RU2831500C1 - Concrete mixture - Google Patents
Concrete mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2831500C1 RU2831500C1 RU2024106453A RU2024106453A RU2831500C1 RU 2831500 C1 RU2831500 C1 RU 2831500C1 RU 2024106453 A RU2024106453 A RU 2024106453A RU 2024106453 A RU2024106453 A RU 2024106453A RU 2831500 C1 RU2831500 C1 RU 2831500C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- quartz
- specified
- concrete
- quartz sand
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010438 granite Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims abstract description 5
- HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N dialuminum tricalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Al+3].[Ca++].[Ca++].[Ca++] HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 9
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 6
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 6
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов бетонных смесей, предназначенных к использованию при возведении гидротехнических и подземных сооружений.The invention relates to the building materials industry and concerns the composition of concrete mixtures intended for use in the construction of hydraulic engineering and underground structures.
Известна бетонная смесь, содержащая цемент, микрокремнезем, кварцевый песок, гранитный щебень, суперпластификатор [RU 2095327] - аналог. Такая бетонная смесь сложна в приготовлении, а получаемый из нее бетон не обладает достаточной прочностью.A concrete mixture containing cement, microsilica, quartz sand, granite crushed stone, superplasticizer is known [RU 2095327] - analogue. Such a concrete mixture is difficult to prepare, and the concrete obtained from it does not have sufficient strength.
Известна бетонная смесь, включающая, мас. %: цемент (портландцемент) 25-30; микрокремнезем 3-4; кварцевый песок 55-60; суперпластификатор С-3 или гиперпластификатор Melflux 2651F 0,3-0,9, базальтовое волокно 1,5-2,0, вода остальное [RU 2423331] - прототип.Такая бетонная смесь обладает высокой прочностью, но не предназначена для использования при возведении подземных сооружений, где дополнительно требуются высокая плотность, низкое водопоглощение, устойчивость к сульфатной коррозии.A concrete mixture is known, comprising, wt. %: cement (Portland cement) 25-30; microsilica 3-4; quartz sand 55-60; superplasticizer C-3 or hyperplasticizer Melflux 2651F 0.3-0.9, basalt fiber 1.5-2.0, water is the rest [RU 2423331] - prototype. Such a concrete mixture has high strength, but is not intended for use in the construction of underground structures, where high density, low water absorption, and resistance to sulfate corrosion are additionally required.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, состоит в получении бетона с высокой плотностью, низким водопоглощением, устойчивого к сульфатной коррозии, при обеспечении высоких показателей прочности на изгиб, растяжение при раскалывании и сжатии.The technical result, which the proposed invention is aimed at achieving, consists in obtaining concrete with high density, low water absorption, resistant to sulfate corrosion, while ensuring high bending strength, tensile strength when splitting and compression.
Технический результат достигается тем, что бетонная смесь, включающая цемент, микрокремнезем, суперпластификатор, кварцевый песок, воду, дополнительно содержит гранитный щебень фракции 5-20 мм, асбестовое волокно, кварцевую муку, золу-унос каменноугольную и нанокремнезем, причем в качестве цемента содержит сульфатостойкий цемент, а в качестве суперпластификатора - поликарбоксилатный суперпластификатор, при следующем соотношении компонентов, мас. ч: сульфатостойкий цемент 1; микрокремнезем 0,07-0,08; кварцевый песок 1,65-1,75; указанный суперпластификатор 0,03-0,04; вода 0,44-0,46; гранитный щебень фракции 5-20 мм 3,0-3,2; кварцевая мука 0,29-0,31; зола-унос каменноугольная 0,46-0,48; нанокремнезем 0,001-0,05, асбестовое волокно -1,0-1,5.The technical result is achieved in that the concrete mixture, including cement, microsilica, superplasticizer, quartz sand, water, additionally contains granite crushed stone of fraction 5-20 mm, asbestos fiber, quartz flour, coal fly ash and nanosilica, wherein it contains sulfate-resistant cement as cement, and polycarboxylate superplasticizer as superplasticizer, with the following ratio of components, in parts by weight: sulfate-resistant cement 1; microsilica 0.07-0.08; quartz sand 1.65-1.75; the specified superplasticizer 0.03-0.04; water 0.44-0.46; granite crushed stone of fraction 5-20 mm 3.0-3.2; quartz flour 0.29-0.31; coal fly ash 0.46-0.48; nanosilica 0.001-0.05, asbestos fiber -1.0-1.5.
