RU2233254C2 - Композиция для получения строительных материалов - Google Patents
Композиция для получения строительных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233254C2 RU2233254C2 RU2000127644/03A RU2000127644A RU2233254C2 RU 2233254 C2 RU2233254 C2 RU 2233254C2 RU 2000127644/03 A RU2000127644/03 A RU 2000127644/03A RU 2000127644 A RU2000127644 A RU 2000127644A RU 2233254 C2 RU2233254 C2 RU 2233254C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- carbon
- mineral binder
- fulleroid type
- clusters
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 239000004566 building material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 4
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 15
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 10
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- -1 artificial Substances 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000011210 fiber-reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 2
- FOGYNLXERPKEGN-UHFFFAOYSA-N 3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonic acid Chemical compound COC1=CC=CC(CC(CS(O)(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS(O)(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O FOGYNLXERPKEGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000033116 Asbestos intoxication Diseases 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 206010003441 asbestosis Diseases 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000005002 finish coating Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-M naphthalene-1-sulfonate Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)[O-])=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- 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
- C04B14/022—Carbon
- C04B14/026—Carbon of particular shape, e.g. nanotubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (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
Изобретение относится к составам на основе минеральных вяжущих, таких как цемент, известь, гипс или их смеси, и может найти применение в промышленности строительных материалов при изготовлении бетона, фибробетона, цементно-волокнистых строительных материалов, шифера, штукатурки, отделочных покрытий, в том числе лепнины. Технический результат - повышение физико-механических характеристик изделий. Композиция для получения строительных материалов на основе минерального вяжущего, включающая минеральное вяжущее, выбранное из группы, включающей цемент, известь, гипс или их смеси и воду, дополнительно содержит углеродные кластеры фуллероидного типа с числом атомов углерода 36 и более при следующем соотношении компонентов в композиции (мас.%): минеральное вяжущее 33-77; углеродные кластеры фуллероидного типа 0,0001-2,0; вода - остальное. В качестве углеродных кластеров фуллероидного типа композиция может содержать полидисперсные углеродные нанотрубки. В качестве углеродных кластеров фуллероидного типа она может содержать полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры с межслоевым расстоянием 0,34-0,36 нм и размером частиц 60-200 нм. В качестве углеродных кластеров фуллероидного типа композиция может содержать смесь полидисперсных углеродных нанотрубок и фуллерена С60. Композиция может дополнительно содержать технологические добавки, взятые в количестве 100-250 мас.ч. на 100 мас.ч. минерального вяжущего. 4 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Description
Заявляемое изобретение относится к составам на основе минеральных вяжущих, таких как цемент, известь, гипс или их смеси. Оно может найти применение в промышленности строительных материалов при изготовлении бетона, фибробетона, цементно-волокнистых строительных материалов, шифера, штукатурки, отделочных покрытий, в том числе лепнины и т.п.
Бетоны и строительные растворы, полученные из цемента, извести, гипса или их смесей в различном сочетании, содержащие в качестве заполнителя песок, щебень, гравий и т. п., обычно имеют недостаточные для успешной эксплуатации показатели прочности при растяжении и трещиностойкость, а главное, отличаются неравномерностью (анизотропностью) механических свойств [Рабинович Ф.Н. Дисперсно-армированные бетоны. М.: Стройиздат, 1994, с.4].
С целью упрочнения в бетонные композиции вводят стальные стержни или арматуру. Железобетон, полученный таким образом, имеет достаточную для успешной эксплуатации прочность, однако такие недостатки, как низкая трещиностойкость и анизотропность до конца не устраняются при армированиии; коэффициент использования стальной арматуры не превышает 4,5 [там же, с.4].
Для повышения равномерности физико-механических свойств по объему (тропности) строительных материалов в композиции для их получения вводят дисперсно-распределенные армирующие элементы, такие как стальные, искусственные, асбестовые или деревянные волокна (фибры).
