[go: up one dir, main page]

RU2657303C1 - Fine-grained concrete and method of the concrete mixture preparation for its production - Google Patents

Fine-grained concrete and method of the concrete mixture preparation for its production Download PDF

Info

Publication number
RU2657303C1
RU2657303C1 RU2017118883A RU2017118883A RU2657303C1 RU 2657303 C1 RU2657303 C1 RU 2657303C1 RU 2017118883 A RU2017118883 A RU 2017118883A RU 2017118883 A RU2017118883 A RU 2017118883A RU 2657303 C1 RU2657303 C1 RU 2657303C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
less
fine
water
mixture
Prior art date
Application number
RU2017118883A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Анатольевна Низина
Артемий Сергеевич Балыков
Валерий Арнольдович Мирский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority to RU2017118883A priority Critical patent/RU2657303C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2657303C1 publication Critical patent/RU2657303C1/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
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • 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
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/26Carbonates
    • 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
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/26Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Landscapes

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

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to the construction materials manufacturing, in particular to the fine-grained concrete and to the concrete mixture for its production preparation method, and can be used for manufacturing of the concrete products and structures, both monolithic and prefabricated, used in the building materials industry and construction, where the technology requires increased mixture fluidity at the application stage, and high strength of the fine-grained concrete. Produced from a concrete mixture including the Portland cement, quartz sand, filler, based on the “Melflux” polycarboxylate ether powdered hyper-plasticizer, water-retaining additive, water, the fine-grained concrete, as the Portland cement contains the Portland cement without additive with the cement paste normal density index of not more than 26 %, as the filler, micro-calcite with the calcium carbonate content of not less than 97 % with the fraction particles of not more than 120 mcm of not less than 98 % is used, including fractions of less than 20 microns – no more than 7 %, as the water-retaining additive, the condensed unconsolidated micro-silica is used with the amorphous silica content of at least 85 % and specific surface of 12–25 m2/g or metakaolin with the amorphous alumina content of at least 40 %, amorphous silica of not less than 50 %, aluminosilicate structure amorphisation of at least 90 % and specific surface of 1.2–2.5 m2/g in following ratio of components, mass%: Portland cement without additives with the cement paste normal density indicator of not more than 26 % – 15.8–23.6, quartz sand is 35.6–61.4, micro-calcite with the calcium carbonate content of not less than 97 % with the fraction particles of not more than 120 mcm of not less than 98 %, including fractions of less than 20 microns of no more than 7 % – 1.8–27.4, based on the “Melflux” polycarboxylate ether powdered hyperplasticizer – 0.14–0.30, condensed unconsolidated micro-silica with the amorphous silica content of at least 85 % and specific surface of 12–25 m2/g or metakaolin with the amorphous alumina content of at least 40 %, amorphous silica of not less than 50 %, aluminosilicate structure amorphisation of at least 90 % and specific surface of 1.2–2.5 m2/g – 0.81–4.20, water – the balance. In the concrete mixture for the fine-grained concrete production preparation method, consisting in the concrete mixture components successive mixing until the required fluidity and mobility is obtained, initially, the Portland cement and powdered hyperplasticizer are mixed in the mixer for 1–2 minutes, then the micro-calcite and water-retaining additive are filled in and mixed for 1–2 minutes, after which quartz sand is introduced and the dry mixture is stirred until uniformity for 1–2 minutes, then the first portion of water is introduced in an amount of 60–70 % and stirred for 1–2 minutes, at the final stage, adding the remaining portion of water in an amount of 30–40 % and mixing until the required mobility and uniformity concrete mixture is obtained.
EFFECT: invention is developed in subclaims.
9 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к мелкозернистому бетону и способу приготовления бетонной смеси для его получения, и может быть использовано для изготовления бетонных изделий и конструкций как монолитных, так и сборных, используемых в промышленности строительных материалов и строительстве, где по технологии требуется повышенная текучесть смеси на стадии применения и высокая прочность мелкозернистого бетона.The invention relates to the production of building materials, in particular to fine-grained concrete and a method for preparing a concrete mixture for its production, and can be used for the manufacture of concrete products and structures, both monolithic and prefabricated, used in the building materials industry and construction, where technology is required increased fluidity of the mixture at the application stage and high strength of fine-grained concrete.

