RU2461524C1 - Concrete mixture - Google Patents
Concrete mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2461524C1 RU2461524C1 RU2011127428/03A RU2011127428A RU2461524C1 RU 2461524 C1 RU2461524 C1 RU 2461524C1 RU 2011127428/03 A RU2011127428/03 A RU 2011127428/03A RU 2011127428 A RU2011127428 A RU 2011127428A RU 2461524 C1 RU2461524 C1 RU 2461524C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- concrete
- dust
- portland cement
- modified
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 19
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 claims description 4
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N sulfonic acid Chemical compound OS(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 5
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000010458 rotten stone Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 3-(4-ethylcyclohexyl)propanoic acid 3-(3-ethylcyclopentyl)propanoic acid Chemical compound CCC1CCC(CCC(O)=O)C1.CCC1CCC(CCC(O)=O)CC1 HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- WQOXQRCZOLPYPM-UHFFFAOYSA-N dimethyl disulfide Chemical compound CSSC WQOXQRCZOLPYPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к составам бетонных смесей и может найти применение в производстве строительных материалов для изготовления стеновых камней, тротуарных плит и других бетонных изделий.The invention relates to compositions of concrete mixtures and may find application in the production of building materials for the manufacture of wall stones, paving slabs and other concrete products.
Известен состав мелкозернистой бетонной смеси (строительный раствор). Данный состав приведен в авт. свид. СССР №637357 М.Кл2. С04В 13/00, опубликованном 15.12.1978 г., при следующем соотношении, мас.%:The composition of the fine-grained concrete mixture (mortar) is known. This composition is given in ed. testimonial. USSR No. 637357 M.Cl 2 . С04В 13/00, published on December 15, 1978, in the following ratio, wt.%:
имеющие следующий фракционный состав, масс.%:having the following fractional composition, wt.%:
К достоинствам смеси следует отнести:The advantages of the mixture include:
1) утилизируются отходы металлургических производств;1) waste from metallurgical industries is disposed of;
2) повышается коррозийная стойкость мелкозернистого бетона (раствора), т.к. пыль от выплавки ферросилиция является аморфной кремнеземсодержащей активной минеральной добавкой.2) increases the corrosion resistance of fine-grained concrete (mortar), because dust from smelting ferrosilicon is an amorphous silica-containing active mineral additive.
Наряду с достоинствами имеются и недостатки:Along with the advantages, there are also disadvantages:
1) низкая прочность на сжатие в возрасте 28 суток - 3,6 МПа;1) low compressive strength at the age of 28 days - 3.6 MPa;
2) низкая адгезия смеси со стальной арматурой, т.к. отходы железных руд в смеси имеют одинаковый со сталью электрический заряд - положительный («+»заряд).2) low adhesion of the mixture with steel reinforcement, as iron ore wastes in the mixture have the same electric charge as steel - positive (“+” charge).
Наиболее близкий состав бетонной смеси по качественному и техническому решению приведен в авт. свид. СССР №1346617 С04В 28/08 (С04В 28/08//22/08, 24/20), опубликованном 23.10.1987 г., при следующем соотношении компонентов, масс.%:The closest composition of the concrete mixture for quality and technical solution is given in ed. testimonial. USSR No. 1346617 С04В 28/08 (СВВ 28/08 // 22/08, 24/20), published on 10.23.1987, with the following ratio of components, wt.%:
в добавке:in addition:
К достоинствам смеси следует отнести утилизацию тонкодисперсных шлаков.The advantages of the mixture include the disposal of fine slag.
Наряду с достоинствами имеются и недостатки:Along with the advantages, there are also disadvantages:
1) низкая трещиностойкость при твердении бетона вследствие большого содержания тонкодисперсного шлака в составе смеси (20-25%), тампонирующего капилляры, по которым диффундирует влага к поверхности для испарения;1) low crack resistance during hardening of concrete due to the high content of fine slag in the composition of the mixture (20-25%), plugging capillaries, through which moisture diffuses to the surface for evaporation;
2) низкая прочность на сжатие в возрасте 28 суток - 9,2 МПа.2) low compressive strength at the age of 28 days - 9.2 MPa.
