Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2668600C1 - Бетонная смесь - Google Patents

Бетонная смесь Download PDF

Info

Publication number
RU2668600C1
RU2668600C1 RU2017127629A RU2017127629A RU2668600C1 RU 2668600 C1 RU2668600 C1 RU 2668600C1 RU 2017127629 A RU2017127629 A RU 2017127629A RU 2017127629 A RU2017127629 A RU 2017127629A RU 2668600 C1 RU2668600 C1 RU 2668600C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
sand
water
additive
portland cement
Prior art date
Application number
RU2017127629A
Other languages
English (en)
Inventor
Артём Дмитриевич Тихонов
Геннадий Гаврилович Рябов
Роман Геннадьевич Рябов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
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 "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2017127629A priority Critical patent/RU2668600C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2668600C1 publication Critical patent/RU2668600C1/ru

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
    • C04B14/00Use 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
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/048Granite
    • 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
    • C04B14/00Use 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
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к составам бетонных смесей и может найти применение в производстве строительных материалов при изготовлении бетонных изделий: тротуарных плит, бордюрных камней, фундаментов, дорожных покрытий. Технический результат - повышение прочностных свойств, уменьшение водопоглощения, истираемости бетонной смеси, уменьшение теплоэнергетических затрат, а также утилизация отходов металлообрабатывающих и металлургических предприятий. Бетонная смесь, включающая портландцемент, песок, щебень и воду, в качестве песка содержит кварцевый песок с модулем крупности 1,9, в качестве крупного заполнителя - щебень гранитный фракции 5-10 мм, а в качестве добавки пластификатор, содержащий, масс.%: уайт-спирит 67,3, технический солидол 28,86, графитовую пыль 3,84 при следующем соотношении компонентов, масс. %: портландцемент марки 500 11,5, кварцевый песок М=1,9 34,21, щебень гранитный фракции 5-10 мм 48,48, указанная добавка пластификатор 0,26-1,16, вода 4,64-5,54. 2 табл.