Известен мелкозернистый бетон, содержащий портландцемент, глауконитовый песок, наполнитель - молотый глауконитовый песок с удельной поверхностью Sуд=350 м2/кг, добавку - суперпластификатор С-3 и воду [1].Known fine-grained concrete containing Portland cement, glauconite sand, filler - ground glauconite sand with a specific surface area S beats = 350 m 2 / kg, additive - superplasticizer S-3 and water [1].

Недостатком известного технического решения является низкая прочность мелкозернистого бетона при сжатии в проектном возрасте.A disadvantage of the known technical solution is the low strength of fine-grained concrete under compression at the design age.

Известен мелкозернистый бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, заполнитель - кварцевый песок с модулем крупности 2,7-3,2, кремнеземсодержащий компонент - молотый кварцевый песок с удельной поверхностью Sуд=500-700 м2/кг, добавки - гиперпластификатор «Melflux 2651 F» и пеногаситель ЦОП, воду [2].Known fine-grained concrete obtained from a mixture containing Portland cement, aggregate - quartz sand with a fineness modulus of 2.7-3.2, silica-containing component - ground quartz sand with a specific surface S beats = 500-700 m 2 / kg, additives - hyperplasticizer " Melflux 2651 F "and antioxidant DSP, water [2].

Недостатком известного технического решения является недостаточно высокий предел прочности при сжатии мелкозернистого бетона в возрасте 28 сут, а также недостаточно высокая подвижность бетонной смеси, не позволяющая отказаться от виброуплотнения при изготовлении изделий из нее.A disadvantage of the known technical solution is the insufficiently high tensile strength in compression of fine-grained concrete at the age of 28 days, as well as the insufficiently high mobility of the concrete mixture, which does not allow abandoning vibration compaction in the manufacture of products from it.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является бетон песчаный, полученный из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности 2,7-3,2, наполнитель - шлам химической водоочистки (ШХВО) с удельной поверхностью от 1200 до 1300 м2/кг, гиперпластификатор «Melflux 2651 F», водоудерживающую добавку в виде микрокремнезема, воду [3].The closest in technical essence to the claimed invention is sand concrete, obtained from a mixture including Portland cement, quartz sand with a particle size of 2.7-3.2, the filler is a chemical water treatment slurry (SHHVO) with a specific surface area of from 1200 to 1300 m 2 / kg, Melflux 2651 F hyperplasticizer, water-holding additive in the form of silica fume, water [3].

Недостатком известного технического решения является недостаточно высокая прочность песчаного бетона при сжатии в возрасте 28 сут, недостаточно высокая подвижность самоуплотняющейся бетонной смеси со значениями осадки и расплыва стандартного конуса, не превышающими 25 и 60 см соответственно, необходимость применения высокомарочных бездобавочных портландцементов М500 Д0, а также крупных кварцевых песков с модулем крупности 2,7-3,2, дефицитных во многих регионах РФ.A disadvantage of the known technical solution is the insufficiently high strength of sandy concrete under compression at the age of 28 days, the insufficiently high mobility of the self-compacting concrete mixture with the values of settlement and spreading of the standard cone not exceeding 25 and 60 cm, respectively, the need to use high-quality non-additive Portland cement M500 D0, as well as large quartz sand with a fineness modulus of 2.7-3.2, scarce in many regions of the Russian Federation.