Задача изобретения - улучшить качество за счет исключения трещин при твердении и повысить прочность на сжатие в возрасте 28 суток нормального твердения при водовяжущем (В/Вяж) отношении в пределах 0,4-0,5, а также снизить себестоимость бетонной смеси.The objective of the invention is to improve quality by eliminating cracking during hardening and to increase the compressive strength at the age of 28 days of normal hardening with a water-binder (V / Vyazh) ratio in the range of 0.4-0.5, and also to reduce the cost of concrete mix.
Бетонная смесь включает портландцемент, тонкодисперсный наполнитель - шлак и пыль электрофильтров ферросплавных производств, пластификатор с основой нафтеновой сульфокислоты, воду с кислой добавкой и заполнитель, В качестве дисперсного наполнителя вводят отсев доменного шлака фракции 0,14 мм и пыль электрофильтров от выплавки ферросилиция в качестве кислой добавки. В счет частичной замены обычной воды затворения вводят модифицированную электротоком воду с рH 2,1-2,5.The concrete mixture includes Portland cement, a finely divided filler — slag and dust of electrostatic precipitators of ferroalloy production, a plasticizer with a base of naphthenic sulfonic acid, water with an acidic additive and aggregate. As a dispersed filler, screening of blast-furnace slag of 0.14 mm fraction and dust of electrostatic precipitators from smelting of ferrosilicon are introduced. additives. Due to the partial replacement of ordinary mixing water, water modified with electric current with pH 2.1-2.5 is introduced.
Соотношение всех компонентов, масс.%:The ratio of all components, wt.%:
Смешанное вяжущее:Mixed binder:
Вода затворения:Mixing Water:
Характеристика компонентов бетонной смеси:Characteristics of concrete mix components:
1. Портландцемент марки М400 «ПЦ-ДО» (ГОСТ 10178-85, ГОСТ 30515-97) (ОАО «Михайловцемент» Рязанская обл., Михайловский р-он, пос.Октябрский).1. Portland cement, grade M400 “PTs-DO” (GOST 10178-85, GOST 30515-97) (OAO Mikhailovcement, Ryazan Region, Mikhailovsky District, Oktyabrsky Village).
2. Отсев доменного отвального шлаки фракции менее 0,14 мм (отход от дробленного основного доменного шлака (отвальный)). Последний дробят для получения щебня и песка для облегченных бетонов. Все, что проходит через сито с ячейками 0,14 мм, является отходом. В данном изобретении этот отход предложено утилизировать в качестве наполнителя смешанного вяжущего и соответственно добавки бетонной смеси.2. Screening of blast furnace waste slag fraction less than 0.14 mm (departure from crushed main blast furnace slag (dump)). The latter is crushed to obtain crushed stone and sand for lightweight concrete. Everything that passes through a 0.14 mm sieve is waste. In the present invention, this waste is proposed to be disposed of as a filler of a mixed binder and, accordingly, additive of a concrete mixture.
Химический состав шлакового отсева включает, масс.%: CaO=(39-47)%; MgO=(5-10)%); SiO2=(38-45)%; Al2O3=(5-10)%; FeO - до 1%; MnO - до 1%; S - до 1,7%; TiO2 - до 0,5%.The chemical composition of the slag screenings includes, wt.%: CaO = (39-47)%; MgO = (5-10)%); SiO 2 = (38-45)%; Al 2 O 3 = (5-10)%; FeO - up to 1%; MnO - up to 1%; S - up to 1.7%; TiO 2 - up to 0.5%.
Удельная поверхность 0,16-0,18 м2/г, модуль основности 1,1-1,15.The specific surface area is 0.16-0.18 m 2 / g, the basicity modulus is 1.1-1.15.