Известна композиция для получения фибробетона, включающая цемент в качестве минерального вяжущего, воду, песок в качестве заполнителя и до 10% от массы композиции стальной фибры [там же, с.64]. У фибробетона, изготовленного из указанной композиции, увеличивается прочность при растяжении, повышается трещиностойкость и стойкость к истиранию, однако прочность на сжатие повышается только на 10-20%.
Недостатком известной композиции является то, что армирование бетона стальной фиброй происходит на макроуровне без изменения структуры цементного камня. Кроме того, для изготовления известной композиции требуется специальное оборудование - вибросито, “беличьи колеса”, смесители принудительного действия с большим потреблением энергии.
Также известна композиция для получения строительных материалов, включающая минеральное вяжущее - цемент, воду и до 15 мас.% тонковолокнистого асбеста [Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. М.: Стройиздат, 1986, с.622]. Добавка тонковолокнистого асбеста приводит к тому, что возрастает и прочность на сжатие и прочность при растяжении изделия, макроизотропность свойств этой композиции выше макроизотропности сталефибробетона. Недостатком известной композиции является то, что структура цементного камня остается без изменений, что проявляется в невысоких показателях ударной вязкости. Кроме того, изготовление наполненных асбестом композиций, включающее распушку асбеста, является вредным производством, вызывающим профзаболевание асбестоз.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой композиции, является композиция для получения строительных материалов, включающая связующее, выбранное из группы, включающей цемент, известь, гипс или их смеси и воду [патент РФ №2085394, МПК6 В 32 В 13/02, опубл. 27.07.97]. Указанная композиция может также содержать легкий наполнитель, такой как вспученный перлит или вермикулит, или шлак, или золу ТЭС и др. Композиция используется для изготовления внутреннего слоя слоистых материалов. Панели, изготовленные из указанных материалов, легкие (плотность 0,32-0,36 г/см3), но их прочность на изгиб не велика: 0,35-0,55 МПа. Эти значения достаточны для целей указанного изобретения, но слишком низки для строительных материалов.
Задачей настоящего изобретения является повышение физико-механических характеристик изделий из композиции на основе минеральных вяжущих путем микроструктурирования цементного (известкового, гипсового, цементно-известкового или цементно-гипсового) камня.
Сущность изобретения заключается в том, что композиция для получения строительных материалов, содержащая минеральное вяжущее, выбранное из группы, включающей цемент, известь, гипс или их смеси и воду, дополнительно содержит углеродные кластеры фуллероидного типа с числом атомов углерода 36 и более, причем компоненты взяты в следующих соотношениях, мас.%: минеральное вяжущее 33-77; углеродные кластеры фуллероидного типа 0,0001-2,0; вода - остальное.
Композиция может дополнительно содержать технологические добавки: заполнители, наполнители, армирующие элементы и химические добавки.
В качестве углеродных кластеров фуллероидного типа композиция может включать полидисперсные углеродные нанотрубки или смесь нанотрубок с фуллеренами с числом атомов углерода 36 и более, или полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры фуллероидного типа с межслоевым расстоянием 0,34-0,36 нм и размером частиц 60-200 нм.
Нанотрубки получены так, как это описано в [Ymamura M.et al. Japan Y Appl. Phys., 1994, V 33 (2), L 1016].
Фуллерены получены так, как это описано в [Белоусов В.П. и др. Оптический журнал. 1997, т. 69, №12, с. 3].
Полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры с межслоевым расстоянием 0,34-0,36 нм и размером частиц 60-200 нм выделены заявителем из корки катодного депозита, полученного в пламени дугового разряда в атмосфере гелия путем последовательных операций окисления в газовой и в жидкой фазе и идентифицированы им.
Углеродные кластеры вводятся в композицию в виде водной дисперсии.