Известен способ приготовления бетона с добавкой волокон, в котором все компоненты бетона смешивают до получения бетона с требуемой текучестью или сначала смешивают сухие компоненты, такие как цемент, разные виды песка, сверхмалые частицы карбоната кальция, белую сажу и, возможно, суперпластификатор и противопенное средство, после чего добавляют в смесь воду, и при необходимости суперпластификатор, и противопенное средство, если они присутствуют в жидком виде, и при необходимости волокна, и перемешивают до получения бетона с требуемой текучестью [4].A known method of preparing concrete with the addition of fibers, in which all concrete components are mixed to obtain concrete with the desired fluidity or dry components are first mixed, such as cement, various types of sand, ultra-small particles of calcium carbonate, white soot and, possibly, superplasticizer and anti-foam agent, after which water, and, if necessary, a superplasticizer, and anti-foam agent, if they are present in liquid form, and if necessary fibers, are added to the mixture and mixed until concrete with the required Match [4].

В известном решении после перемешивания, например, в течение 4-16 мин полученный бетон может легко формоваться благодаря своей очень высокой текучести. Недостатком известного способа является высокий расход цемента для приготовления 1 м3 смеси, что влечет за собой увеличение стоимости бетона и изделий из него, необходимость применения для получения самоуплотняющегося бетона со сверхвысокими свойствами дорогостоящих песков из кальцинированных бокситов и, преимущественно, белых цементов высоких классов, таких как Портланд СЕМ I 52,5.In the known solution, after mixing, for example, for 4-16 minutes, the resulting concrete can be easily molded due to its very high fluidity. The disadvantage of this method is the high consumption of cement for the preparation of 1 m 3 of the mixture, which entails an increase in the cost of concrete and products from it, the need for self-compacting concrete with ultra-high properties of expensive sands from calcined bauxite and, mainly, high-grade white cements, such like Portland CEM I 52.5.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ приготовления самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, заключающийся в последовательном перемешивании компонентов до получения смеси требуемой текучести. Первоначально в смесителе перемешивают воду и гиперпластификатор, затем засыпают цемент, микрокремнезем, каменную муку и перемешивают смесь в течение 2-3 мин, после чего вводят песок и фибру и перемешивают в течение 2-3 мин до получения фибробетонной смеси. Общее время приготовления бетонной смеси составляет от 12 до 15 мин [5].Closest to the technical nature of the claimed invention is a method of preparing a self-compacting particularly high-strength reaction-powder fiber-reinforced concrete mixture with very high flow properties, which consists in sequential mixing of the components to obtain a mixture of the desired yield. Initially, water and hyperplasticizer are mixed in the mixer, then cement, silica fume, stone flour are poured and the mixture is mixed for 2-3 minutes, after which sand and fiber are introduced and mixed for 2-3 minutes until a fiber-reinforced concrete mixture is obtained. The total preparation time of the concrete mixture is from 12 to 15 minutes [5].

Недостатком известного способа является увеличенное время приготовления бетонной смеси, составляющее от 12 до 15 мин, что усложняет процесс и повышает трудоемкость ее получения. Кроме того, недостатком известного технического решения является необходимость применения высокомарочного бездобавочного портландцемента М500 Д0 с высоким его расходом (27-31 мас. %), а также повышенный расход других дорогостоящих компонентов смеси - микрокремнезема и гиперпластификатора, что способствует увеличению стоимости самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси и изделий из нее.The disadvantage of this method is the increased time for preparing the concrete mixture, comprising from 12 to 15 minutes, which complicates the process and increases the complexity of its production. In addition, the disadvantage of the known technical solution is the need to use high-quality non-additive Portland cement M500 D0 with its high consumption (27-31 wt.%), As well as the increased consumption of other expensive components of the mixture - silica fume and hyperplasticizer, which increases the cost of self-compacting especially high-strength reaction powder fiber-reinforced concrete mix and products from it.

Проведенный патентный поиск не позволил обнаружить аналогов с сопоставимыми заявленному изобретению прочностными показателями мелкозернистых бетонов в проектном возрасте при близких расходах и активности (33-41 МПа) портландцемента, а также с сопоставимым по эффективности способом приготовления смеси с высокими показателями текучести для получения высокопрочного мелкозернистого бетона.The patent search did not allow us to find analogues with comparable strength indicators of fine-grained concrete at design age with comparable costs and activity (33-41 MPa) of Portland cement, as well as with a comparable method of preparing a mixture with high flow rates to obtain high-strength fine-grained concrete.

