RU2758050C1 - Composition of lightweight self-compacting structural concrete (lkb) based on a cement matrix - Google Patents

Composition of lightweight self-compacting structural concrete (lkb) based on a cement matrix Download PDF

Info

Publication number
RU2758050C1
RU2758050C1 RU2021110255A RU2021110255A RU2758050C1 RU 2758050 C1 RU2758050 C1 RU 2758050C1 RU 2021110255 A RU2021110255 A RU 2021110255A RU 2021110255 A RU2021110255 A RU 2021110255A RU 2758050 C1 RU2758050 C1 RU 2758050C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
structural concrete
lightweight self
construction
composition
Prior art date
Application number
RU2021110255A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Сергеевич Ананьев
Пётр Андреевич Любин
Любовь Владимировна Закревская
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
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 "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority to RU2021110255A priority Critical patent/RU2758050C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758050C1 publication Critical patent/RU2758050C1/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
    • 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
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/08Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances

Abstract

FIELD: building materials.
SUBSTANCE: invention relates to the building materials industry and can be used in the construction of buildings in civil, industrial construction and in the construction of structures for special purposes. Lightweight self-compacting structural concrete is obtained from a mixture containing, wt.%: mechanically activated Portland cement 15-25, polyfunctional modifier on a polycarboxylate base 1-2.5, rheologically active stone flour 10-25, water-retaining additive 0.003-0.02, micro- and nanosilica 1.5-7, glass ceramic foam granules 30-50, water - the rest.
EFFECT: obtaining lightweight self-compacting structural concrete of high strength, high frost resistance, low cost and low thermal conductivity.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при возведении зданий в гражданском, промышленном строительстве и при возведении сооружений специального назначения.The invention relates to the building materials industry and can be used in the construction of buildings in civil, industrial construction and in the construction of structures for special purposes.

Цель изобретения - получение легкого самоуплотняющегося конструкционного бетона (ЛКБ) высокой прочности, высокой морозостойкости, низкой себестоимости и низкой теплопроводности.The purpose of the invention is to obtain lightweight self-compacting structural concrete (LKB) of high strength, high frost resistance, low cost and low thermal conductivity.

Состав для изготовления ЛКБ содержит механоактивированный портландцемент, пеностеклокерамические гранулы, реологически активную каменную муку, водоудерживающую добавку, микро- и нанокремнеземы, полифункциональный модификатор на поликарбоксилатной основе, воду, в следующем соотношении компонентов, мас.%: механоактивированный портландцемент 15-25, полифункциональный модификатор 1-2,5, реологически активная каменная мука 10-25, водоудерживающая добавка 0,003-0,02, микро- и нанокремнеземы 1,5-7, пеностеклокерамические гранулы, 30-50, вода - остальное.The composition for the manufacture of LKB contains mechanically activated Portland cement, glass ceramic foam granules, rheologically active stone flour, water-retaining additive, micro- and nanosilica, polyfunctional modifier on a polycarboxylate base, water, in the following ratio of components, wt%: mechanically activated Portland-functional modifier 15-25, polyfunctional -2.5, rheologically active stone flour 10-25, water-retaining additive 0.003-0.02, micro- and nanosilica 1.5-7, glass ceramic foam granules, 30-50, water - the rest.

Известен состав высокопрочного легкого бетона (патент RU 2515450 С1, опубликовано: 10.05.2014) включающий, компонентов мас.%: портландцемент 33,8-53,0; микрокремнезем 4,77-13,8; каменную муку 1,5-11,9; кварцевый песок 5,1-32,2; микросферы 4,3-19,27; пластификатор 0,3-0,48; воду - остальное.The known composition of high-strength lightweight concrete (patent RU 2515450 C1, published: 05/10/2014) including, components wt.%: Portland cement 33.8-53.0; microsilica 4.77-13.8; stone flour 1.5-11.9; quartz sand 5.1-32.2; microspheres 4.3-19.27; plasticizer 0.3-0.48; water - the rest.

Недостатком этого композита является относительно низкий показатель прочности, и высокая себестоимость.The disadvantage of this composite is its relatively low strength and high cost.

Также известен состав теплоизоляционно-конструкционной кладочной смеси на основе легкого заполнителя (патент RU 2515631 С1, опубликовано: 20.05.2014), включающий, компонентов мас.%: портландцемент 15-20, кварцевый песок 22,308-39,196, полые микросферы 1,310-9,978, водоудерживающую добавку 0,1% от массы портландцемента, вода - остальное.Also known is the composition of a heat-insulating and structural masonry mixture based on a lightweight aggregate (patent RU 2515631 C1, published: 05/20/2014), including components wt.%: Portland cement 15-20, quartz sand 22.308-39.196, hollow microspheres 1.310-9.978, water-retaining addition of 0.1% by weight of Portland cement, water - the rest.