В качестве заполнителей композиция может включать песок, щебень, гравий, гальку, шлаки, камни и т.п. В качестве наполнителей композиция может содержать мелкодисперсные, с диаметром частиц менее 0,1 мм, твердые вещества, полученные путем помола, конденсации или другими способами. Например, это могут быть молотые песок, руда, шлаки, кремнеземсодержащие вещества и т.п.
В качестве армирующих элементов композиция может содержать стальную арматуру, фибру различных видов, стружку и т.д. Армирующие элементы еще более увеличивают прочностные показатели, трещиностойкость и ударную вязкость изделий.
В качестве химических добавок композиция может содержать вещества, влияющие на скорость схватывания или твердения, меняющие реологические свойства смеси или температуру протекания процесса, пенообразующие, гидрофобизирующие, бактерицидные и т.п. Композиция может и не содержать химических добавок, заполнителей, наполнителей или армирующих элементов или включать отдельные из них.
Заявителям из уровня техники неизвестно использование углеродных кластеров фуллероидного типа в композициях на основе минеральных вяжущих.
Далее заявляемое изобретение поясняется примерами, но не ограничено ими.
Пример 1
В смеситель роторного типа с рабочим объемом 0,3 м3 загрузили в качестве минерального вяжущего 40 кг портланд цемента и 8 кг модификатора бетона - порошкообразного продукта, содержащего кремнезем, суперпластификатор и регулятор твердения бетона МБ-01 производства "Предприятия Мастер-Бетон" Всего загружено 77 мас.% минерального вяжущего. Далее в смеситель загрузили 40 кг (83,3 мас.ч. на 100 ч минерального вяжущего) кварцево-полевошпатного песка в качестве заполнителя(технологическая добавка).
Сухие смеси перемешали и при непрерывном перемешивании в смеситель влили 12 кг воды, содержащей 0,001 кг (0,002 мас.%) углеродных нанотрубок. Смесь перемешивали 2 минуты и разлили в кубические формы со стороной 100 мм и призматические формы размером 100×100×400 мм. Состав отвердевал в течение 28 суток в нормальных условиях.
На полученных образцах определили прочность на сжатие, МПа, и прочность на растяжение при изгибе, МПа, по ГОСТ 10180-90.
Состав композиции и прочностные показатели приведены в таблице.
Пример 2 (контрольный)
Композицию получали как в Примере 1, но в отсутствие углеродных кластеров.
Состав композиции и физико-механические свойства, которые уступают свойствам композиции по Примеру 1, приведены в таблице.
Пример 3
Композицию получали как в Примере 1, но в качестве углеродных кластеров ввели полиэдральные многослойные углеродные структуры с межслоевым расстоянием 0,34-0,36 нм и средним размером частиц 60-200 нм.
Состав композиции и физико-механические свойства, которые выше свойств композиции по Примеру 2, но ниже свойств композиции по Примеру 1, приведены в таблице.
Пример 4
Композицию получали как в Примере 1, но в качестве углеродных кластеров ввели смесь полидисперсных углеродных нанотрубок и фуллерена C60, взятых в соотношении 3:1. Дополнительно, в композицию ввели армирующий элемент - стекловолокно длиной 7-19 мм.
Состав композиции и физико-механические свойства, которые выше свойств композиции по Примеру 2, но ниже свойств композиции по Примеру 1, приведены в таблице.
Пример 5
Композиция получена и исследована как в Примере 1, но в качестве минерального вяжущего взяли 25 кг (68 мас.%) минерального вяжущего низкой водопотребности марки ВНВ-100, включающею тонкодисперсный цемент и суперпластификатор С-3 (натриевая соль поликонденсата нафталинсульфокислот и формальдегида, сульфата натрия и натриевой соли лигносульфоновой кислоты); в качестве наполнителя и заполнителя в композицию ввели 56 кг гематита; дополнительно в композицию ввели 5 кг стальной фибры в качестве армирующего материала. Всего взято 244 мас.ч. технологических добавок на 100 мас.ч. минерального вяжущего.
Состав композиции и физико-механические показатели приведены в таблице.