Технический результат заключается в повышении предела прочности при сжатии в проектном (28 сут) возрасте мелкозернистого бетона до уровня высокопрочных бетонов с марочной прочностью М500-М1000 и выше (класса В40-В80 и выше), расширении номенклатуры высокопрочных мелкозернистых бетонов с возможностью применения в их составе портландцементов сниженных марок (М300 и М400, активностью 33-41 МПа), крупных кварцевых песков с модулем крупности не менее 2,6, средних, мелких и очень мелких кварцевых песков с модулем крупности 1,4-2,5, уменьшении стоимости бетонной смеси для получения высокопрочных мелкозернистых бетонов за счет снижения расхода дорогостоящих компонентов (портландцемента, гиперпластификатора, микрокремнезема), увеличении объема цементно-минерального теста, снижении трудоемкости и повышении эффективности способа приготовления, позволяющего повысить текучесть бетонной смеси до показателей самоуплотняющихся смесей со значениями осадки стандартного конуса - не менее 26-28 см, диаметра его расплыва - не менее 64-75 см и диаметром расплыва из конуса Хегерманна - не менее 250-300 мм.The technical result consists in increasing the compressive strength at the design (28 days) age of fine-grained concrete to the level of high-strength concrete with grade strength M500-M1000 and higher (class B40-B80 and higher), expanding the range of high-strength fine-grained concrete with the possibility of using it in their composition Portland cement of reduced grades (M300 and M400, activity 33-41 MPa), large quartz sand with a particle size modulus of at least 2.6, medium, small and very small quartz sand with a particle size modulus of 1.4-2.5, concrete cost reduction mixture to obtain high-strength fine-grained concrete by reducing the consumption of expensive components (Portland cement, hyperplasticizer, silica fume), increasing the volume of cement-mineral dough, reducing the complexity and increasing the efficiency of the preparation method, which allows to increase the fluidity of the concrete mixture to self-compacting mixtures with the standard cone precipitation values - at least 26-28 cm, the diameter of its spread is at least 64-75 cm and the diameter of the spread from the Hegermann cone is at least 250-300 mm.

Сущность изобретения заключается в том, что мелкозернистый бетон, полученный из бетонной смеси, включающей портландцемент бездобавочный с показателем нормальной густоты цементного теста не более 26%, кварцевый песок, наполнитель - микрокальцит с содержанием карбоната кальция СаСО3 не менее 97% используют с частицами фракции не более 120 мкм - не менее 98%, в том числе фракции менее 20 мкм - не более 7%, порошковый гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира «Melflux», водоудерживаюшую добавку - микрокремнезем конденсированный неуплотненный с содержанием аморфного кремнезема SiO2 не менее 85% и удельной поверхностью 12-25 м2/г или метакаолин с содержанием аморфного глинозема Al2O3 не менее 40%, аморфного кремнезема SiO2 - не менее 50%, аморфизацией структуры алюмосиликата не менее 90% и удельной поверхностью 1,2-2,5 м2/г и воду, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The essence of the invention lies in the fact that fine-grained concrete obtained from a concrete mixture including Portland cement without additives with an index of normal density of cement paste of not more than 26%, silica sand, filler - microcalcite with a content of calcium carbonate CaCO 3 of not less than 97% are used with particles of fraction not more than 120 microns - not less than 98%, including fractions less than 20 microns - not more than 7%, powder hyperplasticizer based on polycarboxylate ether "Melflux", water-retaining additive - condensed silica fume uncompressed th content with amorphous silica SiO 2 is not less than 85% and a specific surface area of 12-25 m 2 / g or metakaolin with a content of amorphous alumina Al 2 O 3 is not less than 40% amorphous silica SiO 2 - not less than 50%, amorphization aluminosilicate structure does not less than 90% and a specific surface area of 1.2-2.5 m 2 / g and water, in the following ratio of components, wt. %:

