RU2515450C1 - Высокопрочный легкий бетон - Google Patents
Высокопрочный легкий бетон Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515450C1 RU2515450C1 RU2012143486/03A RU2012143486A RU2515450C1 RU 2515450 C1 RU2515450 C1 RU 2515450C1 RU 2012143486/03 A RU2012143486/03 A RU 2012143486/03A RU 2012143486 A RU2012143486 A RU 2012143486A RU 2515450 C1 RU2515450 C1 RU 2515450C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- quartz sand
- water
- concrete
- microspheres
- portland cement
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 5
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009439 industrial construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000007716 flux method Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при возведении сооружений специального назначения. Технический результат - получение бетона с повышенными показателями удельной прочности. Высокопрочный легкий бетон, полученный из бетонной смеси, содержит портландцемент, наполнитель, пластификатор, воду, минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, имеющего средний размер частиц 0,01 - 1 мкм, каменной муки - продукта измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700 - 800 м2/кг и кварцевого песка фракции 0,16 - 0,63 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 33,8 - 53,0, микрокремнезем 4,77 - 13,8, каменная мука 1,5 - 11,9, кварцевый песок 5,1…32,2 , микросферы 4,3 - 19,27, пластификатор 0,3 - 0,48, вода остальное. 2 табл.
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при возведении сооружений специального назначения.
Известен состав легкого бетона (патент RU 2154619 С1, опубл. 20.08.2000), включающий портландцемент, полые микросферы, золу уноса и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 25,4…30,9, зола уноса - 6,2…13,1, микросферы - 35,3…41,1, вода - остальное.
Недостатком такого легкого бетона является низкое значение предела прочности при сжатии (13,6…17,2 МПа), что позволяет применять указанный бетон только для изготовления теплоизоляционных изделий и конструкций.
Наиболее близкой по технической сущности является бетонная смесь (патент RU 2355656 С2, опубл. 20.05.2009), включающая портландцемент, наполнитель (алюмосиликатные микросферы), модифицированное базальтовое волокно, пластификатор и воду, мас.%: портландцемент - 23…48; наполнитель - 30…60; модифицированное базальтовое волокно - 2…6; пластификатор - 0,9…1,1; вода - остальное.
Недостатком такой бетонной смеси является невысокое значение показателя удельной прочности (отношение предела прочности при сжатии к относительной плотности материала), который характеризует техническую эффективность и конструкционные свойства бетона.
Цель изобретения - получение бетона с повышенными показателями удельной прочности.
Поставленная цель достигается тем, что высокопрочный легкий бетон, полученный из смеси, содержащей цемент, наполнитель - микросферы, пластификатор и воду, дополнительно содержит минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, имеющего средний размер частиц 0,01…1 мкм, каменной муки - продукта измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700…800 м2/кг и кварцевого песка фракции 0,16…0,63 мм, а в качестве пластификатора - гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 33,8…53,0 |
| Микрокремнезем | 4,77…13,8 |
| Указанная каменная мука | 1,5…11,9 |
| Указанный кварцевый песок | 5,1…32,2 |
| Микросферы | 4,3…19,27 |
| Указанный гиперпластификатор | 0,3…0,48 |
| Вода | остальное |
Для приготовления бетона использовали портландцемент, например, марки М-500 Д0 по ГОСТ 31108-2003. Минеральная часть, в состав которой входит кварцевый песок фракционированный (фр. 0,16…0,63 мм), соответствующий ГОСТ 8739-93, каменная мука - продукт измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700…800 м2/кг, и микрокремнезем, обеспечивает заполнение межзерновых пустот наполнителя, образуя плотную структуру.
В качестве наполнителя используются стеклянные или алюмосиликатные полные микросферы, индивидуальные свойства которых обеспечивают снижение средней плотности при обеспечении высокой прочности высокопрочного легкого бетона.
Применение поликарбоксилатного гиперпластификатора типа «Melflux 1641F», «Melflux 2651F», «Sika Viscocrete 5 new» или «Одолит-Т» позволяет увеличить подвижность и снизить водопотребность бетонной смеси.