3. Пылевидный отход (МК-85) ферросплавного производства ОАО "Кузнецкие ферросплавы". Данная пыль из электрофильтров производства ферросилиция имеет размеры частиц 1-1 мкм. Под действием высокой температуры микрочастицы кремнезема превращаются в стекловидную аморфную пыль. Удельная поверхность микрочастиц 14000-30000 м2/кг, что в 3-10 раз превышает удельную поверхность цемента. Насыпная плотность в уплотненном состоянии составляет 0,8 т/м3.3. Pulverized waste (MK-85) of ferroalloy production of Kuznetsk Ferroalloys OJSC. This dust from electrostatic precipitators produced by ferrosilicon has a particle size of 1-1 microns. Under the action of high temperature, silica microparticles turn into vitreous amorphous dust. The specific surface area of microparticles is 14000-30000 m 2 / kg, which is 3-10 times higher than the specific surface area of cement. The bulk density in the compacted state is 0.8 t / m 3 .
Химический состав, масс.%: SiO2=(91-97)%; Al2O3=(1,0-1,4)%; Fe2O3=(0,2-0,4)%; CaO=(0,2-0.4)%.Chemical composition, wt.%: SiO 2 = (91-97)%; Al 2 O 3 = (1.0-1.4)%; Fe 2 O 3 = (0.2-0.4)%; CaO = (0.2-0.4)%.
В предлагаемом составе бетонной смеси принята пыль в качестве активной минеральной добавки, т.к. частицы микрокремнезема являются аморфными и более реакционными в сравнении с опокой, туфом и трепелом, а также в качестве дополнительной - пластифицирующей добавки.In the proposed composition of the concrete mixture, dust is accepted as an active mineral additive, because silica fume particles are amorphous and more reactive in comparison with flask, tuff and tripoli, and also as an additional plasticizing additive.
4. Пластификатор смеси. В опытах принят два вида суперпластификаторов, получаемых растворением нафталина в серной кислоте с добавкой полимерных смол и являющихся аналогом суперпластификатора С-3. Т.е. приняты «Полипласт СП-1» и «Реламикс» тип 2 ГОСТ 24211-2008, производимых ООО «Полипласт» г.Новомосковск. Добавки обладают слабощелочной средой рН 9±1. Применяются в виде жидкости или порошка. Основой состава является нафтеновая сульфокислота в виде соли Na2SO3 и радикалов - СН2. В изобретении принят в комплексе с пылью микрокремнезема в роли пластификатора и нейтрализатора оставшейся кислой среды после смешения, т.к. обладает щелочной средой.4. The plasticizer of the mixture. Two types of superplasticizers were obtained in the experiments, obtained by dissolving naphthalene in sulfuric acid with the addition of polymer resins and which are analogous to the C-3 superplasticizer. Those. Polyplast SP-1 and Relamix type 2 GOST 24211-2008 manufactured by Polyplast LLC, Novomoskovsk were adopted. Additives have a slightly alkaline medium pH 9 ± 1. Apply as a liquid or powder. The basis of the composition is naphthenic sulfonic acid in the form of a salt of Na 2 SO 3 and radicals - CH 2 . In the invention adopted in combination with dust, silica fume in the role of plasticizer and neutralizer of the remaining acidic medium after mixing, because has an alkaline environment.
5. Модифицированная электротоком («мертвая») вода с рН в пределах 2,1-3. Данный тип воды получен методом электролиза родниковой воды с исходным рН 6,9. Электролиз осуществляли с помощью прибора «Живица» в течение 10 минут. Прибор электротоком разрушает молекулы воды на ионы Н+, т.е. «мертвую» воду с рН 2,1-3, и «живую», обогащенную ионами ОН-. В опытах применили воду с рН 2.1-3, т.е. «мертвую» - кислую.5. Modified by electric current ("dead") water with a pH in the range of 2.1-3. This type of water was obtained by electrolysis of spring water with an initial pH of 6.9. The electrolysis was carried out using the device "Zhivitsa" for 10 minutes. The device by electric current destroys water molecules into H + ions, i.e. "Dead" water with a pH of 2.1-3, and "living" enriched with OH - ions. In the experiments, water with a pH of 2.1-3 was used, i.e. "Dead" - sour.
