[go: up one dir, main page]

RU2397069C1 - Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь - Google Patents

Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь Download PDF

Info

Publication number
RU2397069C1
RU2397069C1 RU2009111817/03A RU2009111817A RU2397069C1 RU 2397069 C1 RU2397069 C1 RU 2397069C1 RU 2009111817/03 A RU2009111817/03 A RU 2009111817/03A RU 2009111817 A RU2009111817 A RU 2009111817A RU 2397069 C1 RU2397069 C1 RU 2397069C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
specified
portland cement
fiber
concrete mix
fibrous concrete
Prior art date
Application number
RU2009111817/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Александрович Перфилов (RU)
Владимир Александрович Перфилов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ)
Priority to RU2009111817/03A priority Critical patent/RU2397069C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2397069C1 publication Critical patent/RU2397069C1/ru

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способу приготовления модифицированной фибробетонной смеси и к составу фибробетонной смеси, используемым для дорожного и аэродромного строительства, при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций. Техническим результатом изобретения является увеличение прочности на сжатие и растяжение при изгибе при сохранении высокой морозостойкости и водонепроницаемости. В способе приготовления модифицированной фибробетонной смеси, включающем перемешивание в смесителе портландцемента, фибры стальной, заполнителя, пластифицирующей добавки и воды затворения, в качестве стальной фибры используют «Миксарм» - фибру, выполненную из стальной проволоки с коническими анкерами на концах, в качестве пластифицирующей добавки - суперпластификатор «Полипласт СП-3», предварительно проводят диспергацию 10-15 мас.% портландцемента и указанного суперпластификатора в линейно-индукционном вращателе в течение 3-5 минут, полученную сухую смесь совместно с водой затворения и дополнительно вводимой модифицирующей добавкой - многослойными углеродными нанотрубками диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм обрабатывают в течение 2-3 минут в ультразвуковом диспергаторе с частотой 22-26 кГц и полученный продукт перемешивают в смесителе при последовательном введении заполнителя, оставшегося портландцемента и указанной фибры при следующем соотношении компонентов, кг/м3 смеси: портландцемент 320-330, заполнитель 1900-1920, указанная фибра 70-80, указанный суперпластификатор 1,6-1,72, указанная модифицирующая добавка 0,010-0,015, вода затворения 130-145. Моди�

