrete made according to the invention fills the formwork without any additional efforts, and the concrete mass has high mobility and density, it is easy and convenient to work with.

ЛитератураLiterature

1. Дворкин Л.И., Кизима В.П. Эффективные литые бетоны. Львов., «Вища школа», 1986 - 144 с.1. Dvorkin L.I., Kizima V.P. Effective cast concrete. Lviv., “Vishka school”, 1986 - 144 p.

2. Комаринский М.В., Смирнов С.И., Бурцева Д.Е., Литые и самоуплотняющиеся бетонные смеси // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015, №11 (38). С. 106-1182. Komarinsky MV, Smirnov SI, Burtseva DE, Cast and self-compacting concrete mixes // Construction of unique buildings and structures. 2015, No. 11 (38). S. 106-118

3. Каприелов С.С., Смирнов С.И., Кардумян Г.С. Новые модифицированные бетоны - М. Типография «Парадиз», 2010 - 258 с.3. Kaprielov S.S., Smirnov S.I., Kardumyan G.S. New modified concrete - M. Paradise Printing House, 2010 - 258 p.

4. Калашников В.И. Через рациональную реологию в будущее бетонов. Ч. 1: Виды реологических матриц в бетонной смеси и стратегия повышения прочности бетона и экономии его в конструкциях // Технологии бетонов. 2007. №5. С. 8-10.4. Kalashnikov V.I. Through rational rheology into the future of concrete. Part 1: Types of rheological matrices in concrete mix and the strategy of increasing the strength of concrete and saving it in structures // Concrete Technologies. 2007. No5. S. 8-10.

5. Калашников В.И. Через рациональную реологию в будущее бетонов. Ч. 2: Тонкодисперсные реологические матрицы и порошковые бетоны нового поколения // Технологии бетонов. 2007. №6. С. 8-11.5. Kalashnikov V.I. Through the rational rheology of the future of concrete. Part 2: Finely dispersed rheological matrices and powder concretes of a new generation // Concrete Technologies. 2007. No.6. S. 8-11.

6. Калашников В.И. Через рациональную реологию в будущее бетонов. Ч. 3: От высокопрочных и особо высокопрочных бетонов будущего к суперпластифицированным бетонам общего назначения настоящего // Технологии бетонов. 2008. №1. С. 22-26.6. Kalashnikov V.I. Through the rational rheology of the future of concrete. Part 3: From high-strength and especially high-strength concrete of the future to superplasticized general-purpose concrete of the present // Technology of Concrete. 2008. No. 1. S. 22-26.

7. Бикбау М.Я., Нефедов А.С., Адильбеков К.М., Карсыбаев Е.Б. Промышленное производство наноцементов в Республике Казахстан // Журнал Сухие строительные смеси., 2019, №3, С. 14-19.7. Bikbau M.Ya., Nefedov A.S., Adilbekov K.M., Karsybaev E.B. Industrial production of nanocements in the Republic of Kazakhstan // Magazine Dry building mixtures., 2019, No. 3, P. 14-19.

Claims (4)

1. Литая и самоуплотняющаяся бетонная смесь для производства монолитного бетона и сборных изделий из железобетона, включающая наноцемент одного из типов 30, 35, 45, 55, строительный песок, щебень, воду, отличающаяся тем, что содержит щебень гранитный фракции 5-10 мм и дополнительно - отсев гранитного щебня фр. 2-5 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %:1. Cast and self-compacting concrete mixture for the production of monolithic concrete and prefabricated reinforced concrete, including nanocement of one of types 30, 35, 45, 55, construction sand, gravel, water, characterized in that it contains granite fractions of 5-10 mm and additionally - screening of granite crushed stone fr. 2-5 mm in the following ratio of components, wt. %: Указанный наноцементSpecified Nanocement 12-2012-20 Песок строительныйBuilding sand 20-3520-35 Отсев гранитного щебня фракции 2-5 ммScreening of crushed granite fraction 2-5 mm 15-2115-21 Щебень гранитный фракции 5-10 ммGranite crushed stone fractions of 5-10 mm 20-2920-29 ВодаWater остальное.rest.
2. Литая и самоуплотняющаяся бетонная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что наноцемент в ней имеет удельную поверхность 600-900 м2/кг.2. Cast and self-compacting concrete mixture according to claim 1, characterized in that the nanocement in it has a specific surface area of 600-900 m 2 / kg. 3. Литая и самоуплотняющаяся бетонная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что содержит противоморозную добавку в количестве от 1 до 2-х мас. %.3. Cast and self-compacting concrete mixture according to claim 1, characterized in that it contains an anti-frost additive in an amount of from 1 to 2 wt. %
RU2019121103A 2019-07-05 2019-07-05 Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete RU2725559C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121103A RU2725559C1 (en) 2019-07-05 2019-07-05 Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete
PCT/RU2019/000979 WO2021006759A1 (en) 2019-07-05 2019-12-19 Pourable and self-compacting concrete mixes for making concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121103A RU2725559C1 (en) 2019-07-05 2019-07-05 Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2725559C1 true RU2725559C1 (en) 2020-07-03