Description

Изобретение относится к составам бетонных смесей и может найти применение в производстве строительных материалов при изготовлении бетонных изделий (тротуарных плит, бордюрных камней, фундаментов, дорожных покрытий).
Известен состав бетонной смеси с комплексными добавками, используемых для изготовления и ремонта железобетонных изделий, приведенный в патенте РФ №2064907, МПК8 С04В 28/02, и включающий, масс. %.
Портландцемент 18,9-19,4
Щебень 44,1-44,5,
Песок 35,0-35,6
Суперпластификатор С-3 0,1-0,2
Порошкообразный поливинилацетат 0,8-1,1
Метилпиразол 0,1-0,2
Наряду с достоинствами добавки (повышение плотности бетона, коррозионной стойкости арматуры, адгезии к бетону и металлу и технологичности за счет приготовления сухой бетонной смеси в заводских условиях) имеются и недостатки:
1. Низкая механическая прочность изделий.
2. Значительное коробление изделий на основе этой бетонной смеси при увлажнении и сушке, что сокращает срок их службы.
3. Не обеспечивается необходимая белизна поверхностей изделий, изготовленных на основе этой бетонной смеси, т.к. цвет поверхностей характеризуется как грязноватый, вследствие того, что суперпластификатор С-3, имея темный цвет и являясь поверхностно-активным веществом, адсорбируется на поверхности зерен цемента и окрашивает его в темный цвет, что придает всему изделию грязный оттенок.
Известен состав бетонной смеси для производства облицовочных плит, например: фасадочных, цокольных или тротуарных, приведенный в патенте РФ №2131856, МПК8 С04В 28/04. В состав смеси входят компоненты при следующем соотношении, масс. %:
Портландцемент 19,5-20,1
Щебень 48,2-48,5
Песок 30,0-31,5
Суперпластификатор С-3 0,21-0,50
Порошкообразный бентонит 0,4-1,2
Наряду с достоинствами добавки (повышение механической прочности изделий, уменьшение коробления при увлажнении и сушке плоских изделий, а следовательно, увеличение их срока службы и обеспечение осветления поверхностей изделий) имеются и недостатки:
1. Недостаточная прочность и истираемость.
2. Крошливость краев плитки в процессе укладки.
Наиболее близкий состав бетонной смеси для производства бетонных изделий, декоративных плит, дорожных и тротуарных покрытий и может быть использован в строительных и отделочных работах приведен в патенте РФ №2307209, МПК8 С04В 28/00. В качестве пластификатора состав содержит нефтесодержащие шламы. В состав смеси входят компоненты при следующем соотношении, масс. %:
цемент марки М500 10,33-15,64
песок 14,53-26,57
щебень 36,9-55,86
нефтесодержащие шламы 5,59-20,66
вода 5,54-8,38
Наряду с достоинствами добавки (сокращение расхода высококачественного цемента, обеспечение возможности использования в производстве старых бетонных изделий или использование низкокачественного цемента) имеются и недостатки:
1. Нефтяной шлам необходимо нагревать до 33°С, что усложняет технологию подготовки бетонной смеси, а также увеличивает финансовые расходы на энергозатраты.
2. Недостаточная прочность.
Задача изобретения - упрощение технологии получения бетонной смеси за счет уменьшения теплоэнергетических затрат и повышение прочности.
Поставленная задача достигается тем, что бетонная смесь содержит: портландцемент марки 500, щебень гранитный фр. 5-10, кварцевый песок с модулем крупности 1,9, воду, а также добавку пластификатор, полученный перемешиванием в течение минут 210 г (67,3%) уайт-спирита и 90 г (28,86%) солидола с последующим введением в полученную смесь 12 г (3,84%) графитовой пыли и повторным перемешиванием в течение 5 минут.
Приготовление бетонной смеси происходит в следующем соотношении, масс. %:
Портландемент марки 500 11,5
Кварцевый песок Мкр=1,9 34,21
Щебень гранитный фр. 5-10 мм 48,48
Добавка пластификатор, состоящий из уайт-спирита (67,3%),
технического солидола (28,86%), графитовой пыли (3,84%) 0,26-1,16
Вода 4,63-5,53
Для реализации поставленной задачи и сопоставления заявляемой смеси с составом смеси прототипа, были приготовлены бетонные смеси, приведенные в таблице 1.
Figure 00000001
Характеристика компонентов бетонной смеси
Портландцемент общестроительный класса ЦЕМ I 52,5 Н (марки ПК 500-ДО-Н), соответствующий ГОСТ 31108-2003.
Кварцевый песок соответствует ГОСТ 8736-2014 и ГОСТ 26633-2012. Модуль крупности песка Мк=1,9, истинная плотность ри=2,64 г/м3, насыпная плотность рн=1,55 г/м3. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов Аафф в песке составляет 82,3 Бк/кг. Содержание пылевидных и глинистых частиц 1%, глины в комках 0,2%.
Гранитный щебень фр. 5-10 соответствует ГОСТ 8267-93.