портландцемент бездобавочный с показателемPortland cement without additives нормальной густоты цементного теста не более 26%normal density of cement paste not more than 26% 15,8-23,615.8-23.6 кварцевый песокquartz sand 35,6-61,435.6-61.4 микрокальцит с содержанием карбоната кальция СаСО3 microcalcite containing calcium carbonate CaCO 3 не менее 97% с частицами фракции не более 120 мкм -not less than 97% with particles of fraction not more than 120 microns - не менее 98%, в том числе фракции менее 20 мкм – неnot less than 98%, including fractions less than 20 microns - not более 7%more than 7% 11,8-27,411.8-27.4 порошковый гиперпластификатор на основеpowder hyperplasticizer based поликарбоксилатного эфира «Melflux»polycarboxylate ether "Melflux" 0,14-0,300.14-0.30 микрокремнезем конденсированный неуплотненный сfumed silica fume with содержанием аморфного кремнезема SiO2 не менее 85% иthe content of amorphous silica SiO 2 not less than 85% and удельной поверхностью 12-25 м2/г или метакаолин сspecific surface area 12-25 m 2 / g or metakaolin with содержанием аморфного глинозема Al2O3 не менее 40%,the content of amorphous alumina Al 2 O 3 not less than 40%, аморфного кремнезема SiO2 - не менее 50%,amorphous silica SiO 2 - not less than 50%, аморфизацией структуры алюмосиликата не менее 90% иamorphization of the structure of aluminosilicate at least 90% and удельной поверхностью 1,2-2,5 м2specific surface area 1.2-2.5 m 2 / g 0,81-4,200.81-4.20 водаwater остальноеrest

Портландцемент бездобавочный с показателем нормальной густоты цементного теста не более 26% используют с активностью 33-41 МПа.Portland cement without additives with an index of normal density of cement paste of not more than 26% is used with an activity of 33-41 MPa.

Кварцевый песок с частицами фракции менее 0,63 мм может быть использован с модулем крупности 1,4-1,5. Кварцевый песок с частицами фракции не более 5 мм может быть использован с модулем крупности 1,4-2,5. Кварцевый песок с частицами фракции менее 0,63 мм содержанием не более 37%, фракции 0,63-5 мм - не менее 63% может быть использован с модулем крупности не менее 2,6.Quartz sand with particles of fraction less than 0.63 mm can be used with a particle size module of 1.4-1.5. Quartz sand with particles of a fraction of not more than 5 mm can be used with a particle size modulus of 1.4-2.5. Quartz sand with particles of a fraction less than 0.63 mm with a content of not more than 37%, fractions of 0.63-5 mm - not less than 63% can be used with a particle size modulus of at least 2.6.

Микрокальцит с содержанием карбоната кальция СаСО3 не менее 97% используют с частицами фракции не более 120 мкм - не менее 98%, в том числе фракции менее 20 мкм - не более 7%, может быть использован дополнительно с частицами фракции не более 60 мкм - не менее 50%.Microcalcite with a calcium carbonate content of CaCO 3 of at least 97% is used with particles of a fraction of not more than 120 microns - not less than 98%, including fractions of less than 20 microns - not more than 7%, can be used additionally with particles of a fraction of not more than 60 microns - not less than 50%.

Порошковый гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира может быть использован марки «Melflux 5581 F».Polycarboxylate ether powder hyperplasticizer can be used with the Melflux 5581 F grade.