Пример 6 (контрольный)
Композицию получили как в Примере 5, но не добавляли углеродных нанотрубок.
Состав композиции и физико-механические показатели, которые ниже показателей композиции по Примеру 5, приведены в таблице.
Пример 7
В смеситель загрузили 40 кг (40 мас.%) полуводного гипса (CaSО4·0.5 Н2О) и при перемешивании добавили 59,998 кг воды, содержащей 0,002 кг (0,002 мас.%) полидисперсных углеродных наноструктур. После перемешивания из раствора отлили образцы размером 40×40×160 мм.
Образцы отвердевали в течение 2 часов при температуре 60С°.
Испытания на изгиб и сжатие проводили по ГОСТ 3104 81.
Состав композиции и физико-механические показатели приведены в таблице.
Пример 8 (контрольный)
Композиция получена и испытана как в Примере 9, но она не включала углеродных кластеров. Состав композиции и физико-механические показатели, которые ниже показателей композиции по Примеру 7, приведены в таблице.
Пример 9
В смеситель загрузили 25 кг (52 мас.%) цемента, 10 кг (20,8 мас.%) гашеной извести и 50 кг кварцевого песка, то есть 143 мас.ч. технологической добавки на 100 мас.ч. минерального вяжущего. После смешения сухих компонентов при перемешивании в смеситель загрузили 13 кг воды, содержащей 0,02 кг (0,04 мас.%) полиэдральных многослойных углеродных наноструктур. После перемешивания из полученной массы отлили кубические образцы размерами 100×100×400 мм. Состав отвердевал на воздухе в течение 28 суток в нормальных условиях.
Испытания на сжатие и на изгиб проводили по ГОСТ 10180-90.
Состав композиции и физико-механические показатели приведены в таблице.
Пример 10 (контрольный)
Композиция получена и испытана как в Примере 9, но без введения углеродных кластеров. Состав композиции и физико-механические показатели, которые ниже таких же показателей в Примере 9, приведены в таблице.
Пример 11
В смеситель загрузили 10 кг (35,7 мас.%) гашеной извести и 18 кг воды, содержащей 0,02 кг (0,07 мас.%) полиэдральных многослойных углеродных наноструктур. После смешения в известковое тесто при перемешивании добавили 70 кг (100 мас.ч. технологической добавки на 100 мас.ч. минерального вяжущего) песка. Из смеси изготовили образцы размером 40×40×160 мм, которые отвердевали на воздухе при 15°С 28 суток. Испытания на сжатие и на изгиб проводились по ГОСТ 3104-81. Состав композиции и физико-механические показатели приведены в таблице.
Пример 12 (контрольный)
Композиция получена и испытана как в Примере 11, но без введения углеродных кластеров. Состав композиции и физико-механические показатели, которые ниже, чем показатели композиции в Примере 11, приведены в таблице.
Как видно из таблицы, во всех случаях, добавление углеродных кластеров, даже в количестве 0,0001 мас.% (Пример 4), приводит к возрастанию как прочности при сжатии, так и прочности при изгибе. На фиг. 1 и фиг. 2 приводятся электронно-микроскопические структуры цементного камня, не содержащего углеродных кластеров (фиг.1) и содержащего их (фиг 2) На фиг.2 видны кристаллообразования, сформировавшиеся в процессе гидратации цементного камня в присутствии углеродных кластеров. Микрофибрилы меняют внутреннюю структуру цементного камня, улучшая прочностную однородность материала за счет ненаправленного увеличения сцепления микрофибрил между собой.
На фиг.3 представлен график зависимости между напряжением (σ) и деформациями (Е), построенный на основе испытаний на растяжение при изгибе композиций, усиленных стальной фиброй (Примеры 5 и 6 контр.). Кривая а) относится к контрольной композиции (фибробетон), кривая б) - к композиции сталефибробетона с добавками полидисперсных углеродных нанотрубок (фибробетон с нанотрубами). Площадь под диаграммой, соответствующая работе разрушения, в 2,6 раза больше, чем для контрольной диаграммы. Изменился также характер разрушения: увеличились предельные и запредельные деформации, появилась площадка текучести Все сказанное свидетельствует о том, что при внутреннем структурировании цементного камня затраты энергии на разрушение увеличиваются в несколько раз.