Вода затворения соответствует ГОСТ 23732-2011. «Вода для бетонов и растворов. Технические указания».
Графитовая пыль представляет собой чешуйки графита и их сростки, образующиеся: в металлургических цехах, при производстве чугуна (выпуске чугуна из доменной печи), при производстве электроугольных изделий. Основные характеристики компонента представлены в ГОСТ 17022-81.
Уайт-спирит - это вещество, получаемое путем перегонки и очищения нефти. За основу для его изготовления берут смеси алифатических и ароматических углеводородистых соединений: 16% - ароматические вещества; 0,025% - массовая доля серного вещества.
3-4,5 - степень летучести;
33°С - минимальная температура возгорания;
0,79 г/м3 - параметр плотности при температурном режиме в 20°С;
1650°С - стандартная температура начального кипения растворителя;
ГОСТ 3134-78*. «Уайт-спирит. Технические условия»
Смазка солидол. Технический солидол жировой - это водостойкая, гидратированная кальциевая смазка, которая предназначена для смазки узлов трения качения и для скольжения машин и механизмов. Изготавливается в соответствии с ГОСТ 1033-79. В состав солидола входит смесь нефтяных масел, загущенная кальциевым мылом жирных кислот, которые входят в состав природных жиров. Плотность солидола составляет 0,9 г/см3. Вязкость солидола при температуре 0°С становится не более 250⋅10 с-1 Па⋅с.
Проведены экспериментальные исследования эффективности предлагаемой добавки на физико-механические свойства бетона. Для сравнения эффективности добавки произведены испытания бетона с различным содержанием пластифицирующей добавки с целью выявления наилучшего результата в сравнении с составом прототипом (таблица 2) и дальнейшего применения пластификатора в качестве модифицирующей добавки для бетона.
ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ.
Приготавливали пластифицирующую добавку для предлагаемой бетонной смеси. Для этого дозировали по массе следующие компоненты. Взяли 210 г (67,3%) уайт-спирита, в который при перемешивании добавили 90 г технического солидола (28,86%). Через 10 минут перемешивания, раствор достиг однородного состояния и в него ввели 12 г графитовой пыли (3,84%). Далее через 5 минут перемешивания получилась необходимая нам добавка. Полученная добавка принята в качестве пластификатора для бетонов, причем не требующий дополнительных затрат на подогрев. Полученный раствор неустойчив к расслаиванию, серого цвета, перед использованием нужно тщательно перемешивать.
Эффект действия разработанной бетонной смеси был проверен на составе, содержащем: портландцемент марки 500, щебень гранитный фр. 5-10, кварцевый песок с модулем крупности 1,9, воду. По стандартной методике изготавливались образцы - балочки размером 4×4×16 см.
Твердели образцы при нормальных условиях 28 суток, а затем были испытаны на показание прочности при сжатии и на растяжение при изгибе, чтобы установить оптимальный расход добавки, соответствующий максимально полученной прочности. Также были проведены испытания на водопоглощение,
Figure 00000002
Сопоставительный анализ результатов испытаний, приведенных в таблице 2:
1. Как видно из данных таблицы 2, прочность образцов из составов бетонной смеси №2, 3, 4, 5 не ниже прочности образцов из смеси прототипа.
2. Прочность образцов из смеси №6 ниже прочности образцов прототипа, а прочность образцов из смеси №5 не превышает прочности образцов из смеси №4.
3. Истираемость образцов из составов бетонной смеси №3, 4 меньше, чем у образцов из смеси прототипа.
4. Водопоглощение образцов из составов бетонной смеси №3, 4 меньше, чем у образцов из смеси прототипа.
5. Состав №6 показывает, что большое количество добавки отрицательно влияет на прочность, водопоглощение и истираемость образцов.
Химическая сущность природы действия пластифицирующей добавки состоит в механизме соединения углеродосодержащего компонента, а точнее графитовой пыли, с солидоловой смазкой и уайт-спиритом, что привело к следующим эффектам:
1. При смешивании графитовой пыли и солидола получается графитовая смазка, которая хорошо растворяется в ароматических углеводородных жидкостях (уайт-спирит), причем микрочастицы графита находятся во взвешенном состоянии, образуя раствор серого цвета.
2. Углерод, содержащийся в химическом составе предлагаемого пластификатора, способен повышать прочность цементно-песчаного бетона.
3. Нефтяной шлам необходимо нагревать до 33°С, а приготовление используемой в составе бетонной смеси пластифицирующей добавки не требует предварительного подогрева, что уменьшает расходы на теплоэнергетические затраты.