6. Заполнители:6. Placeholders:
- мелкий, т.е. кварцевый песок - 1 класс соответствует требованиям ГОСТ 8736-93 (ООО «Атлантида» г.Серпухов.) Модуль крупности - 2,25.- small, i.e. quartz sand - Grade 1 meets the requirements of GOST 8736-93 (Atlantida LLC, Serpukhov.) The size module is 2.25.
- крупный - гранитный щебень фракции от 5 до 20 мм соответствует требованиям ГОСТ 8267-93 (ОАО «Павловскгранит», Воронежская обл.). Марка щебня по дробимости 1400.- large - granite crushed stone of a fraction from 5 to 20 mm meets the requirements of GOST 8267-93 (Pavlovskgranit OJSC, Voronezh Region). Gravel of crushed stone according to crushing 1400.
7. Вода для затворения соответствует техническим условиям ГОСТ 23732-79.7. Water for mixing corresponds to the technical conditions of GOST 23732-79.
вяжущегоComponents
binder
- электосталеплавильный шлак
- пылевидный отход ферросплавного произ-ва
- отсев доменного шлака фр. менее 0,14 мм2. Filler:
- electric steelmaking slag
- pulverized waste ferroalloy production
- screening of blast furnace slag fr. less than 0.14 mm
- сернокислый магний
- нафтеновая сульфокислота3. Plasticizer:
- magnesium sulfate
- naphthenic sulfonic acid
- обычная рН 6,9
- модифицированная: с рН 2,1
с рН 2,2
с рН 2,5
с рН 3,04. Water
- usual pH 6.9
- modified: with a pH of 2.1
with pH 2.2
with pH 2.5
with pH 3.0
Пример реализации задачи. Бетонную смесь готовят путем дозирования компонентов по массе, приведенной в таблице 1. Перемешивают смесь из мелкого заполнителя (песка), макро- и микронаполнителей (отсева шлака + пыли от производства ферросилиция) с модифицированной (кислой) и 1/2 частью обычной воды - 5 мин, с последующим добавлением пластификатора с основой нафтеновой сульфокилоты, щебня, портландцемента и остатка обычной воды и перемешивание продолжают еще 5-6 мин. Формуют и твердеют образцы бетона в соответствии с требованиями ГОСТ 7473-94.An example of the implementation of the task. A concrete mixture is prepared by dosing the components by weight, shown in table 1. Mix the mixture of fine aggregate (sand), macro- and micro-fillers (screening slag + dust from the production of ferrosilicon) with modified (acidic) and 1/2 part of ordinary water - 5 min, followed by the addition of a plasticizer with a base of naphthenic sulfocylates, crushed stone, Portland cement and the remainder of ordinary water and stirring is continued for another 5-6 minutes. Concrete samples are molded and hardened in accordance with the requirements of GOST 7473-94.
Бетонную смесь состава прототипа (.№6) готовили по методике, приведенной в примере авт. свид. СССР №1346617 С04В 28/08 (С04В 28/08//22:08, 24:20), опубликованного 23.10.1987 года. Наличие трещин определяли визуально.A concrete mixture of the composition of the prototype (. # 6) was prepared according to the methodology described in the example of ed. testimonial. USSR No. 1346617 C04B 28/08 (C04B 28/08 // 22: 08, 24:20), published on 10.23.1987. The presence of cracks was determined visually.
В таблице 2 приведены результаты испытаний прочности при сжатии после 28 суток естественного твердения и показано наличие трещин в образцах.Table 2 shows the results of compression strength tests after 28 days of natural hardening and shows the presence of cracks in the samples.