Недостатками кладочной смеси являются относительно низкая прочность, при высокой плотности, приводящей к утяжелению конструкций.The disadvantages of the masonry mixture are relatively low strength, with a high density, leading to a heavier structure.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному составу является состав высокопрочного легкого фибробетона (патент RU 2548303 С1, опубликовано: 20.04.2015), содержащий, компоненты мас.%: портландцемент 34,5-52,7; микрокремнезем (со средним размером частиц 0,01-1 мкм) 7,0-13,65; каменную муку 1,5-11,9; кварцевый песок 5,1-31,3; микросферы 4,3-19,2; гиперпластификатор 0,3-0,48; волокно 0,3-1,5; воду - остальное.The closest in technical essence to the claimed composition is the composition of high-strength lightweight fiber-reinforced concrete (patent RU 2548303 C1, published: 04/20/2015), containing components wt.%: Portland cement 34.5-52.7; microsilica (with an average particle size of 0.01-1 microns) 7.0-13.65; stone flour 1.5-11.9; quartz sand 5.1-31.3; microspheres 4.3-19.2; hyperplasticizer 0.3-0.48; fiber 0.3-1.5; water - the rest.

Недостатками этого материала является высокая плотность 1,4-1,79 г/см3, не позволяющая классифицировать его как легкий конструкционный.The disadvantages of this material is the high density of 1.4-1.79 g / cm 3 , which does not allow it to be classified as lightweight.

Предлагаемый композиционный материал представляет собой легкий бетон с высокими теплотехническими характеристиками. Данный результат достигается путем применения легкого заполнителя кубовидной формы с множеством замкнутых пор, обеспечивающих высокий теплоизоляционный эффект, и низкую плотность конечного продукта, а так же высокую адгезию с вяжущим материалом. При низких показателях плотности и теплопроводности бетон обладает высокой прочностью, что достигается путем создания в бетоне высокопрочной цементной матрицы за счет рациональной упаковки компонентов и образования прочных химических связей. Предлагаемый бетон позволяет возводить многоэтажные здания с высокими теплотехническими и прочностными показателями, соответствующими современным требованиям.The proposed composite material is lightweight concrete with high thermal performance. This result is achieved by using a lightweight cuboid aggregate with many closed pores, which provide a high thermal insulation effect and a low density of the final product, as well as high adhesion to the binder. At low rates of density and thermal conductivity, concrete has high strength, which is achieved by creating a high-strength cement matrix in concrete due to rational packaging of components and the formation of strong chemical bonds. The offered concrete makes it possible to erect multi-storey buildings with high heat engineering and strength characteristics that meet modern requirements.

Технология заявляемого состава включает следующие переделы: механоактивация портландцемента совместно с полифункциональным модификатором на поликарбоксилатной основе и микро- и нанокремнеземом, дозировка сухих компонентов, воды, перемешивание до образования однородной литой массы, формирование изделий и выдержка в течение 28 суток до набора максимальной прочности.The technology of the proposed composition includes the following redistributions: mechanical activation of Portland cement together with a polyfunctional modifier based on polycarboxylate and micro- and nanosilica, dosage of dry components, water, mixing until a homogeneous cast mass is formed, product formation and exposure for 28 days until maximum strength is achieved.

В таблице 1 представлены составы синтезированных композитов.Table 1 shows the compositions of the synthesized composites.

Figure 00000001
L
Figure 00000001
L

Были изучены физико-механические свойства синтезируемых составов, которые представлены в таблице 2.Were studied the physical and mechanical properties of the synthesized compositions, which are presented in table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Анализ полученных результатов показывает, что все синтезированные составы имеют высокую прочность как на сжатие, так и на изгиб, морозостойкость и плотность, соответствующую легким бетонам по ГОСТ 25820-2014.An analysis of the results obtained shows that all synthesized compositions have high compressive and bending strength, frost resistance and density corresponding to lightweight concrete in accordance with GOST 25820-2014.

Claims (1)

Легкий самоуплотняющийся конструкционный бетон, полученный из смеси, содержащей механоактивированный портландцемент, полифункциональный модификатор на поликарбоксилатной основе, воду, микро- и нанокремнеземы, реологически активную каменную муку, водоудерживающую добавку, отличающийся тем, что имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: механоактивированный портландцемент 15-25, полифункциональный модификатор 1-2,5, реологически активная каменная мука 10-25, водоудерживающая добавка 0,003-0,02, микро- и нанокремнеземы 1,5-7, пеностеклокерамические гранулы 30-50, вода - остальное.Lightweight self-compacting structural concrete obtained from a mixture containing mechanically activated Portland cement, a polyfunctional modifier based on a polycarboxylate base, water, micro- and nanosilica, rheologically active stone flour, a water-retaining additive, characterized in that it has the following ratio of components, wt%: 15 mechanically activated Portland cement -25, polyfunctional modifier 1-2.5, rheologically active stone flour 10-25, water-retaining additive 0.003-0.02, micro- and nanosilica 1.5-7, glass ceramic foam granules 30-50, water - the rest.
RU2021110255A 2021-04-12 2021-04-12 Composition of lightweight self-compacting structural concrete (lkb) based on a cement matrix RU2758050C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110255A RU2758050C1 (en) 2021-04-12 2021-04-12 Composition of lightweight self-compacting structural concrete (lkb) based on a cement matrix

