[go: up one dir, main page]

RU2583965C1 - Composition of fibre concrete - Google Patents

Composition of fibre concrete Download PDF

Info

Publication number
RU2583965C1
RU2583965C1 RU2014144892/03A RU2014144892A RU2583965C1 RU 2583965 C1 RU2583965 C1 RU 2583965C1 RU 2014144892/03 A RU2014144892/03 A RU 2014144892/03A RU 2014144892 A RU2014144892 A RU 2014144892A RU 2583965 C1 RU2583965 C1 RU 2583965C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
sand
water
composition
concrete
Prior art date
Application number
RU2014144892/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Зотов
Original Assignee
Александр Николаевич Зотов
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 Александр Николаевич Зотов filed Critical Александр Николаевич Зотов
Priority to RU2014144892/03A priority Critical patent/RU2583965C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2583965C1 publication Critical patent/RU2583965C1/en

Links

Images

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
    • C04B16/00Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04Macromolecular compounds
    • C04B16/06Macromolecular compounds fibrous
    • C04B16/0616Macromolecular compounds fibrous from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B16/0625Polyalkenes, e.g. polyethylene
    • C04B16/0633Polypropylene
    • 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
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0004Compounds chosen for the nature of their cations
    • C04B2103/001Alkaline earth metal or Mg-compounds
    • 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
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/32Superplasticisers
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials

Landscapes

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

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to composition of fibre concrete, used for making precast and monolithic building structures. Concrete mixture, which contains portland cement, microsilica, plasticiser, fibrous filler, sand and water, contains as a plasticiser hyperplasticiser Stachement 2061/151.2, polypropylene fibre as fibrous filler with length of 18 mm and diameter 20 mcm, coarse sand with fineness modulus MK=2.5÷3.0 in non-fraction form with following ratio of components, wt%: portland cement 19.00-22.00, microsilica 1.50-2.50, plasticiser 0.15-0.60, polypropylene fibre 0.02-0.15, sand 65.00-75.00, water - balance.
EFFECT: obtaining fibre concrete with high compression strength, frost resistance and water impermeability at minimal consumption of cement, as well as low cost of composition as a whole.
1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к составам фибробетонных смесей, применяемых для изготовления сборных и монолитных строительных конструкций и изделий с высокими эксплуатационными характеристиками. The invention relates to compositions of fiber-reinforced concrete mixtures used for the manufacture of prefabricated and monolithic building structures and products with high performance characteristics.

Известна фибробетонная смесь, включающая цемент, заполнитель и упрочнитель - стальную проволоку [Пат. №2420472. Российская Федерация. Фибробетонная смесь / Перфилов В.А.; патентообладатель Перфилов В.А. - Опубл. 10.06.2011. - Режим доступа: http://www1.fips.ru]. Недостатками смеси являются применение специального оборудования и затраты времени для приготовления модифицирующей добавки, применение щебня двух фракций.Known fiber concrete mixture, including cement, aggregate and hardener - steel wire [US Pat. No. 2420472. The Russian Federation. Fiber-concrete mix / Perfilov V.A .; Patentee Perfilov V.A. - Publ. 06/10/2011. - Access mode: http://www1.fips.ru]. The disadvantages of the mixture are the use of special equipment and the time required to prepare a modifying additive, the use of crushed stone of two fractions.

Наиболее близким является состав фибробетонной смеси, содержащей портландцемент, базальтовое волокно, пластификатор, песок и воду [Пат. №2423331. Российская Федерация. Фибробетонная смесь / Боровских И.В., Хозин В.Г., Морозов Н.М.; патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Фибробетонные люки" (ООО "ФБЛ"). - Опубл. 10.07.2011. - Режим доступа: http://www1.fips.ru], принятый за прототип.The closest is the composition of the fiber-reinforced concrete mixture containing Portland cement, basalt fiber, plasticizer, sand and water [US Pat. No. 2423331. The Russian Federation. Fiber-concrete mix / Borovskikh I.V., Khozin V.G., Morozov N.M .; patent holder Fiber-concrete hatches limited liability company (LLC FBL). - Publ. 07/10/2011. - Access mode: http://www1.fips.ru], adopted as a prototype.

Основными недостатками смеси являются применение дорогостоящего фракционированного песка, высокий расход цемента и базальтового волокна, отсутствие данных по водонепроницаемости, применяемые пластификаторы имеют разные технические свойства.The main disadvantages of the mixture are the use of expensive fractionated sand, high consumption of cement and basalt fiber, the lack of data on water resistance, the plasticizers used have different technical properties.

Технической задачей заявленного изобретения является получение фибробетона с высокой прочностью при сжатии, морозостойкостью и водонепроницаемостью при минимальном расходе цемента, а также снижение себестоимости состава в целом.The technical task of the claimed invention is to obtain fiber-reinforced concrete with high compressive strength, frost resistance and water resistance with minimal cement consumption, as well as reducing the cost of the composition as a whole.