Анализ данных, приведенных в таблице 2, показывает:Analysis of the data shown in table 2 shows:
1) прочность бетона увеличилась в четыре раза при одинаковом В/Вяж=0,45, причем в состав смешанных вяжущих (предлагаемого и известного) включены портландцемент, наполнители и пластификатор;1) the strength of concrete has increased four times with the same V / Vyazh = 0.45, and Portland cement, fillers and plasticizer are included in the composition of mixed binders (proposed and known);
2) состав бетонной смеси №1 и №5 не отвечают поставленной задачи, т.к. на поверхности образцов бетона у состава №1 проявились мелкие трещины, а прочность на сжатии бетона смеси №5 - ниже составов №2; №3 и №4.2) the composition of the concrete mixture No. 1 and No. 5 do not meet the task, because small cracks appeared on the surface of concrete samples of composition No. 1, and the compressive strength of concrete of mixture No. 5 was lower than compositions No. 2; No. 3 and No. 4.
Появление трещин (смесь №1) обосновано недостатком кислой среды (воды с рН 2,1) для предотвращения запоздалого процесса гашения (гидратации) пережженных частиц свободной извести, содержащейся в составе шлаковых высевок. Уменьшение прочности бетона у состава смеси №5 объясняется превышением оптимальной нормы пыли от выплавки ферросилиция, несмотря на самый высокий расход портландцемента.The appearance of cracks (mixture No. 1) is justified by the lack of an acidic medium (water with a pH of 2.1) to prevent the belated process of quenching (hydration) of burnt particles of free lime contained in the slag plantings. The decrease in concrete strength in the composition of mixture No. 5 is explained by the excess of the optimum dust norm from smelting ferrosilicon, despite the highest consumption of Portland cement.
Химическая сущность достижения (задачи заключается в химическом взаимодействии пережженных свободных частиц оксида кальция (СаО) с кислой модифицированной водой и переходом в гидроокись кальция (Са(ОН)2), т.е. предотвращается запоздалый процесс пиления извести, а следовательно, и образование трещин бетона при твердении.The chemical essence of the achievement (the task is the chemical interaction of the burnt free particles of calcium oxide (CaO) with acidic modified water and the transition to calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), i.e. the delayed process of sawing of lime is prevented, and consequently, the formation of cracks hardening concrete.
Превращение СаО в Са(ОН)2 способствует и увеличению в структуре бетона гидросиликатов кальция, а следовательно, и прочности бетона.The conversion of CaO to Ca (OH) 2 also contributes to an increase in the structure of concrete of calcium hydrosilicates, and, consequently, the strength of concrete.
В составе смеси прототипа пережженные частицы свободной окиси кальция при взаимодействии с кислой средой, образованной MgSO4, переходят в гипс CaSO4, что также положительно сказывается на трещиностойкости, но отрицательно на прочности бетона, так как гипс (ангидрит) является труднорастворимым веществом и не образует дополнительного количества гидросиликатов кальция в структуре бетона. Однако трещины на поверхности бетона прототипа возникают вследствие повышенного содержания в составе бетонной смеси тонкодисперсного сталеплавильного шлака и тампонирования им капилляров, по которым диффундирует вода к поверхности для испарения, что создает внутренние напряжения, приводящие к трещинам.As part of the prototype mixture, the burned-out particles of free calcium oxide, when interacting with the acidic environment formed by MgSO 4 , go into CaSO 4 gypsum, which also has a positive effect on crack resistance, but negatively on concrete strength, since gypsum (anhydrite) is an insoluble substance and does not form additional amount of calcium hydrosilicates in the concrete structure. However, cracks on the surface of the concrete of the prototype arise due to the increased content of finely dispersed steelmaking slag in the composition of the concrete mixture and the plugging of capillaries by which water diffuses to the surface for evaporation, which creates internal stresses leading to cracks.