Составы бетонной смеси приведены в табл. 1.The compositions of the concrete mixture are given in Table 1.
Сульфатостойкий портландцемент, активность - 46,5 МПа, удельная поверхность - 363,3 м2/кг; сроки схватывания: начало 170 мин., окончание 213 мин., равномерность изменения объема 1,36 мм, Содержание трехкальциевого алюмината С3А - 18,48%. Химический состав, мас. %: SiO2 20,59; Al2O3 3,77; Fe2O3 5,06; CaO 62,12; MgO 1,72; SO3 2,0; K2O 0,63; Na2O 0,14; BaO 1,89; TiO2 0,12; потери при прокаливании (п.п.п.) 1,96.Sulfate-resistant Portland cement, activity - 46.5 MPa, specific surface - 363.3 m2/kg; setting time: start 170 min., end 213 min., uniformity of volume change 1.36 mm, Tricalcium aluminate content C3A - 18.48%. Chemical composition, wt. %: SiO2 20.59; Al2O33.77; Fe2O3 5.06; CaO 62.12; MgO 1.72; SO32.0; K2O 0.63; Na2O 0.14; BaO 1.89; TiO20.12; loss on ignition (LOI) 1.96.
Микрокремнезем, плотность 2150 кг/м3, насыпная плотность 500-700 кг/м3, удельная поверхность 16300 м2/кг, размер частиц <0,1 мкм. Химический состав, мас. %: SiO2 92,48; Al2O3 0,86; Fe2O3 1,91; CaO 0,32; MgO 0,85; K2O 1,22; Na2O 0,38; SO3 0,03; п.п. п. 1,68.Microsilica, density 2150 kg/ m3 , bulk density 500-700 kg/ m3 , specific surface area 16300 m2 /kg, particle size <0.1 μm. Chemical composition, wt. %: SiO2 92.48 ; Al2O3 0.86; Fe2O3 1.91 ; CaO 0.32; MgO 0.85; K2O 1.22 ; Na2O 0.38; SO3 0.03; p. o. p. 1.68.
Кварцевый песок природный, модуль крупности Мк 2,5-3,0, плотность 2240-2670 кг/м3; Значение рН - 6,2-7,3, растворимость в HCl 0,52%, содержание глины 0,5-1,1%, плотность насыпная 1510-1610 кг/м3. Химический состав, мас. %: SiO2 98,1; Al2O3 0,89; Fe2O3 0,12; Na2O 0,17; п.п. п. 0,72.Natural quartz sand, fineness modulus Mk 2.5-3.0, density 2240-2670 kg/ m3 ; pH value - 6.2-7.3, solubility in HCl 0.52%, clay content 0.5-1.1%, bulk density 1510-1610 kg/ m3 . Chemical composition, wt. %: SiO2 98.1 ; Al2O3 0.89; Fe2O3 0.12 ; Na2O 0.17; p.p. p. 0.72.
Поликарбоксилатный суперпластификатор «Sika® Viscocrete® - 5200», плотность 1,075-1,095 кг/м3, жидкий, в виде раствора в воде, цвет - светло-коричневый, показатель рН 4-6, массовая доля сухого вещества - не более 40,5%.Polycarboxylate superplasticizer "Sika® Viscocrete® - 5200", density 1.075-1.095 kg/ m3 , liquid, in the form of a solution in water, color - light brown, pH 4-6, mass fraction of dry matter - no more than 40.5%.
Вода питьевая, рН 4-12,5, окисляемость менее 15 мг/л.Drinking water, pH 4-12.5, oxidizability less than 15 mg/l.
Гранитный щебень смешанной фракции 5-20 мм, плотность 2680 кг/м3, насыпная плотность 1390 кг/м3, пустотность 46,9%, содержание ила, пыли 0,73%, водопоглощение 0,2%, средняя прочность на сжатие 105,6 МПа.Granite crushed stone of mixed fraction 5-20 mm, density 2680 kg/ m3 , bulk density 1390 kg/ m3 , voidage 46.9%, silt and dust content 0.73%, water absorption 0.2%, average compressive strength 105.6 MPa.
