RU2770702C1 - Высокопрочная бетонная смесь с низким расходом цемента - Google Patents
Высокопрочная бетонная смесь с низким расходом цемента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770702C1 RU2770702C1 RU2021124583A RU2021124583A RU2770702C1 RU 2770702 C1 RU2770702 C1 RU 2770702C1 RU 2021124583 A RU2021124583 A RU 2021124583A RU 2021124583 A RU2021124583 A RU 2021124583A RU 2770702 C1 RU2770702 C1 RU 2770702C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- specific surface
- cement
- sand
- surface area
- carboxylates
- 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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
-
- 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
- C04B18/141—Slags
-
- 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
- C04B18/146—Silica fume
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительства, а именно к модифицированным бетонным смесям. Технический результат заключается в повышении прочности на сжатие, снижении пористости. Бетонная смесь включает цемент с удельной поверхностью 2800-4500 см2/г, кварцевый песок, крупный заполнитель, дополнительно содержит молотый доменный шлак с удельной поверхностью 2500-4500 см2/г с содержанием СаО не менее 30%, микрокремнезем с удельной поверхностью 140000 - 300 000 см2/г, пластификатор на основе карбоксилатов, при следующем соотношении компонентов, указанных в мас.%: цемент - 2,1-4,2; песок - 29,4-37,8; молотый шлак - 14,7-16,8; микрокремнезем - 1,3-2,5; пластификатор на основе карбоксилатов - 0,34-0,63; вода - 6,7-7,6; крупный заполнитель - щебень - остальное. 1 табл.
Description
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к модифицированным низкоцементным высокопрочным бетонным смесям для изготовления строительных конструкций зданий и сооружений.
Известна бетонная смесь, раскрытая в пат. RU 2631741 С1, включающая многокомпонентное минеральное вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, где многокомпонентное минеральное вяжущее состоит из, мас. %: молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г гранулированного доменного шлака 60-70, молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г конвертерного шлака 7-9, β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-23-31, клинкера - 10 от суммы вышеуказанных компонентов и дополнительно содержит суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %:
многокомпонентное минеральное вяжущее 13,2-13,8
щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм - 47,1-47,8
песок кварцевый - 31,2-32,8
суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира - 0,11-0,12
вода - остальное
Недостатками известного способа являются: необходимые дополнительные технологические операции подготовки шлаков, а также операции дозирования и смешения компонентов при приготовлении многокомпонентного вяжущего.
Известен высокопрочный бетон, раскрытый в пат. RU 2717399 С1, полученный из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, где в качестве песка используется песок с модулем крупности 2,4; в качестве щебня - щебень фракции 10-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый доменный шлак с удельной поверхностью 330 м2/кг; в качестве добавки содержит комплексную добавку, состоящую из водного раствора поликарбоксилатного полимера CP-WRM, представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты с плотностью р=1,033 г/см3, водородным показателем рН=6,5, и поликарбоксилатного полимера Sika Viscocrete 225 на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. %:
указанный поликарбоксилатный полимер CP-WRM 96,0-97,0
указанный поликарбоксилатный полимер Sika Viscocrete 225 3,0-4,0,
при следующем соотношении компонентов, мас. %:
портландцемент 15,8-18,2
указанный песок 27,0-27,4
указанный щебень 40,4-41,5
указанный тонкомолотый доменный шлак 8,0-8,3
указанная комплексная добавка 0,2-0,3
вода 6,2-6,7
Недостатками известного способа являются: относительно высокий расход портландцемента до 18,2%, а также необходимость в дополнительных технологических операциях дозирования и смешения при приготовлении комплексной добавки.
Известен сверхвысокопрочный бетон с низким содержанием цемента, раскрытый в патенте WO 2015193420 А1, состоящий из гидравлического вяжущего и песка в соотношении не менее 45% и не менее 30% соответственно, остальное вода. При этом гидравлическое вяжущее состоит из:
портландцемента, частицы которого имеют D50 от 2 до 11 мкм - 17-55 мас. %;
микрокремнезема не менее 5%;
минеральной добавки в виде шлаков, пуццолановых добавок или кремнистых добавок, таких как кварц, известняк или их сочетание от 36 до 70 мас. %, частицы которых имеют D50 от 15 до 150 мкм
Недостатками известного способа являются: жесткие требования к фракционному составу сыпучих минеральных веществ, входящих в состав бетонной смеси, сниженная текучесть и высокая доля общего содержания цемента, до ~ 22%.