Claims (5)
1. Композиция для получения строительных материалов на основе минерального вяжущего, включающая минеральное вяжущее, выбранное из группы, включающей цемент, известь, гипс или их смеси, и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит углеродные кластеры фуллероидного типа с числом атомов углерода 36 и более при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%:
Минеральное вяжущее 33-77
Углеродные кластеры фуллероидного типа 0,0001-2,0
Вода Остальное
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве углеродных кластеров фуллероидного типа она содержит полидисперсные углеродные нанотрубки.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве углеродных кластеров фуллероидного типа она содержит полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры с межслоевым расстоянием 0,34-0,36 нм и размером частиц 60-200 нм.
4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве углеродных кластеров фуллероидного типа она содержит смесь полидисперсных углеродных нанотрубок и фуллерена C60.
5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит технологические добавки, взятые в количестве 100-250 мас.ч. на 100 мас.ч. минерального вяжущего.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000127644/03A RU2233254C2 (ru) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Композиция для получения строительных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000127644/03A RU2233254C2 (ru) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Композиция для получения строительных материалов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000127644A RU2000127644A (ru) | 2002-12-10 |
| RU2233254C2 true RU2233254C2 (ru) | 2004-07-27 |
Family
ID=33412011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000127644/03A RU2233254C2 (ru) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Композиция для получения строительных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2233254C2 (ru) |
Cited By (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2281262C1 (ru) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Ижевский государственный технический университет | Композиция для получения строительных материалов |
| RU2287505C1 (ru) * | 2005-05-03 | 2006-11-20 | Ижевский государственный технический университет | Формовочная смесь для пенобетона |
| RU2345968C2 (ru) * | 2007-01-24 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" | Композиция для получения строительного материала |
| RU2360891C1 (ru) * | 2007-09-21 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Сырьевая смесь для пенобетона |
| RU2363679C1 (ru) * | 2007-12-28 | 2009-08-10 | ГОУ ВПО Московский государственный строительный университет (МГСУ) | Кладочный раствор |
| RU2392252C1 (ru) * | 2009-02-27 | 2010-06-20 | Владимир Николаевич Сурков | Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона |
| MD166Z (ru) * | 2009-11-02 | 2010-10-31 | Николай СЕРАФИМЧУК | Композитный материал и способ его получения |
| WO2011010947A1 (ru) | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Ponomarev Andrey Nikolaevich | Нанокомпозитный материал на основе минеральных вяжущих |
| RU2412128C2 (ru) * | 2005-11-11 | 2011-02-20 | РУРЕДИЛ С.п.А. | Строительный элемент и способ армирования строительной конструкции |
| RU2416588C1 (ru) * | 2010-02-01 | 2011-04-20 | Юрий Александрович Бурлов | Состав смеси для производства поробетона |
| RU2416579C2 (ru) * | 2005-11-18 | 2011-04-20 | Нордкалк Ойй Эйбипи | Водная суспензия на основе гидравлического связующего и способ ее получения |
| RU2422408C1 (ru) * | 2010-04-30 | 2011-06-27 | Владимир Александрович Перфилов | Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления |
| RU2467972C1 (ru) * | 2011-03-25 | 2012-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Смесь для производства мелкозернистого сталефибробетона на основе отсева дробления кварцитопесчаника |
| RU2471752C1 (ru) * | 2011-06-20 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой |
| RU2472753C1 (ru) * | 2011-06-21 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Теконит" | Способ изготовления сырьевой смеси для ячеистого бетона |
| ITTO20130102A1 (it) * | 2013-02-07 | 2013-05-09 | Torino Politecnico | Materiale composito da costruzione. |
| RU2524361C2 (ru) * | 2012-07-11 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для получения газобетона |
| EA019884B1 (ru) * | 2010-10-28 | 2014-07-30 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Композиция для получения строительных материалов |
| RU2524699C1 (ru) * | 2013-08-13 | 2014-08-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления бетона |
| RU2538410C1 (ru) * | 2013-12-10 | 2015-01-10 | Андрей Николаевич Пономарев | Нанокомпозитный материал на основе минеральных вяжущих |
| RU2538575C1 (ru) * | 2014-02-25 | 2015-01-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления пенобетона |
| RU2543847C2 (ru) * | 2013-07-05 | 2015-03-10 | Евгений Николаевич Ястремский | Способ приготовления смеси для производства композиционного ячеистого бетона |
| RU2552730C2 (ru) * | 2013-04-26 | 2015-06-10 | Евгений Николаевич Ястремский | Сухая смесь для производства композиционного ячеистого бетона |
| RU2600398C1 (ru) * | 2015-10-07 | 2016-10-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Сырьевая смесь для изготовления газобетона автоклавного твердения |
| RU2617812C1 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Способ приготовления дисперсно-армированного строительного раствора для монолитных полов |
| RU2625059C1 (ru) * | 2016-04-18 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Фасадный отделочный композиционный материал |
| RU2627335C2 (ru) * | 2016-01-15 | 2017-08-07 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Российский новый университет" (АНО ВО "РосНОУ") | Сырьевая смесь для строительных материалов |
| RU2735004C1 (ru) * | 2019-03-14 | 2020-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЦЕНТР РЕСТАВРАЦИИ" | Способ производства сухих строительных смесей |
| RU2788184C2 (ru) * | 2018-10-29 | 2023-01-17 | С2Снт, Ллс | Применение изготовленных углеродных наноматериалов с низким уровнем углеродного следа для изготовления композиционных материалов с низким уровнем выбросов co2 |
| US11767260B2 (en) | 2018-10-29 | 2023-09-26 | C2Cnt, Llc | Use of carbon nanomaterials produced with low carbon footprint to produce composites with low CO2 emission |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003101908A1 (en) * | 2002-06-03 | 2003-12-11 | Zakrytoe Akcionernoe Obschestvo 'astrin-Holding' | Compound for producing building materials |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2036298C1 (ru) * | 1992-12-08 | 1995-05-27 | Западно-Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности | Тампонажная композиция |
| RU2051135C1 (ru) * | 1989-12-08 | 1995-12-27 | Ниппон Каяку Кабусики Кайся | Гидравлическая композиция, высокопрочный композитный материал и способ получения высокопрочного композитного материала |
| RU2068489C1 (ru) * | 1992-10-26 | 1996-10-27 | Украинский научно-исследовательский институт природных газов | Способ крепления скважин |
| RU2085394C1 (ru) * | 1994-02-16 | 1997-07-27 | Евгений Афанасьевич Точилин | Композиционный материал "миленитт-этп" |
-
2000
- 2000-10-26 RU RU2000127644/03A patent/RU2233254C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2051135C1 (ru) * | 1989-12-08 | 1995-12-27 | Ниппон Каяку Кабусики Кайся | Гидравлическая композиция, высокопрочный композитный материал и способ получения высокопрочного композитного материала |
| RU2068489C1 (ru) * | 1992-10-26 | 1996-10-27 | Украинский научно-исследовательский институт природных газов | Способ крепления скважин |
| RU2036298C1 (ru) * | 1992-12-08 | 1995-05-27 | Западно-Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности | Тампонажная композиция |
| RU2085394C1 (ru) * | 1994-02-16 | 1997-07-27 | Евгений Афанасьевич Точилин | Композиционный материал "миленитт-этп" |