Эффект достижения повышения прочности заключается в химическом взаимодействии модифицированной воды с рН 2,1-2,5 с пылевидным аморфным микрокремнеземом и переходом его вначале в метакремниевую (H2SiO3), а затем за счет полимеризации последней в гель ортокремниевой (H4SiO4).The effect of increasing the strength lies in the chemical interaction of modified water with a pH of 2.1-2.5 with pulverized amorphous silica fume and its first transition to metasilicon (H 2 SiO 3 ), and then by polymerization of the latter into orthosilicon gel (H 4 SiO 4 )
Достоверность такого химизма превращения в ортокремниевую кислоту аморфного кремнезема в кислой среде подтверждена экспериментально и приведена в работе Чукина Г.Д. (Г.Д.Чукин, рецензент: д.х.н., профессор Б.К.Нефедов, «Химия поверхности и строения дисперсного кремнезема», гл. №8, раздел 8.2. - Строение глобулы силикагеля, синтезированного в кислой среде - М.: Типография Паладин, ООО «Принта», 2008. - 172 с.).The reliability of such a chemistry of conversion of amorphous silica into orthosilicic acid in an acidic medium is confirmed experimentally and is given in the work of Chukin GD (G.D. Chukin, reviewer: Doctor of Chemistry, Professor B.K. Nefedov, “Surface and Structure Chemistry of Dispersed Silica”, Ch. No. 8, Section 8.2. - The structure of a silica gel globule synthesized in an acidic medium - M .: Paladin Printing House, Printa LLC, 2008. - 172 p.).
В составе бетонной смеси гель ортокремниевой кислоты вступает в реакцию с Са(ОН)4, образующейся при гидратации минералов клинкера портландцемента по реакции (1):As part of the concrete mixture, the gel of orthosilicic acid reacts with Ca (OH) 4 , which is formed during the hydration of Portland cement clinker minerals by reaction (1):
Ca(OH)2+2H2O+SiO2=CaSiO3·3H2O (1).Ca (OH) 2 + 2H 2 O + SiO 2 = CaSiO 3 · 3H 2 O (1).
Молекулярная масса Са(ОН)2=74 а.е.м., a CaSiO3·3H2O=170 а.е.м. или выход гидросиликата кальция по реакции (1) составляет 70% от общей массы.The molecular weight of Ca (OH) 2 = 74 amu, and CaSiO 3 · 3H 2 O = 170 amu or the output of calcium hydrosilicate by reaction (1) is 70% of the total mass.
При взаимодействии Са(ОН)2 с традиционными активными кемнеземсодержащими минеральными добавками (опокой, трепелом и др.) выход гидросиликата кальция меньше, т.eIn the interaction of Ca (OH) 2 with traditional active kamenzemsoderzhashchy mineral additives (flask, tripoli, etc.), the output of calcium hydrosilicate is less, i.e.
Ca(OH)2+SiO2+H2O=CaSiO3-2H2O (2).Ca (OH) 2 + SiO 2 + H 2 O = CaSiO 3 -2H 2 O (2).
Молекулярная масса CaSiO3·2H2O=160 a.e.м или выход гидросиликата кальция по реакции (2) составляет 68% от общей массы, т.е на 2% меньше по отношению к реакции (1).The molecular weight of CaSiO 3 · 2H 2 O = 160 am or the yield of calcium hydrosilicate by reaction (2) is 68% of the total mass, i.e., 2% less with respect to reaction (1).
Уравнение реакции (2) написано из литературы (Волженский А.В., Ю.С.Колокольников и др. Минеральные вяжущие вещества, 1979. - 472 с).Reaction equation (2) is written from the literature (Volzhensky A.V., Yu.S. Kolokolnikov et al. Mineral binders, 1979. - 472 s).
Таким образом пыль от выплавки ферросилиция совместно с «мертвой» водой с рН 2,1-2,5 способствует исключению трещин бетона при твердении и увеличению продуктов гидратации гидроспликатов кальция, а соответственно прочности бетона.Thus, dust from smelting ferrosilicon together with “dead” water with a pH of 2.1-2.5 helps to eliminate concrete cracks during hardening and increase the products of hydration of calcium hydroslicates, and, accordingly, the strength of concrete.
Повышению прочности способствует меньшая водонотребность предлагаемой бетонной смеси за счет совокупного действия трех компонентов: пластифкатора с основой нафтеновой кислоты, пыли от выплавки ферросилиция и модифицированной кислой воды рН 2,1-2,5, а также использования крупного заполнителя (гранитный щебень).Strength is enhanced by the lower water demand of the proposed concrete mixture due to the combined action of three components: a plasticizer with a base of naphthenic acid, dust from smelting ferrosilicon and modified acidic water pH 2.1-2.5, and the use of coarse aggregate (crushed granite).