Известен высокопрочный бетон, раскрытый в патенте RU 2727990 С1 состоящий из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, где в качестве песка - песок с модулем крупности 2,2-3,2, в качестве щебня - щебень гранитный или гравийный фракции 3-25 мм, дополнительно содержит доменный шлак с удельной поверхностью не менее 280 м2/кг и значением водородного показателя рН=7-13, а также содержит реакционно-активный наполнитель, состоящий из метакаолина, тонкодисперсного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты и нитрата калия при следующем соотношении компонентов, мас. %:
метакаолин 43,0-49,0
тонкодисперсный полимер 43,0-47,0
нитрат калия 8,0-10,0,
при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %:
портландцемент 8,0-15,0
доменный шлак 3,0-6,0
песок 33,9-36,0
щебень 40,0-46,0
добавка 0,6-1,0
реакционно-активный наполнитель 0,5-0,8
вода 2,0-5,0
Недостатками известного способа являются: необходимость в дополнительных технологических операциях дозирования и смешения при приготовлении реакционно-активного наполнителя и относительно высокий расход портландцемента.
Наиболее близкой к предложенной бетонной смеси является бетонная смесь раскрытая в патенте RU 2402502 С9. Бетонная смесь включает цемент, заполнитель, модификатор и воду. Дополнительно содержит полигидросилоксан и молотую породу. В качестве цемента используют портландцемент, в качестве модификатора - микрокремнезем и/или золу уноса и пластифицирующую добавку либо микрокремнезем и/или расширяющий компонент и пластифицирующую добавку, а в качестве молотой породы - измельченный кварцевый песок, или молотый известняк, или молотую вулканическую породу при следующем соотношении компонентов в масс. %: цемент 7-20; заполнитель 60-85; модификатор 0,01-5,50; полиэтилгидросилоксан 0,002-0,010; молотая порода 2-15; вода -остальное. Молотая порода имеет размер частиц не более 1300 мкм.
Недостатком известного способа является: относительно высокое содержание цемента, до 20%.
Техническим результатом настоящего изобретения является разработка бетонной смеси, с высокими показателями прочности на сжатие (не менее 46 МПа по ГОСТ 10180), низкой пористостью (не более 1,7% по ГОСТ 12730.0), при изготовлении которой все компоненты смешиваются в одну стадию и при этом общее содержание цемента в смеси должно находиться в пределах 2,1-4,2 масс %.
Технический результат настоящего изобретения достигается за счет подбора компонентов для обеспечения минимальной пористости бетонной смеси, которая не должна превышать 1,7%. Такая пористость бетонной смеси достигается за счет использования следующих соотношений компонентов, указанных в кг. для приготовления одного м3 бетонной смеси:
1. Цемент М500 по ГОСТ 31108-2003. «Цементы общестроительные» с удельной поверхностью 2800-4500 см2/г - 50-100 кг (2,1-4,2 масс %);
2. Щебень ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ - остальное;
3. Песок кварцевый ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ - 700-900 кг (29,4-37,8 масс %);
4. Гранулированный доменный шлак 1 или 2 сорта по ГОСТ 3476-74, содержащий не менее 30% СаО и размолотый до удельной поверхности 2500-4500 см2/гр, - 350-400 кг (14,7-16,8 масс %);
5. Микрокремнезем по ГОСТ Р 58894-2020, с удельной поверхностью 140 000 - 300 000 см2/гр - 30-60 кг (1,3-2,5 масс %);
6. Анионный ПАВ на основе поликарбоксилатов - 8-15 кг (0,34-0,63 масс %);
7. Вода - 160-180 кг (масс %).
По своим техническим характеристикам разработанная бетонная смесь, при наборе прочности за 28 суток, соответствует маркам М450 - М600 согласно ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия».
Бетонная смесь, раскрытая в заявляемом техническом решении, имеет ряд преимуществ по сравнению с известными способами:
- низкое содержание цемента 2,1-4,2 масс %;
- одностадийное смешение компонентов;
- низкая пористость бетонной смеси до 1,7%;
- высокая подвижность.
Сравнительный анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основе этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".
Заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна».
Изобретение и его преимущества относительно прототипа иллюстрируются следующим примером:
Пример.
Характеристики и разработанной бетонной смеси и сравнение с ближайшим аналогом приведены в таблице 1.
Как видно из таблицы 1, в сравнении с ближайшим аналогом, разработанная бетонная смесь имеет следующие преимущества:
- большая прочность при меньшем содержании цемента;
- большая подвижность бетонной смеси в целом.