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2281262C1 (ru) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Ижевский государственный технический университет | Композиция для получения строительных материалов |
| RU2287505C1 (ru) * | 2005-05-03 | 2006-11-20 | Ижевский государственный технический университет | Формовочная смесь для пенобетона |
| RU2412128C2 (ru) * | 2005-11-11 | 2011-02-20 | РУРЕДИЛ С.п.А. | Строительный элемент и способ армирования строительной конструкции |
| RU2416579C2 (ru) * | 2005-11-18 | 2011-04-20 | Нордкалк Ойй Эйбипи | Водная суспензия на основе гидравлического связующего и способ ее получения |
| RU2345968C2 (ru) * | 2007-01-24 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" | Композиция для получения строительного материала |
| RU2360891C1 (ru) * | 2007-09-21 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Сырьевая смесь для пенобетона |
| RU2363679C1 (ru) * | 2007-12-28 | 2009-08-10 | ГОУ ВПО Московский государственный строительный университет (МГСУ) | Кладочный раствор |
| RU2392252C1 (ru) * | 2009-02-27 | 2010-06-20 | Владимир Николаевич Сурков | Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона |
| US9090752B2 (en) | 2009-07-21 | 2015-07-28 | Andrey Ponomarev | Multi-layered carbon nanoparticles of the fulleroid type |
| WO2011010947A1 (ru) | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Ponomarev Andrey Nikolaevich | Нанокомпозитный материал на основе минеральных вяжущих |
| WO2011010946A1 (ru) | 2009-07-21 | 2011-01-27 | Ponomarev Andrei Nikolaevich | Многослойные углеродные наночастицы фуллероидного типа |
| MD166Z (ru) * | 2009-11-02 | 2010-10-31 | Николай СЕРАФИМЧУК | Композитный материал и способ его получения |
| RU2416588C1 (ru) * | 2010-02-01 | 2011-04-20 | Юрий Александрович Бурлов | Состав смеси для производства поробетона |
| RU2422408C1 (ru) * | 2010-04-30 | 2011-06-27 | Владимир Александрович Перфилов | Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления |
| EA019884B1 (ru) * | 2010-10-28 | 2014-07-30 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Композиция для получения строительных материалов |
| RU2467972C1 (ru) * | 2011-03-25 | 2012-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Смесь для производства мелкозернистого сталефибробетона на основе отсева дробления кварцитопесчаника |
| RU2471752C1 (ru) * | 2011-06-20 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой |
| RU2472753C1 (ru) * | 2011-06-21 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Теконит" | Способ изготовления сырьевой смеси для ячеистого бетона |
| RU2524361C2 (ru) * | 2012-07-11 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для получения газобетона |
| ITTO20130102A1 (it) * | 2013-02-07 | 2013-05-09 | Torino Politecnico | Materiale composito da costruzione. |
| RU2552730C2 (ru) * | 2013-04-26 | 2015-06-10 | Евгений Николаевич Ястремский | Сухая смесь для производства композиционного ячеистого бетона |
| RU2543847C2 (ru) * | 2013-07-05 | 2015-03-10 | Евгений Николаевич Ястремский | Способ приготовления смеси для производства композиционного ячеистого бетона |
| RU2524699C1 (ru) * | 2013-08-13 | 2014-08-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления бетона |
| RU2538410C1 (ru) * | 2013-12-10 | 2015-01-10 | Андрей Николаевич Пономарев | Нанокомпозитный материал на основе минеральных вяжущих |
| RU2538575C1 (ru) * | 2014-02-25 | 2015-01-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления пенобетона |
| RU2600398C1 (ru) * | 2015-10-07 | 2016-10-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Сырьевая смесь для изготовления газобетона автоклавного твердения |
| RU2617812C1 (ru) * | 2016-01-11 | 2017-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Способ приготовления дисперсно-армированного строительного раствора для монолитных полов |
| RU2627335C2 (ru) * | 2016-01-15 | 2017-08-07 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Российский новый университет" (АНО ВО "РосНОУ") | Сырьевая смесь для строительных материалов |