Description

Заявляемое изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бетонных смесей, используемых для дорожного и аэродромного строительства, при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций.
В известном способе приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси для дорожного и аэродромного строительства, изготовления и ремонта конструкций мостовых сооружений, включающем перемешивание в смесителе цемента, заполнителя, фибры стальной, добавки и воды затворения, предварительно осуществляют активацию в роторно-пульсационном аппарате воды затворения с полифункциональной добавкой и частью цемента, и продукт указанной активации перемешивают с сухой смесью, полученной при последовательном введении в смеситель заполнителя, оставшегося цемента и фибры, а также используется модифицированная сталефибробетонная смесь, приготовленная по вышеуказанному способу, где в качестве заполнителя используют: песок, щебень и песок, а в качестве фибры используют фибру стальную, фрезерованную из склябов [Патент РФ № 2214986, 2003 г. - прототип].
Недостатком прототипа является низкая эффективность процесса приготовления смеси и невысокая прочность полученного сталефибробетона на сжатие и растяжение.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности процесса получения модифицированной фибробетонной смеси, направленное на увеличение ее прочности на сжатие и растяжение при изгибе за счет использования компонентов, упрочняющих структуру фибробетона на микро- и наноуровнях, при сохранении высокой морозостойкости и водонепроницаемости.
Технический результат, полученный в процессе решения поставленной задачи, достигается тем, что в способе приготовления модифицированной фибробетонной смеси, включающем перемешивание в смесителе портландцемента, фибры стальной, заполнителя, пластифицирующей добавки и воды затворения, в качестве стальной фибры используют «Миксарм» - фибру, выполненную из стальной проволоки с коническими анкерами на концах, в качестве пластифицирующей добавки - суперпластификатор «Полипласт СП-3», предварительно проводят диспергацию 10-15 мас.% портландцемента и указанного суперпластификатора в линейно-индукционном вращателе индуктивностью 0,1 Тл и частотой 50 Гц в течение 3-5 минут, полученную сухую смесь совместно с водой затворения и дополнительно вводимой модифицирующей добавкой - многослойными углеродными нанотрубками диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм обрабатывают в течение 2-3 минут в ультразвуковом диспергаторе с частотой 22-26 кГц, и полученный продукт перемешивают в смесителе в течение 3-4 минут при последовательном введении заполнителя, оставшегося портландцемента и указанной фибры.
Техническая задача решается также тем, что модифицированная фибробетонная смесь, включающая портландцемент, фибру стальную, заполнитель, пластифицирующую и модифицирующую добавки и воду затворения приготовлена вышеуказанным способом при следующем соотношении компонентов, кг/м3 смеси: портландцемент - 320-330; заполнитель 1900-1920; указанная фибра 70-80; указанный суперпластификатор 1,6-1,72; указанная модифицирующая добавка 0,010-0,015; вода затворения 130-145, причем содержание указанного суперпластификатора - 0,5-0,52% от массы портландцемента, содержание указанной модифицирующей добавки 0,003-0,0045% от массы портландцемента.
Дисперсное фибровое армирование позволяет в большой степени компенсировать главные недостатки бетона - низкую прочность при растяжении и хрупкость разрушения. Фибровое армирование способствует стойкости бетона к воздействию агрессивной среды, позволяет уменьшить толщину конструкций и значительно снизить или полностью исключить расход арматуры. Таким образом, создаются благоприятные условия для снижения материалоемкости и трудоемкости строительства. Однако до настоящего времени применение фибробетона практически отсутствует из-за дороговизны стальной фибры, незначительного повышения прочности на сжатие, так как упрочнение бетона на макроуровне не изменяет микроструктуру применяемых цементных вяжущих материалов. Отсутствует оптимальная технология приготовления фибробетонной смеси.
Предлагаемый способ получения модифицированной фибробетонной смеси позволяет упрочнить структуру фибробетона на микро- и наноуровнях.
При изготовлении фибробетонов в качестве вяжущего использовался портландцемент М 500 Себряковского цементного завода. В качестве крупного заполнителя применялся щебень из гранитных пород. Мелкий заполнитель представлен кварцевым песком Оленьевского и Орловского карьеров с модулем крупности 2,2. Для повышения прочности и трещиностойкости фибробетона на макроуровне применялись стальные волокна-фибры с конусообразными анкерами на концах, блокирующие развитие макротрещин. В качестве макроупрочнителя использовалась фибра «Миксарм» на основе стальной проволоки, выпускаемой ОАО «Северсталь-метиз» по ТУ 1211-205-46854090-2005. Эта фибра с конусообразными анкерами разработана люксембургской компанией AWD, мировым лидером в производстве фибры. Коэффициент удержания фибры в бетоне достигает 95%. Стальные фибры «Миксарм» имеют длину от 30 мм до 54 мм, а диаметр - до 1 мм. Плотность стальных фибр «Миксарм» составляет 7800 кг/м3. Временное сопротивление разрыву не менее 1100 МПа.
В составе комплексной добавки, модифицирующей микро- и наноструктуру фибробетона, использовались многослойные углеродные нанотрубки диаметром 8-40 нм, длиной 2-50 мкм и суперпластификатор «Полипласт СП-3» (ТУ 5870-006-58042865-05). Эта добавка относится к классу суперпластификаторов и обладает пластифицирующе-водоредуцирующим, снижающим водоцементное отношение, действием.
Использование наноуглеродных трубок значительно изменяет микро- и наноструктуру фибробетонов. Этот эффект связан с тем, что высокопрочные нанотрубки являются центрами кристаллизации новообразований цементного камня. В результате образуется упрочненная армированная микроструктура цементного камня, что значительно повышает прочность фибробетона. Так как углеродные нанотрубки нерастворимы в воде, предварительно изготовили суспензию с применением ультразвукового диспергатора.
Таким образом, повышение эффективности процесса получения модифицированной фибробетонной смеси, а также применение в составе смеси стальной фибры «Миксарм» с конусообразными анкерами на концах, суперпластификатора «Полипласт СП-3» и многослойных углеродных нанотрубок диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм способствует, в сравнении с прототипом, повышению однородности структуры, снижению количества дефектов, увеличению прочности фибробетона на сжатие и растяжение, приготовленного по предлагаемому способу, что и является новым техническим свойством заявляемой модифицированной фибробетонной смеси, приготовленной предлагаемым способом.
Способ приготовления заявляемой модифицированной фибробетонной смеси заключается в следующем. Предварительно проводят диспергацию части портландцемента в количестве 10-15% по массе с пластифицирующей добавкой «Полипласт СП-3» в линейно-индукционном вращателе (ЛИВ) в течение 3-5 минут, позволяющем с помощью переменного электромагнитного поля одновременно произвести эффективное перемешивание компонентов и дополнительное измельчение с повышением удельной поверхности полученного однородного порошкообразного продукта. В камере линейно-индукционного вращателя диспергирование компонентов осуществляется с помощью вращающихся ферромагнитных частиц под действием переменного электромагнитного поля, имеющего следующие технологические параметры: индукция - 0,1 Тл, частота - 50 Гц.
Полученную тонкоизмельченную сухую смесь, обладающую повышенной реакционной способностью, подвергают дополнительному перемешиванию с водой затворения и углеродными нанотрубками в ультразвуковом диспергаторе (УЗД) с частотой 22-26 кГц в течение 2-3 минут. Полученный продукт двойной диспергации перемешивают в смесителе при последовательном введении заполнителей, фибры стальной и оставшейся части портландцемента в течение 3-4 минут.
Для экспериментальной проверки заявляемой модифицированной фибробетонной смеси готовили составы (табл.1), отличающиеся способом приготовления. В качестве примера выбраны усредненные количественные соотношения компонентов заявляемой модифицированной фибробетонной смеси.
Figure 00000001
Первый состав модифицированной фибробетонной смеси готовили с применением двойной диспергации части портландцемента, суперпластификатора и углеродных нанотрубок в линейно-индукционном вращателе и ультразвуковом диспергаторе при последующем перемешивании в смесителе заполнителей, фибры стальной и оставшейся части портландцемента. Второй - контрольный состав модифицированной фибробетонной смеси готовили традиционным способом без применения двойной диспергации, а именно последовательным перемешиванием в смесителе портландцемента, заполнителей, фибры стальной, воды затворения с суперпластификатором и углеродными нанотрубками.
Для определения влияния способа приготовления заявляемой модифицированной фибробетонной смеси на физико-механические свойства фибробетонов в сравнении с прототипом готовили по стандартной методике образцы-кубы размером 15×15×15 см и образцы-балочки размером 10×10×40 см, твердеющие в естественных условиях. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Figure 00000002
Анализ представленных в таблице 2 данных показывает, что применение двойной диспергации части портландцемента, суперпластификатора и углеродных нанотрубок (состав №1) способствует увеличению прочности на сжатие полученного фибробетона по сравнению с фибробетоном, приготовленным без двойной диспергации (состав №2), - на 44%, прочности на растяжение при изгибе - на 55%. Прирост прочности заявленной модифицированной смеси (состав №1) при расходе портландцемента на 22% меньше по сравнению с прототипом составляет соответственно: на сжатие - 18%, на растяжение при изгибе - 44% при сохранении высокой морозостойкости и водонепроницаемости.