Экономическая целесообразность предлагаемой бетонной смеси по отношению к известной (№6-прототип) заключается в следующих факторах:The economic feasibility of the proposed concrete mixture in relation to the known (No. 6 prototype) is the following factors:
1) уменьшается расход смешанного вяжущего (в %) на 1% заполнителя, т.е.:1) the consumption of mixed binder (in%) is reduced by 1% of aggregate, i.e.:
- для известного (48%:52%)=0,923;- for the known (48%: 52%) = 0.923;
- для предлагаемого (23,l% сред.:76,9% сред.)=0,3, т.е расход уменьшен в три раза;- for the proposed (23, l% avg.: 76.9% avg.) = 0.3, i.e. the consumption is reduced three times;
2) уменьшен расход бетонной смеси на единицу прочности (МПа) бетона в возрасте 28 суток нормального твердения, т.е.:2) the consumption of concrete mixture per unit of strength (MPa) of concrete at the age of 28 days of normal hardening is reduced, i.e.:
- для известного (100% б.смеси : 9.2 МПа)=10,87;- for the known (100% b. mix: 9.2 MPa) = 10.87;
- для предлагаемого (100% б.смеси : 39,3 сред.)=2,54 (в 4,28 раза меньше, что положительно отразилось на снижении себестоимости смеси).- for the proposed (100% b. mix: 39.3 medium) = 2.54 (4.28 times less, which had a positive effect on reducing the cost of the mixture).
Последнему способствует и тот факт, что высевки шлака в 10 раз дешевле тонкодисперсного сталеплавильною шлака, а затраты на получение модифицированной воды в три раза дешевле сернокислого магния. Таким образом, себестоимость предлагаемой бетонной смеси на 6-8% ниже известной.The latter is also facilitated by the fact that sowing of slag is 10 times cheaper than finely dispersed steelmaking slag, and the cost of obtaining modified water is three times cheaper than magnesium sulfate. Thus, the cost of the proposed concrete mixture is 6-8% lower than the known one.
Claims (1)
Смешанное вяжущее:
Вода затворения:
Mixed binder:
Mixing Water:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127428/03A RU2461524C1 (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Concrete mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127428/03A RU2461524C1 (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Concrete mixture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2461524C1 true RU2461524C1 (en) | 2012-09-20 |
Family
ID=47077400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011127428/03A RU2461524C1 (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Concrete mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2461524C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608102C1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-01-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Concrete mixture |
RU2616199C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-04-13 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Composition for heat-resistant composites production |
RU2631741C1 (en) * | 2016-10-17 | 2017-09-26 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Concrete mixture |
RU2664563C1 (en) * | 2017-11-17 | 2018-08-21 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Dry construction mixture for manufacturing the underlying layers of floors and main plastering, repair and finishing seams of the walls and ceilings of the buildings |
RU2833386C1 (en) * | 2024-07-01 | 2025-01-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Паладиум" | Dry construction mixture for making floor underlays |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1346617A1 (en) * | 1985-09-02 | 1987-10-23 | Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Concrete mix |
RU2055034C1 (en) * | 1991-07-11 | 1996-02-27 | Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона | Concrete mixture |
RU93009809A (en) * | 1993-02-25 | 1997-01-10 | Д.А. Фрумин | METHOD FOR PREPARING CONCRETE MIX |
EP1201617A1 (en) * | 2000-10-26 | 2002-05-02 | Mapei S.p.A. | Cement compositions with high durability |
US20060272551A1 (en) * | 2003-01-31 | 2006-12-07 | Comrie Douglas C | Cementitious materials including slag and geopolymers |
US7641734B2 (en) * | 2007-04-03 | 2010-01-05 | Sumco Corporation | Method for producing silicon single crystal |
CN101962282A (en) * | 2009-07-22 | 2011-02-02 | 中国钢铁股份有限公司 | Material formula of concrete precast member and forming method thereof |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2029755C1 (en) * | 1993-02-25 | 1995-02-27 | Дмитрий Аркадьевич Фрумин | Concrete mix preparing method |