Технический результат достигается тем, что рациональный подбор и расход компонентов фибробетонной смеси обеспечивают повышение прочности при сжатии, увеличение морозостойкости и водонепроницаемостиThe technical result is achieved by the fact that the rational selection and consumption of components of the fiber-reinforced concrete mixture provide increased compressive strength, increased frost resistance and water resistance

фибробетона, а снижение количества цемента и использование крупного нефракционированного песка ведет к уменьшению его себестоимости.fiber concrete, and a decrease in the amount of cement and the use of large unfractionated sand leads to a decrease in its cost.

На фиг. 1 приведена информация, подтверждающая положительный эффект заявленного изобретения.In FIG. 1 shows information confirming the positive effect of the claimed invention.

Заявленная фибробетонная смесь содержит портландцемент, микрокремнезем, пластификатор, волокнистый наполнитель, песок и воду. В качестве пластификатора использован гиперпластификатор Stachement 2061/151.2, волокнистого наполнителя - полипропиленовое волокно длиной 18 мм и диаметром 20 мкм, песок крупный с модулем крупности МК=2,5÷3,0 вводится в смесь в нефракционированном виде. Соотношение компонентов в фибробетонной смеси выбрано следующим, мас. %:The claimed fiber-reinforced concrete mixture contains Portland cement, silica fume, plasticizer, fibrous filler, sand and water. Stachement 2061 / 151.2 hyperplasticizer was used as a plasticizer, fibrous filler — polypropylene fiber 18 mm long and 20 microns in diameter, coarse sand with a coarse modulus M K = 2.5 ÷ 3.0 was introduced into the mixture in unfractionated form. The ratio of components in fiber-reinforced concrete mixture is selected as follows, wt. %:

ПортландцементPortland cement 19,00-22,0019.00-22.00 МикрокремнеземSilica fume 1,50-2,501,50-2,50 ПластификаторPlasticizer 0,15-0,600.15-0.60 Полипропиленовое волокноPolypropylene fiber 0,02-0,150.02-0.15 ПесокSand 65,00-75,0065.00-75.00 ВодаWater остальноеrest

Для приготовления фибробетонной смеси применялись:For the preparation of fiber-reinforced concrete mixture were used:

- портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ЗАО «Белгородский цемент», ГОСТ 31108-2003, ГОСТ 30515-97;- Portland cement CEM I 42.5N CJSC Belgorodsky cement, GOST 31108-2003, GOST 30515-97;

- микрокремнезем МКУ-85 ОАО «Кузнецкие ферросплавы», г. Новокузнецк, ТУ 5743-048-02495332-96 со следующим химическим составом, мас. %: SiO2 93,8; H2O 0,1; Na2O 0,68; K2O 1,6; СаО 0,41; SiO3 0,41; потери при прокаливании 1,6;- silica fume MKU-85 OJSC Kuznetsk Ferroalloys, Novokuznetsk, TU 5743-048-02495332-96 with the following chemical composition, wt. %: SiO 2 93.8; H 2 O 0.1; Na 2 O 0.68; K 2 O 1,6; CaO 0.41; SiO 3 0.41; loss on ignition 1.6;

- гиперпластификатор Stachement 2061/151.2, EN 934-2:2001, ГОСТ 24211-2008 - жидкая добавка на основе поликарбоксилатов и замедлителя производства «STACHEMA Bratislava a.s.», Bratislava, Slovak Republic;- Stachement 2061 / 151.2 hyperplasticizer, EN 934-2: 2001, GOST 24211-2008 - a liquid additive based on polycarboxylates and a moderator manufactured by STACHEMA Bratislava a.s., Bratislava, Slovak Republic;

- полипропиленовое волокно длиной 18 мм и диаметром 20 мкм, ТУ 2272-001-90345062-2012, ТУ 5458-001-82255741-2008;- polypropylene fiber with a length of 18 mm and a diameter of 20 microns, TU 2272-001-90345062-2012, TU 5458-001-82255741-2008;

- песок нефракционированный крупный МК=2,5÷3,0, ГОСТ 8736-93.- Unfractionated coarse sand M K = 2.5 ÷ 3.0, GOST 8736-93.

