RU2778220C1 - Высокопрочный бетон - Google Patents
Высокопрочный бетон Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778220C1 RU2778220C1 RU2022105261A RU2022105261A RU2778220C1 RU 2778220 C1 RU2778220 C1 RU 2778220C1 RU 2022105261 A RU2022105261 A RU 2022105261A RU 2022105261 A RU2022105261 A RU 2022105261A RU 2778220 C1 RU2778220 C1 RU 2778220C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- sand
- density
- specified
- value
- Prior art date
Links
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N Silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M Potassium formate Chemical compound [K+].[O-]C=O WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010438 granite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 claims description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 12
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)=C SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009439 industrial construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L Iron(II) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 2
- DNMNDNSFJMUUFM-UHFFFAOYSA-N Prussian blue Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#C[Fe-4](C#N)(C#N)(C#N)(C#N)C#N.N#C[Fe-4](C#N)(C#N)(C#N)(C#N)C#N.N#C[Fe-4](C#N)(C#N)(C#N)(C#N)C#N DNMNDNSFJMUUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003351 Prussian blue Drugs 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из высокопрочного бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также для изготовления конструкций специального назначения. Технический результат - повышение прочности на растяжение при изгибе и понижение истираемости. Высокопрочный бетон, полученный из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, содержит песок с модулем крупности 2,3; щебень гранитный фракции 5-20 мм, комплексную добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,035 г/см3 и значением водородного показателя рН=6,0, состоящую из поликарбоксилатного полимера, представленного сополимером из акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты; золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,023 г/см3 и значением водородного показателя рН=4,0, формиата калия, KHCO2, и воды, при следующем соотношении компонентов, мас. %: поликарбоксилатный полимер, представленный сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты 22,0-25,0; золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,023 г/см3 и значением водородного показателем рН=4,0 5,0-6,0; формиат калия, KHCO2, 6,0-7,0; вода 64,0-65,0, дополнительно содержит тонкодисперсный металлургический шлак с удельной поверхностью Sуд.=400 м2/кг при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 15,46-18,00; указанный шлак 2,25-2,42; указанный песок 33,20-34,00; указанный щебень 40,4-41,6; указанная комплексная добавка 0,15-0,16; вода 6,0-6,36. 2 табл.
Description
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также для изготовления конструкций специального назначения.
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU, №2332379, С04В 28/04, 27.08.2008), содержащая: портландцемент, песок, щебень, добавку, состоящую из золя берлинской лазури с плотностью ρ=1,013 г/см3, рН=4,7-5,3 при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент - 22,40-28,30; песок - 23,60-26,00; щебень - 36,40-39,00; указанная добавка - 0,06-0,08 и вода - 11,64-11,92.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе и повышенная истираемость высокопрочного бетона.
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU, №2433099, С04В 22/06, С04В 111/20; 10.05.2008 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, добавку, состоящую из золя гидроокиси железа (III) с плотностью ρ=1,021 г/см3, водородным показателем рН=4,5-5,5 и суперпластификатора Муропласт ФК63 при следующем соотношении компонентов, мас. %: золь гидроокиси железа (III) с плотностью ρ=1,021 г/см3, водородным показателем рН=4,5-5,5 - 85,50-86,00, суперпластификатора Муропласт ФК63 - 14,0-14,50, при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент - 20,60-27,40; песок - 21,80-24,70; щебень - 42,40-44,50; указанная добавка - 0,70-0,90; вода - 7,70-9,30.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе и повышенная истираемость высокопрочного бетона.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является высокопрочный бетон (RU, №2256630 С04В 28/04, 20.07.2005), содержащий портландцемент, песок; щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, рН=5-6, добавку - калий железистосинеродный [K4Fe(CN)6] и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент - 43,58-47,08; песок - 14,43-15,69; щебень - 25,70-27,84; кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, рН=5…6-0,25-0,27; добавка - калий железистосинеродный [K4Fe(CN)6] - 0,44-0,47; вода - 12,1-12,5.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе и повышенная истираемость высокопрочного бетона.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью на растяжение при изгибе и пониженным значением истираемости.
Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, содержит в качестве песка - песок с модулем крупности 2,3; в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-20 мм; в качестве добавки - содержит комплексную добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,035 г/см3 и водородным показателем рН=6,0, состоящую из поликарбоксилатного полимера, представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты; золя кремниевой кислоты с ρ=1,023 г/см3 и значением водородного показателем рН=4,0 и формиата калия при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| - поликарбоксилатный полимер, | |
| представленный сополимером акриловой | |
| кислоты и этилового эфира | |
| метакриловой кислоты | 22,0-25,0 |
| - золь кремниевой кислоты | |
| с плотностью ρ=1,023 г/см3 и | |
| значением водородного | |
| показателем рН=4,0 | 5,0-6,0 |
| - формиат калия, KHCO2 | 6,0-7,0 |
| - вода | 64,0-65,0, |
дополнительно содержит тонкодисперсный металлургический шлак с удельной поверхностью Syд.=400 м2/кг при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| - портландцемент | 15,46-18,00 |
| - указанный шлак | 2,25-2,42 |
| - указанный песок | 33,20-34,00 |
| - указанный щебень | 40,4-41,6 |
| - указанная комплексная добавка | 0,15-0,16 |
| - вода | 6,0-6,36 |
Указанная комплексная добавка, представленная водным раствором с плотностью ρ=1,035 г/см3 и значением водородного показателя рН=6,0 способствует повышению гидратационной активности цемента. Это происходит вследствие того, что электролит, представленный формиатом калия, KHCO2, катион которого K(1) имеет большой радиус и как следствие маленькую гидратную оболочку, что способствует повышенной подвижности катиона и его способности проникать вглубь конгломератов основных минералов портландцемента, диспернируя их и, таким образом, обеспечивая доступ воды к большему количеству молекул минералов портландцемента, вовлекая, таким образом, повышенное количество молекул основных минералов портландцемента в гидратационные процессы.
Кроме того, присутствие в составе комплексной добавки золя кремниевой кислоты, за счет особых свойств поверхности нанодисперсий диоксида кремния, SiO2, входящих в состав золя, повышает гидратационную активность цемента и дополнительно вступает в реакции синтеза с продуктами гидратации портландцемента, способствуя образованию новых фаз, например, труднорастворимых комплексных гидратных соединений, представленных, низкоосновными гидросиликатами типа гиролита, 2СаО⋅3SiO2⋅2H2O, имеющих волокнистую или игольчатую структуру.
Образование повышенного количества гидратных соединений обеспечивает образование новых контактов между компонентами бетонной смеси и, как следствие, формированию прочной структуры, что способствует повышению прочности на сжатие. Образование низкоосновных гидросиликатов оказывает положительное влияние на повышение прочности на растяжение при изгибе. Компоненты добавки обладают хорошей совместимостью и усиливают эффективность действия каждого компонента, обеспечивая образование повышенного количества гидратных соединений, в том числе низкоосновных гидросиликатов, обладающих повышенной твердостью, которая соответствует значению 4-5 единиц по шкале Мооса, все вышесказанное способствует формированию плотной структуры бетона, характеризуемой пониженной истираемостью.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии комплексной добавки с плотностью ρ=1,035 г/см3 и значением водородного показателя рН=6,0, состоящей из поликарбоксилатного полимера, представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты, золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,023 г/см3, значением водородного показателя рН=4,0 и формиата калия, а именно, увеличивает прочность на растяжение при изгибе на 46%, уменьшает истираемость бетона на 35% до значения 0,5 г/см2.
Смесь, включающая портландцемент, песок с модулем крупности 2,3, щебень фракции 5-20 мм, комплексную добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,035 г/см3 и значением водородного показателя рН=6,0, состоящую из поликарбоксилатного полимера, представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты; золя кремниевой кислоты с плотностью р=1,023 г/см3, значением водородного показателя рН=4,0 и формиата калия обеспечила получение высокопрочного бетона, характеризуемого повышенной прочностью на растяжение при изгибе и пониженным значением истираемости.
По мнению заявителя и авторов, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, а также при изготовлении конструкций специального назначения.
Пример конкретного выполнения.
Готовят сырьевую смесь следующим образом:
1. Приготовление комплексной добавки с плотностью ρ=1,035 г/см3 и значением водородного показателя рН=6,0.
1.1. Дозируют поликарбоксилатный полимер, представленный сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты.
1.2. Дозируют золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,023 г/см3 и значением водородного показателя рН=4,0.
1.3. Дозируют формиат калия.
1.4. Дозируют воду
1.5. Смешивают отдозированные компоненты (по п. 1.1-1.4) при помощи лопастной мешалки до получения однородного раствора с плотностью ρ=1,035 г/см3, значением водородного показателя рН=6,0.
2. Приготовление сырьевой смеси для высокопрочного бетона.