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110255A RU2758050C1 (en) 2021-04-12 2021-04-12 Composition of lightweight self-compacting structural concrete (lkb) based on a cement matrix

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758050C1 true RU2758050C1 (en) 2021-10-26

Family

ID=78289542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021110255A RU2758050C1 (en) 2021-04-12 2021-04-12 Composition of lightweight self-compacting structural concrete (lkb) based on a cement matrix

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758050C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515450C1 (en) * 2012-10-11 2014-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (МГСУ) High-strength light concrete
RU2515631C1 (en) * 2012-10-24 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Heat-insulation structural masonry admixture based on light filler
CN104144897A (en) * 2012-02-28 2014-11-12 Omya国际股份公司 Process for the preparation of cement, mortars, concrete compositions containing a calcium carbonate - based filler containing an organosiliceous material, the said "filler(s) blend" being treated with a superplastifier, cement compositions and cement products obtained, and their applications
RU2548303C1 (en) * 2014-04-11 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") High-strength light fibrous concrete
RU2649996C1 (en) * 2017-03-22 2018-04-06 Артемий Сергеевич Балыков Fine-grained concrete mixture
RU2657303C1 (en) * 2017-05-31 2018-06-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Fine-grained concrete and method of the concrete mixture preparation for its production

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104144897A (en) * 2012-02-28 2014-11-12 Omya国际股份公司 Process for the preparation of cement, mortars, concrete compositions containing a calcium carbonate - based filler containing an organosiliceous material, the said "filler(s) blend" being treated with a superplastifier, cement compositions and cement products obtained, and their applications
RU2515450C1 (en) * 2012-10-11 2014-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (МГСУ) High-strength light concrete
RU2515631C1 (en) * 2012-10-24 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Heat-insulation structural masonry admixture based on light filler
RU2548303C1 (en) * 2014-04-11 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") High-strength light fibrous concrete
RU2649996C1 (en) * 2017-03-22 2018-04-06 Артемий Сергеевич Балыков Fine-grained concrete mixture
RU2657303C1 (en) * 2017-05-31 2018-06-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Fine-grained concrete and method of the concrete mixture preparation for its production

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАСТОРНЫХ Л.И., Добавки в бетоны и строительные растворы, Ростов-на-Дону, Феникс, 2005, с.28 - 29. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahmad et al. Experimental research on the performance of lightweight concrete containing foam and expanded clay aggregate
Değirmenci et al. Use of pumice fine aggregate as an alternative to standard sand in production of lightweight cement mortar
US20150240163A1 (en) Fire core compositions and methods
WO2015095778A1 (en) Improved fire core compositions and methods
RU2502709C2 (en) Light fibre-reinforced concrete
Bumanis et al. Mechanical and thermal properties of lightweight concrete made from expanded glass
RU2515450C1 (en) High-strength light concrete
Salman et al. Influence of partial replacement TiO2 nanoparticles on the compressive and flexural strength of ordinary cement mortar
Sakthivel et al. Experimental investigation on behaviour of nano concrete
JP5041521B2 (en) High strength restoration material
Singh Effective uses of light weight concrete
RU2312090C2 (en) Heat-insulating building material and method of manufacture of such material
RU2758050C1 (en) Composition of lightweight self-compacting structural concrete (lkb) based on a cement matrix
JP2002348167A (en) Hydraulic composition
RU2653164C1 (en) Building mixture
CN106747056B (en) Ultrahigh-strain high-strength thermal insulation material and preparation method thereof
RU2528323C2 (en) Method to prepare lighter masonry mortar and composition for lighter masonry mortar
RU2515631C1 (en) Heat-insulation structural masonry admixture based on light filler
Anisimov et al. Self-compacting fine-grained concrete for reinforced concrete frame joints filling
Shrivastava et al. Non autoclaved aerated concrete (NAAC) blocks: an alternative building construction material
Hilal et al. Foamed concrete: From weakness to strength
RU2708138C1 (en) Mixture for making cement-containing construction material
WO2019240705A2 (en) Natural, light aggregate precast composite mortar with insulation properties, inorganic binding system
RU2773899C1 (en) Lightweight construction composite
WO2020101631A1 (en) Thermally insulating non-autoclaved cellular concrete