При применении микрокремнезема в составе вяжущего и крупного нефракционированного песка увеличивается плотность смеси, повышается прочность и снижается пористость цементного камня и уменьшается расход цемента. Гиперпластификатор позволяет увеличить водоредуцирующий эффект, улучшить реологические и технологические свойства смеси. Наибольшее влияние при равномерном распределении по объему полипропиленовое волокно оказывает на бетонную матрицу в качестве усиления контактной зоны «цементный камень - заполнитель». Оптимизация расхода компонентов в составе фибробетонной смеси позволяет получать фибробетоны с высокими эксплуатационными показателями качества.When using silica fume in the composition of knitting and coarse unfractionated sand, the density of the mixture increases, the strength increases and the porosity of the cement stone decreases and the cement consumption is reduced. Hyperplasticizer allows you to increase the water-reducing effect, improve the rheological and technological properties of the mixture. With a uniform distribution over the volume, the polypropylene fiber has the greatest effect on the concrete matrix as a reinforcement of the “cement stone - aggregate” contact zone. Optimization of the consumption of components in the composition of fiber-reinforced concrete mix allows to obtain fiber-reinforced concrete with high operational quality indicators.

Фибробетонную смесь готовили следующим образом: портландцемент предварительно смешивали с микрокремнеземом, затем засыпали вяжущее вместе с песком в лопастной бетоносмеситель и перемешивали в течение 30 с до получения однородной массы. После этого в сухую смесь до получения требуемой подвижности добавляли воду с растворенным в ней пластификатором и перемешивали в течение 60 с. Затем полипропиленовое волокно добавляли без предварительной подготовки в готовую смесь и перемешивали еще 60 с. Уплотнение смеси проводилось на лабораторном вибростоле. Твердение фибробетонной смеси проходило в нормальных условиях; испытание фибробетонных образцов на прочность при сжатии, морозостойкость и водонепроницаемость производилось на 28-е сутки в соответствии с ГОСТ 10180-2012, ГОСТ 10060-2012, ГОСТ 12730.5-84.The fiber-reinforced concrete mixture was prepared as follows: Portland cement was pre-mixed with silica fume, then the binder was poured together with sand into a paddle concrete mixer and mixed for 30 s until a homogeneous mass was obtained. After that, water with the plasticizer dissolved in it was added to the dry mixture to obtain the required mobility and mixed for 60 s. Then the polypropylene fiber was added without preliminary preparation to the finished mixture and mixed for another 60 s. Compaction of the mixture was carried out on a laboratory vibrating table. Fiber-concrete mixture hardening took place under normal conditions; testing of fiber-reinforced concrete samples for compressive strength, frost resistance and water resistance was carried out on the 28th day in accordance with GOST 10180-2012, GOST 10060-2012, GOST 12730.5-84.

Предложенные рациональные составы фибробетонных смесей, а также прочностные и эксплуатационные свойства полученных фибробетонов в сравнении с прототипом показаны в таблицах. При использовании нефракционированного крупного песка с модулем крупности МК=2,5÷3,0, при малых расходах полипропиленового волокна 0,02-0,15% и дозировках пластификатора 0,15-0,60% достигается высокая прочность фибробетона при сжатии, увеличивается его морозостойкость и водонепроницаемость. ПриThe proposed rational compositions of fiber-reinforced concrete mixtures, as well as strength and operational properties of the obtained fiber-reinforced concrete in comparison with the prototype are shown in the tables. When using unfractionated coarse sand with a particle size modulus M K = 2.5 ÷ 3.0, at low consumption of polypropylene fiber 0.02-0.15% and dosages of plasticizer 0.15-0.60%, high compressive strength is achieved, its frost resistance and water resistance increase. At

увеличении подвижности (до ОК=23 см) фибробетонной смеси показатели качества изменяются незначительно.an increase in mobility (up to OK = 23 cm) of the fiber-reinforced concrete mix, the quality indicators change slightly.

Сопоставление результатов испытаний заявленного решения (оптимальные составы фибробетонной смеси 1-3) и прототипа показывает, что прочность при сжатии меньше на 12%, морозостойкость выше в 1,7 раза при экономии цемента и микрокремнезема в 1,5 раза и уменьшении расхода волокна от 10 до 30 раз по массе.A comparison of the test results of the claimed solution (optimal compositions of fiber-reinforced concrete mixture 1-3) and the prototype shows that the compressive strength is less by 12%, frost resistance is 1.7 times higher while saving cement and silica fume 1.5 times and reducing fiber consumption by 10 up to 30 times by weight.