Claims (2)

  1. Бетонная смесь, включающая портландцемент, песок, щебень и воду, отличающаяся тем, что в качестве песка взят кварцевый песок с модулем крупности 1,9, в качестве крупного заполнителя используется щебень гранитный фракции 5-10 мм, а в качестве добавки пластификатор, содержащий, масс.%: уайт-спирит 67,3, технический солидол 28,86, графитовую пыль 3,84 при следующем соотношении компонентов, масс. %:
  2. Портландцемент марки 500 11,5 Кварцевый песок Мкр=1,9 34,21 Щебень гранитный фракции 5-10 мм 48,48 Указанная добавка пластификатор 0,26-1,16 Вода 4,64-5,54
RU2017127629A 2017-08-01 2017-08-01 Бетонная смесь RU2668600C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017127629A RU2668600C1 (ru) 2017-08-01 2017-08-01 Бетонная смесь

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017127629A RU2668600C1 (ru) 2017-08-01 2017-08-01 Бетонная смесь

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2668600C1 true RU2668600C1 (ru) 2018-10-02

Family

ID=63798183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017127629A RU2668600C1 (ru) 2017-08-01 2017-08-01 Бетонная смесь

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2668600C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781876C1 (ru) * 2022-03-31 2022-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Бетонная смесь

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2307209C1 (ru) * 2006-01-10 2007-09-27 Александра Александровна Рожман Состав для тротуарной плитки
RU2498955C1 (ru) * 2012-05-16 2013-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", ОАО "НИЦ "Строительство" Бетонная смесь для монолитного бетонирования
RU2562310C1 (ru) * 2014-05-30 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Высокопрочный бетон
US9186697B2 (en) * 2008-11-06 2015-11-17 Wacker Chemie Ag Methods for applying polymer-modified wet concrete mixtures
RU2593404C1 (ru) * 2015-06-08 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Высокопрочный бетон

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2307209C1 (ru) * 2006-01-10 2007-09-27 Александра Александровна Рожман Состав для тротуарной плитки
US9186697B2 (en) * 2008-11-06 2015-11-17 Wacker Chemie Ag Methods for applying polymer-modified wet concrete mixtures
RU2498955C1 (ru) * 2012-05-16 2013-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", ОАО "НИЦ "Строительство" Бетонная смесь для монолитного бетонирования
RU2562310C1 (ru) * 2014-05-30 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Высокопрочный бетон
RU2593404C1 (ru) * 2015-06-08 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Высокопрочный бетон

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781876C1 (ru) * 2022-03-31 2022-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Бетонная смесь
RU2804035C1 (ru) * 2023-04-12 2023-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Бетонная смесь

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Mechanical strengths and durability properties of pervious concretes with blended steel slag and natural aggregate
Singh et al. Effect of mineral admixtures on fresh, mechanical and durability properties of RAP inclusive concrete
Nassar et al. Mechanical, durability and microstructure properties of Cold Asphalt Emulsion Mixtures with different types of filler
Lu et al. Influence of ternary blended cementitious fillers in a cold mix asphalt mixture
Safi et al. The use of seashells as a fine aggregate (by sand substitution) in self-compacting mortar (SCM)
Almeida et al. High-performance concrete with recycled stone slurry
Jindal et al. Behavioural study of pavement quality concrete containing construction, industrial and agricultural wastes
Sivakumar et al. Characteristic studies on the mechanical properties of quarry dust addition in conventional concrete
US8580030B2 (en) Concrete mix having anti-efflorescence properties and method of making concrete using the same
CN103242002A (zh) 一种冷拌半柔性复合路面材料及其制备方法
Singh et al. Durability properties of pavement quality concrete containing fine RAP
Elinwa et al. X-ray diffraction and microstructure studies of gum Arabic-cement concrete
KR102424551B1 (ko) 조기강도 발현형 콘크리트 조성물
CN104870396A (zh) 水泥促凝剂和电弧炉粉尘在水泥中的应用
Liao et al. Effect of waste oyster shell powder content on properties of cement-metakaolin mortar
WO2008146979A1 (en) Composition for solidifying soil and industrial waste
WO2013070538A1 (en) Utilization of heavy oil ash to produce self-consolidated concrete
Sowmya et al. Mixing of waste foundry sand in concrete
RU2668600C1 (ru) Бетонная смесь
RU2351703C1 (ru) Способ приготовления холодной органоминеральной смеси для дорожных покрытий
Rambabu et al. Effect of acidic environment (HCL) on concrete with sugarcane bagasse ash as pozzolona
Ofuyatan et al. Performance of self compacting concrete incorporating ground granulated blast furnace slag and metakaolin
Sharath et al. Experimental investigations on performance of concrete incorporating Precious Slag Balls (PS Balls) as fine aggregates
Sun et al. Study on preparation of inorganic binder stabilized material with large dosage of phosphogypsum
Kavitha et al. Utilization of quartzite as fine aggregate in concrete

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190802