Высокопрочный легкий бетон готовят следующим образом. Предварительно перемешивают портландцемент, каменную муку и микрокремнезем с микросферами для образования равномерного слоя на поверхности наполнителя. Компоненты загружают в смеситель, добавляют растворенный в воде гиперпластификатор и перемешивают до получения однородной смеси, после чего добавляют фракционированный песок и перемешивают в соответствии с EN 196-1-ASTM C305, повторяя цикл перемешивания 3 раза. Из полученной смеси изготавливают образцы для испытаний: кубики размером 100×100×100 мм.
Испытания проводятся по следующим методикам:
- ГОСТ 12730.1-78. Бетоны. Методы для определения плотности;
- ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы для определения прочности по контрольным образцам.
- Метод Transient Hot Bridge (метод нестационарного теплового потока) для определения теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости.
Удельная прочность рассчитывается по формуле:
Rуд=Rсж/ρотн,
где Rсж - предел прочности при сжатии, МПа, ρотн - относительная плотность.
Составы предлагаемого легкого бетона приведены в таблице 1, а его физико-механические и теплофизические свойства - в таблице 2.
| Таблица 1 | ||||||||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | |||||||
| Состав | Прототип | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| Портландцемент | 47,7 | 53,0 | 35,0 | 41,2 | 50,3 | 40,7 | 33,8 | 44,0 |
| Микрокремнезем | 4,77 | 8,00 | 6,90 | 6,92 | 7,55 | 13,8 | 5,6 | - |
| Каменная мука - продукт измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью: | ||||||||
| - | ||||||||
| 700 м2/кг | 5,65 | - | 7,90 | - | 1,70 | - | 11,9 | |
| 800 м2/кг | - | 2,50 | - | 5,90 | - | 1,50 | - | |
| Кварцевый песок | 16,4 | 7,3 | 18,6 | 14,7 | 5,1 | 13,8 | 32,2 | - |
| Гравий | - | - | - | - | - | - | - | 19,0 |
| Стеклянные микросферы | 10,3 | 11,9 | - | - | - | - | 4,3 | - |
| Алюмосиликатные микросферы | - | - | 15,5 | 15,4 | 19,27 | 15,5 | - | 10,0 |
| Модифицированное базальтовое волокно | - | - | - | - | - | - | - | 6,0 |
| Пластификатор: | 1,00 | |||||||
| Melflux 1641F | 0,38 | - | - | 0,48 | - | - | - | - |
| Melflux 2651F | - | - | - | - | - | 0,40 | - | - |
| Одолит Т | - | 0,30 | - | - | 0,48 | - | - | - |
| Sika Viscocrete 5 new | - | - | 0,40 | - | - | - | 0,30 | - |
| Вода | 14,8 | 17,0 | 15,7 | 15,4 | 15,6 | 14,3 | 11,9 | 20,0 |
| Таблица 2 | ||||||||
| Показатель | Содержание компонентов, мас.% | |||||||
| Состав | Прототип | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| Средняя плотность, кг/м3 | 1370 | 1293 | 1423 | 1518 | 1252 | 1483 | 1803 | 1630 |
| Предел прочности при сжатии, МПа | 56,2 | 56,5 | 40,9 | 73,0 | 45,3 | 59,3 | 63,86 | 46,9 |
| Удельная прочность, МПа | 41,01 | 43,69 | 28,73 | 48,12 | 36,21 | 39,95 | 35,42 | -∗ |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) | 0,599 | 0,488 | 0,588 | 0,691 | 0,475 | 0,688 | - | - |
| Коэффициент температуропроводности, ·10-7 м2/с | 4,262 | 3,655 | 3,950 | 4,247 | 3,648 | 4,01 | - | - |
| Удельная теплоемкость (при T=25°С), кДж/(кг·К) | 1,050 | 1,110 | 1,181 | 1,204 | 1,067 | 1,186 | - | - |
| Примечание. ∗ - удельная прочность, рассчитанная по представленной формуле, составляет 28,7 МПа. | ||||||||
Как видно из таблицы 2, предлагаемый высокопрочный легкий бетон обладает более высоким показателем удельной прочности (до 1,65 раза) в зависимости от вида и марки наполнителя, более низкой средней плотностью и коэффициентом теплопроводности.