| RU2625059C1 (ru) * | 2016-04-18 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Фасадный отделочный композиционный материал |
| RU2788184C2 (ru) * | 2018-10-29 | 2023-01-17 | С2Снт, Ллс | Применение изготовленных углеродных наноматериалов с низким уровнем углеродного следа для изготовления композиционных материалов с низким уровнем выбросов co2 |
| US11767260B2 (en) | 2018-10-29 | 2023-09-26 | C2Cnt, Llc | Use of carbon nanomaterials produced with low carbon footprint to produce composites with low CO2 emission |
| US11767261B2 (en) | 2018-10-29 | 2023-09-26 | C2Cnt, Llc | Use of carbon nanomaterials produced with low carbon footprint to produce composites with low CO2 emission |
| RU2735004C1 (ru) * | 2019-03-14 | 2020-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЦЕНТР РЕСТАВРАЦИИ" | Способ производства сухих строительных смесей |
| RU2832368C2 (ru) * | 2023-03-28 | 2024-12-23 | Влада Станиславовна Ковальчук | Тампонажный состав |
| RU2849813C1 (ru) * | 2024-08-23 | 2025-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Фибробетонная смесь, модифицированная многослойными углеродными нанотрубками |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2233254C2 (ru) | Композиция для получения строительных материалов | |
| US10494301B2 (en) | Lightweight concrete composition containing perlite and resin beads | |
| Galetakis et al. | A review on the utilisation of quarry and ornamental stone industry fine by-products in the construction sector | |
| Amudhavalli et al. | Effect of silica fume on strength and durability parameters of concrete | |
| Kumar et al. | Strength and microstructure correlation of binary cement blends in presence of waste marble powder | |
| US10882791B2 (en) | High performance concretes and methods of making thereof | |
| Nazari et al. | Benefits of Fe2O3 nanoparticles in concrete mixing matrix | |
| KR101204872B1 (ko) | 초고성능 자기 충전 콘크리트, 이의 제조 방법 및 용도 | |
| Chouhan et al. | Gainful utilization of dimensional limestone waste as fine aggregate in cement mortar mixes | |
| Salman et al. | Influence of partial replacement TiO2 nanoparticles on the compressive and flexural strength of ordinary cement mortar | |
| RU2649996C1 (ru) | Мелкозернистая бетонная смесь | |
| Nazari et al. | An investigation on the Strength and workability of cement based concrete performance by using ZrO2 nanoparticles | |
| US11414353B2 (en) | Room temperature cured green concrete derived from natural pozzolan and nanosilica | |
| CN106995299A (zh) | 一种经济环保型再生钢纤超高性能混凝土及制备方法 | |
| Vatannia et al. | Development of economic, practical and green ultra-high performance fiber reinforced concrete verified by particle packing model | |
| RU2447036C1 (ru) | Композиция для получения строительных материалов | |
| Alani et al. | Effect of nanoclay and burnt limestone powder on fresh and hardened properties of self-compacting concrete | |
| Dey et al. | An experimental study on strength and durability characteristics of self‐curing self‐compacting concrete | |
| RU2281262C1 (ru) | Композиция для получения строительных материалов | |
| JPH1171158A (ja) | 金属ストリップで強化されたコンクリート組成物、その製造方法、及び、この組成物から得られた部品 | |
| Ebrahimi Fard et al. | The effect of magnesium oxide nano particles on the mechanical and practical properties of self-compacting concrete | |
| Tatarczak et al. | Additives in Sorel cement based materials-impact study | |
| Radhi et al. | Utilization of pulverized local wastes for production sustainable reactive powder concrete | |
| Sharanova et al. | Application of sea sand for 3D concrete printing | |
| RU2847344C1 (ru) | Состав бетонной смеси для создания бетонных конструкций, устойчивых к агрессивным средам |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20070319 |
|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20081105 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121027 |