2.1. Дозируют портландцемент М500Д0.
2.2. Дозируют песок с модулем крупности 2,3.
2.3. Дозируют гранитный щебень фракции 5-20 мм.
2.4. Дозируют добавку, приготовленную по п. 1.5.
2.5. Дозируют воду.
2.6. Смешивают все компоненты, отдозированные по п. 2.1-2.5 в бетоносмесителе любой модификации, используемом на действующем производстве до получения однородной, без комков, подвижной смеси, которую используют по назначению для изготовления конструкций из высокопрочного бетона и из которой изготавливают образцы-кубы размером 7,07×7,07×7,07 см для определения истираемости бетона и образцы-призмы квадратного сечения размером 10×10×40 см для определения прочности на растяжение при изгибе. После изготовления все образцы хранили в нормальных условиях (при температуре t=20±2°C и влажности W≥95%) в течение 28 суток. Определение прочности на растяжение при изгибе осуществлялось по ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам». Определение истираемости производилось по ГОСТ 13087-2018 «Бетоны. Методы определения истираемости».
По результатам исследования установлено, что прочность на растяжение при изгибе повысилась на 46% относительно прототипа и истираемость уменьшилось на 35%.
Полученные результаты представлены в таблице.
Claims (4)
- Высокопрочный бетон, полученный из смеси, включающей портландцемент, песок, гранитный щебень, добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве песка содержит песок с модулем крупности 2,3; в качестве щебня содержит щебень гранитный фракции 5-20 мм, в качестве добавки содержит комплексную добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,035 г/см3 и значением водородного показателя рН=6,0, состоящую из поликарбоксилатного полимера, представленного сополимером из акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты; золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,023 г/см3 и значением водородного показателя рН=4,0, формиата калия, KHCO2, и воды, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
поликарбоксилатный полимер, представленный сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты 22,0-25,0 золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,023 г/см3 и значением водородного показателем рН=4,0 5,0-6,0 формиат калия, KHCO2 6,0-7,0 вода 64,0-65,0, - дополнительно содержит тонкодисперсный металлургический шлак с удельной поверхностью Sуд.=400 м2/кг при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
портландцемент 15,46-18,00 указанный шлак 2,25-2,42 указанный песок 33,20-34,00 указанный щебень 40,4-41,6 указанная комплексная добавка 0,15-0,16 вода 6,0-6,36
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2778220C1 true RU2778220C1 (ru) | 2022-08-16 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115636644A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-24 | 广东乐尔康生物科技股份有限公司 | 一种瓷砖胶粘剂及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2684984B1 (fr) * | 1991-12-12 | 1994-04-29 | Dumez Sa Lyonnaise Eaux | Composition de mortier de soufre, son procede de fabrication et son utilisation. |
| RU2256629C1 (ru) * | 2004-03-26 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Высокопрочный бетон |
| RU2256630C1 (ru) * | 2004-03-26 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Высокопрочный бетон |
| RU2332379C1 (ru) * | 2006-12-11 | 2008-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Высокопрочный бетон |
| RU2433099C1 (ru) * | 2010-04-07 | 2011-11-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Высокопрочный бетон |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2684984B1 (fr) * | 1991-12-12 | 1994-04-29 | Dumez Sa Lyonnaise Eaux | Composition de mortier de soufre, son procede de fabrication et son utilisation. |
| RU2256629C1 (ru) * | 2004-03-26 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Высокопрочный бетон |
| RU2256630C1 (ru) * | 2004-03-26 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | Высокопрочный бетон |
| RU2332379C1 (ru) * | 2006-12-11 | 2008-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Высокопрочный бетон |
| RU2433099C1 (ru) * | 2010-04-07 | 2011-11-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Высокопрочный бетон |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115636644A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-24 | 广东乐尔康生物科技股份有限公司 | 一种瓷砖胶粘剂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2256630C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| CN110304857B (zh) | 一种纳米水泥基晶核型早强剂及其制备方法和应用 | |
| RU2555993C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2425814C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2323910C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2705114C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2693085C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2505500C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2610488C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2433098C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2778220C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2489381C2 (ru) | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты) | |
| RU2433099C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2331602C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2684264C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2377211C1 (ru) | Добавка для бетонной смеси | |
| RU2627344C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| RU2727990C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2332379C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2525565C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| RU2562625C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2781588C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2616964C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2592322C1 (ru) | Высокопрочный бетон | |
| RU2593402C1 (ru) | Высокопрочный бетон |