Family

ID=71510298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019121103A RU2725559C1 (en) 2019-07-05 2019-07-05 Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2725559C1 (en)
WO (1) WO2021006759A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764758C1 (en) * 2021-07-30 2022-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Composite raw mix for manufacture of hydraulic piles
RU2775294C1 (en) * 2021-11-08 2022-06-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Self-compacting concrete mixture and method for its preparation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1812769A1 (en) * 1986-11-24 1996-05-10 Ш.Т. Бабаев Method for preparation of concrete mix
EP0877007B1 (en) * 1996-04-16 2004-06-30 Firebrick Trading, S.L. Hydraulic cement
RU2439020C2 (en) * 2009-12-01 2012-01-10 Игорь Юрьевич Троянов Concrete mixture
RU2544355C2 (en) * 2013-03-18 2015-03-20 Закрытое акционерное общество "ИМЭТСТРОЙ" (ЗАО "ИМЭТСТРОЙ") Production of nanocement and nanocement
RU2576760C1 (en) * 2015-04-07 2016-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "НАНОТРОН" Dry construction mixture with concrete super-penetrating ability and high adhesion, based on general-purpose nano-cement
RU2577340C2 (en) * 2013-07-15 2016-03-20 Борис Эммануилович Юдович Nanocement and method for production thereof
RU2595284C1 (en) * 2015-05-26 2016-08-27 Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" Fibrous nanocement and preparation method thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2165398C1 (en) * 1999-09-17 2001-04-20 Открытое акционерное общество Московский институт материаловедения и эффективных технологий Method of preparing concrete mortar

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1812769A1 (en) * 1986-11-24 1996-05-10 Ш.Т. Бабаев Method for preparation of concrete mix
EP0877007B1 (en) * 1996-04-16 2004-06-30 Firebrick Trading, S.L. Hydraulic cement
RU2439020C2 (en) * 2009-12-01 2012-01-10 Игорь Юрьевич Троянов Concrete mixture
RU2544355C2 (en) * 2013-03-18 2015-03-20 Закрытое акционерное общество "ИМЭТСТРОЙ" (ЗАО "ИМЭТСТРОЙ") Production of nanocement and nanocement
EA027856B1 (en) * 2013-03-18 2017-09-29 Марсель Янович БИКБАУ Method for producing nano-cement, and nano-cement
RU2577340C2 (en) * 2013-07-15 2016-03-20 Борис Эммануилович Юдович Nanocement and method for production thereof
RU2576760C1 (en) * 2015-04-07 2016-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "НАНОТРОН" Dry construction mixture with concrete super-penetrating ability and high adhesion, based on general-purpose nano-cement
RU2595284C1 (en) * 2015-05-26 2016-08-27 Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" Fibrous nanocement and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БИКБАУ М.Я. Наноцементы - будущее мировой цементной промышленности и технологии бетонов, Вестник Российской Академии естественных наук, с.32-41. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764758C1 (en) * 2021-07-30 2022-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Composite raw mix for manufacture of hydraulic piles
RU2781727C1 (en) * 2021-08-19 2022-10-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления Modifier of structure and properties of cement stone
RU2775294C1 (en) * 2021-11-08 2022-06-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Self-compacting concrete mixture and method for its preparation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021006759A1 (en) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rashad Properties of alkali-activated fly ash concrete blended with slag
US9416052B2 (en) Concrete materials with modified rheology, methods of making, and uses thereof
KR101204872B1 (en) Ultra-high-performance self-compacting concrete, preparation method thereof and use of same
RU2307810C1 (en) Concrete mix and method of preparation of such mix
CN103896527A (en) Lightweight high-strength cement based composite material
US10882791B2 (en) High performance concretes and methods of making thereof
KR100917117B1 (en) Filler for Iron reinforcing rod joint and construction method for filling-up of iron reinforcing rod joint using the same
US20160289121A1 (en) High strength concrete composition and method
RU2649996C1 (en) Fine-grained concrete mixture
CN103922662A (en) Ultra-high performance cement base composite material
CN105272004A (en) Light-weight high-strength cement-based composite material
CN107522449B (en) Self-leveling low-shrinkage high-strength mortar
CN104386969B (en) A kind of high-strength high-durability lightweight aggregate concrete and preparation method thereof
CN115073093A (en) Low-shrinkage high-strength self-compacting recycled concrete and preparation method thereof
JP2775535B2 (en) Fluid hydraulic composition
Kastornykh et al. Modified concrete mixes for monolithic construction
CN104556785A (en) Water-reducing metakaolin-based micro-expansion compacting agent and preparation method thereof
Alsadey et al. Effect of superplasticizers to enhance the properties of concrete
RU2725559C1 (en) Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete
JP4809575B2 (en) Cement composition for civil engineering structure and concrete product using the same
CN116693247A (en) Method for preparing M20 cement mortar by using graded tailings, product and application
US9688579B2 (en) Admixtures and admixture formation used in concrete technology
Alimov et al. Self-compacting fine-grained concretes with compensated shrinkage
RU2375386C1 (en) Method of making water-resistant composite object (versions) and composite object, made using said method
Abed et al. Mechanical behavior of self-compacting concrete containing nano-metakaolin