Claims (2)
- Бетонная смесь, включающая цемент с удельной поверхностью 2800-4500 см2/г, кварцевый песок, крупный заполнитель, дополнительно содержит молотый доменный шлак с удельной поверхностью 2500-4500 см2/г с содержанием СаО не менее 30%, микрокремнезем с удельной поверхностью 140000-300000 см2/г, пластификатор на основе карбоксилатов, при следующем соотношении компонентов, указанных в мас.%:
-
цемент 2,1-4,2 песок 29,4-37,8 молотый шлак 14,7-16,8 микрокремнезем 1,3-2,5 пластификатор на основе карбоксилатов 0,34-0,63 вода 6,7-7,6 крупный заполнитель – щебень остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021124583A RU2770702C1 (ru) | 2021-08-17 | 2021-08-17 | Высокопрочная бетонная смесь с низким расходом цемента |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021124583A RU2770702C1 (ru) | 2021-08-17 | 2021-08-17 | Высокопрочная бетонная смесь с низким расходом цемента |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2770702C1 true RU2770702C1 (ru) | 2022-04-21 |
Family
ID=81306425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021124583A RU2770702C1 (ru) | 2021-08-17 | 2021-08-17 | Высокопрочная бетонная смесь с низким расходом цемента |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2770702C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1578104A1 (ru) * | 1987-07-06 | 1990-07-15 | Липецкий политехнический институт | Бетонна смесь |
CA2212959A1 (fr) * | 1995-01-25 | 1996-08-01 | Lafarge Materiaux De Specialites | Beton composite |
RU2402502C9 (ru) * | 2008-08-12 | 2011-05-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие Мастер Бетон" | Бетонная смесь |
RU2434822C2 (ru) * | 2006-05-17 | 2011-11-27 | Лафарж | Бетон с низким содержанием цемента |
RU2683295C2 (ru) * | 2014-06-20 | 2019-03-27 | Лафарж | Сверхвысокопрочный бетон с низким содержанием цемента |
RU2720839C1 (ru) * | 2019-08-08 | 2020-05-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Специальный бетон |
-
2021
- 2021-08-17 RU RU2021124583A patent/RU2770702C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1578104A1 (ru) * | 1987-07-06 | 1990-07-15 | Липецкий политехнический институт | Бетонна смесь |
CA2212959A1 (fr) * | 1995-01-25 | 1996-08-01 | Lafarge Materiaux De Specialites | Beton composite |
RU2434822C2 (ru) * | 2006-05-17 | 2011-11-27 | Лафарж | Бетон с низким содержанием цемента |
RU2402502C9 (ru) * | 2008-08-12 | 2011-05-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие Мастер Бетон" | Бетонная смесь |
RU2683295C2 (ru) * | 2014-06-20 | 2019-03-27 | Лафарж | Сверхвысокопрочный бетон с низким содержанием цемента |
RU2720839C1 (ru) * | 2019-08-08 | 2020-05-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Специальный бетон |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10131575B2 (en) | Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions | |
US10737980B2 (en) | Use of mineral fines to reduce clinker content of cementitious compositions | |
WO2016145548A1 (zh) | 一种利用工业固体废弃物的自密实混凝土及其制备方法 | |
FR3030497B1 (fr) | Liant a base de compose mineral solide riche en oxyde alcalino-terreux avec activateurs phosphates | |
CN110526628B (zh) | 一种大掺量湿磨磷固废超缓凝胶凝材料的制备方法 | |
US10730805B2 (en) | Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions | |
RU2439020C2 (ru) | Бетонная смесь | |
EA029552B1 (ru) | Композиционные вяжущие вещества на основе сульфоалюмината кальция | |
Türkel et al. | The effect of limestone powder, fly ash and silica fume on the properties of self-compacting repair mortars | |
JP2012516280A (ja) | アルカリ活性結合材、前記結合材を用いたアルカリ活性モルタル、コンクリート、コンクリート製品および黄土湿式舗装材 | |
AU2017436163A1 (en) | Methods for producing a cement composition | |
KR20180002288A (ko) | 그라우트재 조성물, 이를 이용한 고유동성 그라우트 | |
RU2770702C1 (ru) | Высокопрочная бетонная смесь с низким расходом цемента | |
JPH0680456A (ja) | 流動性水硬性組成物 | |
RU2720839C1 (ru) | Специальный бетон | |
CN116693247A (zh) | 一种利用分级尾砂制备m20水泥砂浆的方法、产品及应用 | |
Sverguzova et al. | Using ferruginous quartzite tailings in dry building mixes | |
KR101622257B1 (ko) | 산업부산물을 이용한 말뚝 조성물 및 그를 이용한 철도용 연약지반 강화 말뚝 | |
RU2631741C1 (ru) | Бетонная смесь | |
CN109665790B (zh) | 一种水泥基自流平砂浆及其制备方法 | |
RU2725559C1 (ru) | Литая и самоуплотняющаяся бетонная смесь для производства монолитного бетона и сборных изделий из железобетона | |
KR20240060621A (ko) | 콘크리트 혼화제 | |
Abed et al. | Mechanical behavior of self-compacting concrete containing nano-metakaolin | |
Bradu et al. | Workability and compressive strength of self compacting concrete containing different levels of limestone powder | |
KR102631755B1 (ko) | 순환 잔골재의 사용비율에 따른 CSA계 팽창재 함유 27MPa급 순환골재 콘크리트 조성물 |