-
2011
- 2011-07-05 RU RU2011127428/03A patent/RU2461524C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1346617A1 (en) * | 1985-09-02 | 1987-10-23 | Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Concrete mix |
RU2055034C1 (en) * | 1991-07-11 | 1996-02-27 | Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона | Concrete mixture |
RU93009809A (en) * | 1993-02-25 | 1997-01-10 | Д.А. Фрумин | METHOD FOR PREPARING CONCRETE MIX |
EP1201617A1 (en) * | 2000-10-26 | 2002-05-02 | Mapei S.p.A. | Cement compositions with high durability |
US20060272551A1 (en) * | 2003-01-31 | 2006-12-07 | Comrie Douglas C | Cementitious materials including slag and geopolymers |
US7641734B2 (en) * | 2007-04-03 | 2010-01-05 | Sumco Corporation | Method for producing silicon single crystal |
CN101962282A (en) * | 2009-07-22 | 2011-02-02 | 中国钢铁股份有限公司 | Material formula of concrete precast member and forming method thereof |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608102C1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-01-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Concrete mixture |
RU2616199C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-04-13 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Composition for heat-resistant composites production |
RU2631741C1 (en) * | 2016-10-17 | 2017-09-26 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Concrete mixture |
RU2664563C1 (en) * | 2017-11-17 | 2018-08-21 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Dry construction mixture for manufacturing the underlying layers of floors and main plastering, repair and finishing seams of the walls and ceilings of the buildings |
RU2833386C1 (en) * | 2024-07-01 | 2025-01-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Паладиум" | Dry construction mixture for making floor underlays |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chithra et al. | The effect of Colloidal Nano-silica on workability, mechanical and durability properties of High Performance Concrete with Copper slag as partial fine aggregate | |
CN102329096A (en) | High-early-strength mineral additive for concrete | |
US8328931B2 (en) | Hydraulic binder comprising a ground blast furnace slag | |
JP2012197198A (en) | Highly active cement clinker and highly active cement | |
KR102424551B1 (en) | Concrete composition for revealing early strength | |
CN112876166A (en) | Metallurgical-based solid waste reinforcing material and preparation method thereof | |
KR101359277B1 (en) | Concrete composition having improved initial strength and concrete structure prepared by the same | |
RU2461524C1 (en) | Concrete mixture | |
KR101299163B1 (en) | Firming composition for hardening weak ground using early-strength cement and industrial by-product of minerals and the manufacturing method thereof | |
CN112062507A (en) | Concrete containing recycled waste brick fine aggregate | |
Chang et al. | Influence of limestone powder mixing method on properties of manufactured sand concrete | |
KR101937772B1 (en) | Eco-friendly composition for high performance concrete using alkali activator | |
KR0145101B1 (en) | Method of manufacturing high flowing cement | |
JP2007197267A (en) | Ultra-fast-hardening / high-fluidity cement composition and mortar or concrete using the same | |
RU2716661C1 (en) | Hybrid cement | |
RU2340577C2 (en) | Sulfate-slag binding agent | |
JP2015124097A (en) | Concrete composition and method for production thereof | |
CN110885204B (en) | Anti-cracking reinforcing material for long-life concrete product and preparation method and application thereof | |
JP7402700B2 (en) | Mortar or concrete for marine products and method for producing mortar or concrete for marine products | |
KR20190046455A (en) | High performance concrete composition having improved early-strength chracteristics | |
US20050051058A1 (en) | Chemical admixture for cementitious compositions | |
Tarinejad et al. | Experimental investigation of soft soil stabilization using copper slag-based geopolymer | |
CN112851235A (en) | Preparation method of concrete with high iron tailing content | |
JP2001323403A (en) | Road pavement slab using mill slag as raw material | |
RU2631741C1 (en) | Concrete mixture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130706 |