Claims (4)

1. Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси, включающий перемешивание в смесителе портландцемента, фибры стальной, заполнителя, пластифицирующей добавки и воды затворения, отличающийся тем, что в качестве стальной фибры используют «Миксарм» - фибру, выполненную из стальной проволоки с коническими анкерами на концах, в качестве пластифицирующей добавки - суперпластификатор «Полипласт СП-3», предварительно проводят диспергацию 10-15 мас.% портландцемента и указанного суперпластификатора в линейно-индукционном вращателе в течение 3-5 мин, полученную сухую смесь совместно с водой затворения и дополнительно вводимой модифицирующей добавкой -многослойными углеродными нанотрубками диаметром 8-40 нм и длиной 2-50 мкм обрабатывают в течение 2-3 мин в ультразвуковом диспергаторе с частотой 22-26 кГц и полученный продукт перемешивают в смесителе 3-4 мин при последовательном введении заполнителя, оставшегося портландцемента и указанной фибры при следующем соотношении компонентов смеси, кг/м3:
Портландцемент 320-330 Заполнитель 1900-1920 Указанная фибра 70-80 Указанный суперпластификатор 1,6-1,72 Указанная модифицирующая добавка 0,010-0,015 Вода затворения 130-145
2. Модифицированная фибробетонная смесь, приготовленная способом по п.1.
3. Смесь по п.2, отличающаяся тем, что содержание указанного суперпластификатора - 0,5-0,52% от массы портландцемента.
4. Смесь по п.2, отличающаяся тем, что содержание указанной модифицирующей добавки - 0,003-0,0045% от массы портландцемента.
RU2009111817/03A 2009-03-30 2009-03-30 Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь RU2397069C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009111817/03A RU2397069C1 (ru) 2009-03-30 2009-03-30 Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009111817/03A RU2397069C1 (ru) 2009-03-30 2009-03-30 Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2397069C1 true RU2397069C1 (ru) 2010-08-20