4four

ФИБРОБЕТОННАЯ СМЕСЬFIBER CONCRETE MIX

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Фибробетонная смесь, содержащая портландцемент, микрокремнезем, пластификатор, волокнистый наполнитель, песок и воду, отличающаяся тем, что содержит в качестве пластификатора гиперпластификатор Stachement 2061/151.2, в качестве волокнистого наполнителя - полипропиленовое волокно длиной 18 мм и диаметром 20 мкм, песок крупный с модулем крупности МК=2,5÷3,0 в нефракционированном виде при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Портландцемент 19,00-22,00 Микрокремнезем 1,50-2,50 Пластификатор 0,15-0,60 Полипропиленовое волокно 0,02-0,15 Песок 65,00-75,00 Вода остальное
Fiber-concrete mixture containing Portland cement, silica fume, plasticizer, fibrous filler, sand and water, characterized in that it contains Stachement 2061 / 151.2 hyperplasticizer as a plasticizer, polypropylene fiber 18 mm long and 20 microns in diameter, coarse sand with a module size M K = 2.5 ÷ 3.0 in unfractionated form with the following ratio of components, wt. %:
Portland cement 19.00-22.00 Silica fume 1,50-2,50 Plasticizer 0.15-0.60 Polypropylene fiber 0.02-0.15 Sand 65.00-75.00 Water rest
RU2014144892/03A 2014-11-06 2014-11-06 Composition of fibre concrete RU2583965C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014144892/03A RU2583965C1 (en) 2014-11-06 2014-11-06 Composition of fibre concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014144892/03A RU2583965C1 (en) 2014-11-06 2014-11-06 Composition of fibre concrete

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2583965C1 true RU2583965C1 (en) 2016-05-10

Family

ID=55960284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014144892/03A RU2583965C1 (en) 2014-11-06 2014-11-06 Composition of fibre concrete

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2583965C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815132C1 (en) * 2022-10-07 2024-03-11 Игорь Юрьевич Складниченко Composition and method of making flexible fibre-polymer concrete panel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2708263B1 (en) * 1993-07-01 1995-10-20 Bouygues Sa Composition of metal fiber concrete for molding a concrete element, elements obtained and thermal cure process.
RU2365554C1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук Concrete composition (versions)
RU2423331C1 (en) * 2010-04-02 2011-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Фибробетонные люки" (ООО "ФБЛ") Fibre-concrete mixture
RU2497769C2 (en) * 2008-03-03 2013-11-10 Юнайтед Стэйтс Джипсум Компани Self-levelling cement composition with controlled speed of durability development and superhigh durability at pressing after solidification and products from it

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2708263B1 (en) * 1993-07-01 1995-10-20 Bouygues Sa Composition of metal fiber concrete for molding a concrete element, elements obtained and thermal cure process.
RU2365554C1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук Concrete composition (versions)
RU2497769C2 (en) * 2008-03-03 2013-11-10 Юнайтед Стэйтс Джипсум Компани Self-levelling cement composition with controlled speed of durability development and superhigh durability at pressing after solidification and products from it
RU2423331C1 (en) * 2010-04-02 2011-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Фибробетонные люки" (ООО "ФБЛ") Fibre-concrete mixture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815132C1 (en) * 2022-10-07 2024-03-11 Игорь Юрьевич Складниченко Composition and method of making flexible fibre-polymer concrete panel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Leung et al. Sorptivity of self-compacting concrete containing fly ash and silica fume
Anastasiou et al. Behavior of self compacting concrete containing ladle furnace slag and steel fiber reinforcement
RU2423331C1 (en) Fibre-concrete mixture
RU2649996C1 (en) Fine-grained concrete mixture
Largeau et al. Effect of Iron Powder (Fe 2 O 3) on strength, workability, and porosity of the binary blended concrete
RU2515450C1 (en) High-strength light concrete
Sakthivel et al. Experimental investigation on behaviour of nano concrete
Mouli et al. Strength studies on banana fibre concrete with metakaolin
Muthupriya et al. Strength study on fiber reinforced self-compacting concrete with fly ash and GGBFS
MohaMMadi et al. The Effect of Silica Fume on the Properties of Self-Compacted Light weight Concrete
CN101007715A (en) High anti-penetration concrete mixing material for tunnel shield tube plate and its preparation method
Hossain et al. Effect of cement content and size of coarse aggregate on the strength of brick aggregate concrete
Mezidi et al. Effect of substituting white cement with ceramic waste powders (CWP) on the performance of a mortar based on crushed sand
GS et al. Experimental investigation on self-compacting self-curing concrete incorporated with the light weight aggregates
Ahmed et al. Experimental study on mechanical properties of basalt fibre reinforced concrete
KR100842823B1 (en) Mixing Design Method of Self-Filling High Flow Fiber Reinforced Concrete
RU2583965C1 (en) Composition of fibre concrete
Ibrahim et al. Mechanical properties of lightweight aggregate moderate strength concrete reinforcement with hybrid fibers
Ali et al. Evaluation of the Compressive strength of Concrete for partial replacement of Over Burnt Brick Ballast Aggregate
Jatale et al. Flexural behavior of self compacting high strength fibre reinforced concrete (SCHSFRC)
Tunç An experimental study based on the strength properties of concrete containing chemical admixture
Zubair et al. Experimental Investigation on effect of Mineral admixtures on high performance concrete with various w/b ratios
Jatale et al. Performance of self compacting high strength fiber reinforced concrete (SCHSFRC)
RU2482086C1 (en) Concrete mixture
RU2562625C1 (en) High-strength concrete

Legal Events

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

Effective date: 20161107