Кварцевая мука, средний размер частиц от 5 до 95 мкм; плотность - 2600 кг/м3, насыпная плотность 1400-1500 кг/м3, удельная поверхность 250 м2/кг. Химический состав, мас. %: SiO2 - 99,7; Al2O3 - 0,046; Fe2O3 - 0,043; CaO 0,054; MgO 0,038; K2O 0,0068; Na2O 0,023; TiO2 0,045; п.п. п. 0,044.Quartz flour, average particle size from 5 to 95 µm; density - 2600 kg/ m3 , bulk density 1400-1500 kg/ m3 , specific surface area 250 m2 /kg. Chemical composition, wt. %: SiO2 - 99.7; Al2O3 - 0.046 ; Fe2O3 - 0.043; CaO 0.054; MgO 0.038; K2O 0.0068; Na2O 0.023; TiO2 0.045; l.p. p. 0.044 .
Зола-унос каменноугольная, плотность 2310 кг/м3, насыпная плотность 990 кг/м3, удельная поверхность 1200 м2/кг, размер частиц <3,05 мкм. Химический состав, мас. %: SiO2 61,7; Al2O3 26,7; Fe2O3 5,76; CaO 0,98; MgO 0,75; K2O 2,78; Na2O 0,28; SO3 0,1; п.п. п. 0,95.Coal fly ash, density 2310 kg/ m3 , bulk density 990 kg / m3 , specific surface area 1200 m2 /kg, particle size <3.05 μm . Chemical composition, wt. %: SiO2 61.7 ; Al2O3 26.7 ; Fe2O3 5.76 ; CaO 0.98; MgO 0.75; K2O 2.78; Na2O 0.28; SO3 0.1; LOI 0.95 .
Нанокремнезем (синтезированный), удельная поверхность 139000 м2/кг, плотность 2330 кг/м3, размер частиц (10-50)10-3 мкм. Химический состав, мас. %: SiO2 99,95; Fe2O3 0,013; CaO 0,037.Nanosilica (synthesized), specific surface area 139000 m2 /kg, density 2330 kg/ m3 , particle size (10-50)10 -3 μm. Chemical composition, wt. %: SiO2 99.95 ; Fe2O3 0.013 ; CaO 0.037.
Асбестовое волокно хризолитовое длиной 10 мм и диаметром 7 мкм (рубленое из асбестового шнура), удельная поверхность 15-30 м2/г.Asbestos chrysolite fiber 10 mm long and 7 µm in diameter (chopped from asbestos cord), specific surface area 15-30 m2 /g.
Для приготовления бетонной смеси подготавливают и дозируют сырьевые компоненты. Гранитный щебень, кварцевый песок и кварцевую муку перемешивают в сухом состоянии в течение 3 минут. Затем постепенно добавляют к ним отдельно перемешанные в сухом состоянии в течение 3 мин. сульфатостойкий портландцемент, асбестовое волокно, золу-унос, микрокремнезем и нанокремнезем. Перемешивание продолжают еще в течение 6 минут. После этого добавляют 70% воды продолжают перемешивание еще 16 минут до получения однородной бетонной смеси. Оставшуюся воду отдельно смешивают с поликарбоксилатным суперпластификатором и вводят в бетонную смесь. Все компоненты еще перемешивают в течение 20 минут. Готовую бетонную смесь используют по назначению.To prepare the concrete mix, prepare and dose the raw materials. Mix granite crushed stone, quartz sand and quartz flour in a dry state for 3 minutes. Then gradually add to them separately mixed in a dry state for 3 minutes sulfate-resistant Portland cement, asbestos fiber, fly ash, microsilica and nanosilica. Continue mixing for another 6 minutes. Then add 70% of water and continue mixing for another 16 minutes until a homogeneous concrete mix is obtained. The remaining water is separately mixed with polycarboxylate superplasticizer and added to the concrete mix. All components are mixed for another 20 minutes. Use the finished concrete mix for its intended purpose.
Свойства бетона, приготовленного из предлагаемой смеси, приведены в табл. 2.The properties of concrete prepared from the proposed mixture are given in Table 2.