Claims (1)
- Высокопрочный легкий бетон, полученный из смеси, содержащей цемент, наполнитель - микросферы, пластификатор и воду, и отличающийся тем, что дополнительно содержит минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, имеющего средний размер частиц 0,01-1 мкм, каменной муки - продукта измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700 - 800 м2/кг и кварцевого песка фракции 0,16 -0,63 мм, а в качестве пластификатора - гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент 33,8 - 53,0 Микрокремнезем 4,77 - 13,8 Указанная каменная мука 1,5 - 11,9 Указанный кварцевый песок 5,1 - 32,2 Микросферы 4,3 - 19,27 Указанный гиперпластификатор 0,3 -0,48 Вода остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012143486/03A RU2515450C1 (ru) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | Высокопрочный легкий бетон |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012143486/03A RU2515450C1 (ru) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | Высокопрочный легкий бетон |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012143486A RU2012143486A (ru) | 2014-04-20 |
| RU2515450C1 true RU2515450C1 (ru) | 2014-05-10 |
Family
ID=50480492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012143486/03A RU2515450C1 (ru) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | Высокопрочный легкий бетон |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2515450C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569140C1 (ru) * | 2014-10-13 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона |
| RU2586690C1 (ru) * | 2015-04-22 | 2016-06-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Способ изготовления строительных композитов |
| RU2660705C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-07-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" | Сырьевая смесь для получения легкого бетона |
| RU2700997C1 (ru) * | 2018-10-24 | 2019-09-24 | Антон Павлович Гочачко | Теплоизоляционный конструкционный бетон |
| RU2718443C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Наномодифицированный высокопрочный легкий бетон |
| RU2751529C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-07-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Строительная панель пустотного настила |
| RU2758050C1 (ru) * | 2021-04-12 | 2021-10-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Состав лёгкого самоуплотняющегося конструкционного бетона (ЛКБ) на основе цементной матрицы |
| RU2773899C1 (ru) * | 2021-10-20 | 2022-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью «Московский бетонный завод» | Легкий строительный композит |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115073123A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-09-20 | 日照兰韵居红木家具有限公司 | 一种高强度环保型建筑材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6832652B1 (en) * | 2003-08-22 | 2004-12-21 | Bj Services Company | Ultra low density cementitious slurries for use in cementing of oil and gas wells |
| RU2255205C1 (ru) * | 2004-03-01 | 2005-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Облегченная тампонажная смесь |
| RU2329898C2 (ru) * | 2003-06-06 | 2008-07-27 | Гудрич Корпорейшн | Многослойная барьерная система (варианты) |
| RU2394007C2 (ru) * | 2008-08-22 | 2010-07-10 | Евгений Николаевич Ястремский | Сухая смесь для производства ячеистого газофибробетона |
| WO2011066191A1 (en) * | 2009-11-24 | 2011-06-03 | E. Khashoggi Industries, Llc | Extruded fiber reinforced cementitious products having wood-like properties and ultrahigh strength and methods for making the same |
-
2012
- 2012-10-11 RU RU2012143486/03A patent/RU2515450C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2329898C2 (ru) * | 2003-06-06 | 2008-07-27 | Гудрич Корпорейшн | Многослойная барьерная система (варианты) |
| US6832652B1 (en) * | 2003-08-22 | 2004-12-21 | Bj Services Company | Ultra low density cementitious slurries for use in cementing of oil and gas wells |
| RU2255205C1 (ru) * | 2004-03-01 | 2005-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Облегченная тампонажная смесь |
| RU2394007C2 (ru) * | 2008-08-22 | 2010-07-10 | Евгений Николаевич Ястремский | Сухая смесь для производства ячеистого газофибробетона |
| WO2011066191A1 (en) * | 2009-11-24 | 2011-06-03 | E. Khashoggi Industries, Llc | Extruded fiber reinforced cementitious products having wood-like properties and ultrahigh strength and methods for making the same |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569140C1 (ru) * | 2014-10-13 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона |
| RU2586690C1 (ru) * | 2015-04-22 | 2016-06-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Способ изготовления строительных композитов |
| RU2660705C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-07-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" | Сырьевая смесь для получения легкого бетона |
| RU2700997C1 (ru) * | 2018-10-24 | 2019-09-24 | Антон Павлович Гочачко | Теплоизоляционный конструкционный бетон |
| RU2718443C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Наномодифицированный высокопрочный легкий бетон |
| RU2751529C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-07-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) | Строительная панель пустотного настила |
| RU2758050C1 (ru) * | 2021-04-12 | 2021-10-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Состав лёгкого самоуплотняющегося конструкционного бетона (ЛКБ) на основе цементной матрицы |
| RU2773899C1 (ru) * | 2021-10-20 | 2022-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью «Московский бетонный завод» | Легкий строительный композит |
| RU2775585C1 (ru) * | 2021-12-10 | 2022-07-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Наномодифицирующий высокопрочный легкий бетон на композиционном вяжущем |
| RU2775585C9 (ru) * | 2021-12-10 | 2022-08-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Наномодифицированный высокопрочный легкий бетон на композиционном вяжущем |
| RU2843538C2 (ru) * | 2022-06-09 | 2025-07-15 | Екатерина Григорьевна Артамонова | Мелкозернистый бетон с опал-кристобалит-тридимитом |
| RU2783073C1 (ru) * | 2022-06-23 | 2022-11-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Легкий бетон конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного назначения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012143486A (ru) | 2014-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2515450C1 (ru) | Высокопрочный легкий бетон | |
| Hilal et al. | The use of additives to enhance properties of pre-formed foamed concrete | |
| Ahmad et al. | Properties of normal concrete, self-compacting concrete and glass fibre-reinforced self-compacting concrete: an experimental study | |
| Mohamed | Effect of fly ash and silica fume on compressive strength of self-compacting concrete under different curing conditions | |
| US20160289121A1 (en) | High strength concrete composition and method | |
| Jin et al. | Engineering characteristics of concrete made of desert sand from Maowusu Sandy Land | |
| MohaMMadi et al. | The Effect of Silica Fume on the Properties of Self-Compacted Light weight Concrete | |
| Hossain et al. | Effect of cement content and size of coarse aggregate on the strength of brick aggregate concrete | |
| Çiflikli et al. | Adverse effects of high temperatures and freeze-thaw cycles on properties of HFRHSCs containing silica fume and metakaolin | |
| Karahan et al. | Ground granulated pumice-based cement mortars exposed to abrasion and fire | |
| RU2548303C1 (ru) | Высокопрочный легкий фибробетон | |
| Sreevidya et al. | Flexural behavior of geopolymer ferrocement elements | |
| Almawla et al. | Fresh and mechanical properties of self-compacting lightweight concrete containing ponza aggregates | |
| Jun et al. | Mechanical properties and drying shrinkage of self-compacting concrete containing fly ash | |
| Reddy et al. | Fracture and strength studies on concrete with different types of coarse aggregates | |
| Du et al. | Properties of cement asphalt emulsion mortar for pavement | |
| Hilal et al. | Foamed concrete: From weakness to strength | |
| Khatib et al. | Strength characteristics of mortar containing high volume metakaolin as cement replacement | |
| Ma | Experimental study on mechanical properties of steel fiber reinforced high performance concrete | |
| Hwang et al. | Investigation on the use of fly ash and residual rice husk ash for producing unfired building bricks | |
| Salih et al. | Effect of plastic optical fibers on properties of translucent concrete boards | |
| Heiza et al. | Behavior of reinforced concrete slabs cast with light weight self compacting concrete | |
| Teja et al. | Investigation on metakaolin and silicafume incorporated concrete under elevated temperature | |
| Dhengare et al. | Cellular lightweight concrete | |
| Abd et al. | Improving the mechanical properties of lightweight foamed concrete using silica fume and steel fibers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211221 Effective date: 20211221 |