Family

ID=46305400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009111817/03A RU2397069C1 (ru) 2009-03-30 2009-03-30 Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2397069C1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2533516C1 (ru) * 2013-04-02 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники Способ активации воды затворения бетонной смеси
RU2559235C1 (ru) * 2014-04-25 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ Способ приготовления бетонной смеси
RU2651720C2 (ru) * 2015-07-16 2018-04-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовский государственный технический университет (ФГБОУ ВПО ТГТУ) Способ получения наномодифицирующей добавки строительного назначения
RU2652770C1 (ru) * 2017-03-17 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Институт автоматизированных технологий строительства" Несъемная сталефибробетонная опалубка
CN113929369A (zh) * 2021-11-15 2022-01-14 宁波益富乐生物科技有限公司 一种环氧地坪结构及其施工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4127417A (en) * 1976-11-22 1978-11-28 Kao Soap Co., Ltd. Method for improving workability of fresh fiber containing cement mortar and concrete
RU2188804C1 (ru) * 2001-08-16 2002-09-10 Волков Михаил Александрович Фибробетонная смесь для изготовления строительных изделий и конструкций
RU2214986C1 (ru) * 2002-09-19 2003-10-27 Закрытое акционерное общество "Транссахамост" Способ приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси и модифицированная сталефибробетонная смесь

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4127417A (en) * 1976-11-22 1978-11-28 Kao Soap Co., Ltd. Method for improving workability of fresh fiber containing cement mortar and concrete
RU2188804C1 (ru) * 2001-08-16 2002-09-10 Волков Михаил Александрович Фибробетонная смесь для изготовления строительных изделий и конструкций
RU2214986C1 (ru) * 2002-09-19 2003-10-27 Закрытое акционерное общество "Транссахамост" Способ приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси и модифицированная сталефибробетонная смесь

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2533516C1 (ru) * 2013-04-02 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники Способ активации воды затворения бетонной смеси
RU2559235C1 (ru) * 2014-04-25 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ Способ приготовления бетонной смеси
RU2651720C2 (ru) * 2015-07-16 2018-04-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовский государственный технический университет (ФГБОУ ВПО ТГТУ) Способ получения наномодифицирующей добавки строительного назначения
RU2652770C1 (ru) * 2017-03-17 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Институт автоматизированных технологий строительства" Несъемная сталефибробетонная опалубка
CN113929369A (zh) * 2021-11-15 2022-01-14 宁波益富乐生物科技有限公司 一种环氧地坪结构及其施工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Klyuev et al. Fiber concrete for the construction industry
RU2233254C2 (ru) Композиция для получения строительных материалов
RU2397069C1 (ru) Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь
Wang et al. Mechanical properties of 3D printed mortar cured by CO2
RU2422408C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов и способ ее приготовления
RU2433038C1 (ru) Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь
Jiao et al. Effects of fiber properties on flexural and fracture characteristics of manufactured sand concrete based on acoustic emission
Shen et al. Effects of basalt powder and silica fume on ultra-high-strength cementitious matrix: a comparative study
Khitab et al. Fracture toughness and failure mechanism of high performance concrete incorporating carbon nanotubes
Ibrahim et al. Effect of magnetic water on strength properties of concrete
RU2530812C1 (ru) Мелкозернистый цементобетон на основе модифицированного базальтового волокна
Kumar et al. Properties of concrete incorporating dolomite powder
CN113443874A (zh) 一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土及其制备方法
Qasim et al. Effect of nano-silica silica fume and steel fiber on the mechanical properties of concrete at different ages
RU2281262C1 (ru) Композиция для получения строительных материалов
Nguyen et al. Effect of surface treatment of recycled concrete aggregate by cement-silica fume slurry on compressive strength of concrete
RU2489381C2 (ru) Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты)
RU2569140C1 (ru) Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона
Zuaiter et al. Early-age properties of slag-fly ash blended geopolymer concrete reinforced with glass fibers–A preliminary study
CN107098660B (zh) 钢桥面刚性铺装用高强韧性混凝土材料及其制备方法
Blasiak et al. Optimizing fiber reinforced geopolymer concrete: Investigating Alkaline-Activator liquid to fly ash and sodium silicate to sodium hydroxide ratio
WO2023047432A1 (en) A concrete composition and a method of preparation thereof
Slavcheva et al. Studying the effect of modifying additives on the hydration and hardening of cement composites for 3D printing
RU2386599C1 (ru) Фибробетонная смесь
Mizaal et al. Behavior of green reactive powder concrete exposed to aggressive solutions

Legal Events

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

Effective date: 20110331