Комплексное введение в состав бетонной смеси на основе сульфатостойкого цемента полидисперсных минеральных компонентов (кварцевого песка, нанокремнезема, микрокремнезема, золы-уноса), обладающих различной химической активностью по отношению к гидроксиду кальция, а также плотная упаковка полидисперсных зерен компонентов, обеспечивают формирование плотного цементного камня, низкое водопоглощение бетона, устойчивость к сульфатной коррозии при обеспечении высоких показателей прочности на изгиб, растяжение при раскалывании и сжатие.The complex introduction of polydisperse mineral components (quartz sand, nanosilica, microsilica, fly ash) into the composition of the concrete mixture based on sulfate-resistant cement, which have different chemical activity in relation to calcium hydroxide, as well as the dense packing of polydisperse grains of components, ensure the formation of a dense cement stone, low water absorption of concrete, resistance to sulfate corrosion while ensuring high bending strength, tensile strength when splitting and compression.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2831500C1 true RU2831500C1 (en) | 2024-12-09 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006027645A2 (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Gcc Technology And Processes S.A. | Improved mortar compositions with base on ultra-fine clinker, refined sand and chemical additives |
| RU2423331C1 (en) * | 2010-04-02 | 2011-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фибробетонные люки" (ООО "ФБЛ") | Fibre-concrete mixture |
| RU2435746C2 (en) * | 2009-12-01 | 2011-12-10 | Игорь Юрьевич Троянов | Concrete mixture |
| RU2548303C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") | High-strength light fibrous concrete |
| RU2711169C1 (en) * | 2019-02-07 | 2020-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" | Crude mixture for producing fine-grained polymer concrete, modified with microsilice |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006027645A2 (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Gcc Technology And Processes S.A. | Improved mortar compositions with base on ultra-fine clinker, refined sand and chemical additives |
| US7867333B2 (en) * | 2004-09-09 | 2011-01-11 | Gcc Technology And Processes S.A. | Mortar compositions with base on ultra-fine clinker, refined sand and chemical additives |
| RU2435746C2 (en) * | 2009-12-01 | 2011-12-10 | Игорь Юрьевич Троянов | Concrete mixture |
| RU2423331C1 (en) * | 2010-04-02 | 2011-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фибробетонные люки" (ООО "ФБЛ") | Fibre-concrete mixture |
| RU2548303C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") | High-strength light fibrous concrete |
| RU2711169C1 (en) * | 2019-02-07 | 2020-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" | Crude mixture for producing fine-grained polymer concrete, modified with microsilice |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2023210634B2 (en) | Inorganic foam based on calcium sulfoaluminate | |
| Kasaniya et al. | Efficiency of natural pozzolans, ground glasses and coal bottom ashes in mitigating sulfate attack and alkali-silica reaction | |
| Douglas et al. | Alkali activated ground granulated blast-furnace slag concrete: preliminary investigation | |
| Arel et al. | The effects of nano-and micro-particle additives on the durability and mechanical properties of mortars exposed to internal and external sulfate attacks | |
| US5383967A (en) | Natural silica-containing cement and concrete composition | |
| Alp et al. | Pozzolanic characteristics of a natural raw material for use in blended cements | |
| US10336652B2 (en) | Enhancing calcined clay use with inorganic binders | |
| US20120041087A1 (en) | Dry mixture for manufacturing cellular fibro concrete and method thereof | |
| US5928420A (en) | Cement composition for alkali-reactive aggregate and for sulphate resistance | |
| NZ528311A (en) | Low bulk density calcium silicate hydrate strength accelerant additive for curing cementitious products | |
| CN107848882A (en) | composite cement-based material | |
| JP4320704B2 (en) | Lightweight inorganic molded body with excellent frost resistance and method for producing the same | |
| RU2382004C2 (en) | Organic mineral modifier for concrete mixtures and construction mortars and method of its production | |
| RU2831500C1 (en) | Concrete mixture | |
| EP3733628A1 (en) | Autoclaved cement compositions | |
| Gupta et al. | Utilization of Waste Glass for Enhancement of Chemical Properties of Concrete. | |
| Parmar et al. | Experimental study on high performance concrete by using alccofine and fly ash-hard concrete properties | |
| Ismail et al. | Short-term effect on mechanical strength and water absorption of concrete containing palm oil fuel ash exposed to chloride solution | |
| RU2627344C1 (en) | Concrete mixture | |
| Raheem et al. | Assessing Performance of Alkali Activated Calcined Kaolin Clay Based Self-Compacting Geopolymer Concrete Using Nanoparticles and Micro Steel Fiber | |
| RU2799677C1 (en) | Fire retardant plaster raw mix | |
| Öztürk | Binary Use of F-Class Fly-ash with Different Aluminosilicates for the Improved Mechanical Properties of Ambient-Cured Geopolymer Mortars | |
| RU2811704C1 (en) | Raw mixture for fire retardant plaster mortar | |
| RU2788912C1 (en) | Method of making a mixture for alkaline corrosion resistant lightweight concrete | |
| RU2803561C1 (en) | Raw mix for the production of fiber foam concrete |