Технический результат достигается также за счет способа приготовления бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона, заключающегося в последовательном перемешивании компонентов бетонной смеси. Первоначально в смесителе перемешивают портландцемент и порошковый гиперпластификатор в течение 1-2 мин, затем засыпают микрокальцит и водоудерживающую добавку и перемешивают в течение 1-2 мин, после чего вводят кварцевый песок и перемешивают сухую смесь до однородности в течение 1-2 мин, далее вводят первую порцию воды в количестве 60-70% и перемешивают в течение 1-2 мин, на заключительном этапе добавляют оставшуюся порцию воды в количестве 30-40% и перемешивают до получения бетонной смеси требуемой подвижности и однородности. Общее время приготовления бетонной смеси составляет от 10 до 12 мин (данное время включает в себя дополнительные операции по засыпке компонентов).The technical result is also achieved due to the method of preparation of concrete mixture to obtain fine-grained concrete, which consists in sequential mixing of the components of the concrete mixture. Initially, Portland cement and powder hyperplasticizer are mixed in the mixer for 1-2 minutes, then microcalcite and a water-retaining additive are poured and mixed for 1-2 minutes, then quartz sand is introduced and the dry mixture is mixed until homogeneous for 1-2 minutes, then introduced the first portion of water in an amount of 60-70% and stirred for 1-2 minutes, at the final stage, add the remaining portion of water in an amount of 30-40% and mix until a concrete mixture of the required mobility and uniformity is obtained. The total time for preparing the concrete mixture is from 10 to 12 minutes (this time includes additional operations for filling the components).

Для изготовления составов мелкозернистого бетона в соответствии с изобретением использовались:For the manufacture of fine-grained concrete compositions in accordance with the invention, the following were used:

- Портландцемента классов ЦЕМ I 32,5Б и НЕМ I 42,5Б и нормальной густотой 25-26% производства ОАО «Мордовцемент», ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия». С целью оптимизации расхода цемента в составах и корректного сравнения свойств вяжущих изобретения и прототипов [3, 5] перед изготовлением бетонных смесей производилась оценка активности вяжущего по ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии», в результате которой исследуемый показатель для первого и второго видов портландцемента составил 33 и 41 МПа, что соответствует маркам ПЦ 300 Д0 и ПЦ 400 Д0, ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»;- Portland cement of classes CEM I 32.5B and NEM I 42.5B and a normal density of 25-26% of the production of Mordovcement OJSC, GOST 31108-2003 "Cement for general construction. Technical conditions. " In order to optimize the consumption of cement in the compositions and correctly compare the properties of the binders of the invention and prototypes [3, 5] before the manufacture of concrete mixtures, the activity of the binder was evaluated in accordance with GOST 310.4-81 “Cements. Methods for determining the tensile strength in bending and compression ", as a result of which the studied parameter for the first and second types of Portland cement was 33 and 41 MPa, which corresponds to the grades of ПЦ 300 Д0 and ПЦ 400 Д0, GOST 10178-85" Portland cement and slag Portland cement. Technical conditions ";

- Природный кварцевый песок Новостепановского карьера Республики Мордовия с частицами размером не более 5 мм, модулем крупности 1,6 и содержанием пылеватых и глинистых частиц 1,6%, ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия». В результате фракционирования песка и отбора фракций менее 0,63 мм и 0,63-5 мм модуль крупности изменялся в диапазоне 1,4-2,6;- Natural quartz sand of the Novostepanovsky quarry of the Republic of Mordovia with particles no more than 5 mm in size, particle size 1.6 and dust and clay particles 1.6%, GOST 8736-2014 “Sand for construction work. Technical conditions. " As a result of sand fractionation and selection of fractions less than 0.63 mm and 0.63-5 mm, the particle size modulus varied in the range 1.4–2.6;

- Тонкодисперсный наполнитель для повышения содержания дисперсной фазы вяжущего - микрокальцит КМ 100 компании ООО «Полипарк» (г. Москва) по ГОСТ Р 56775-2015 и ТУ 5743-002-63925093-2009 с содержанием карбоната кальция CaCO3 - 97-98% и следующим гранулометрическим составом: наибольший размер частиц (d 98%) - 120 мкм, средний размер частиц (d 50%) - 30-60 мкм, частицы размером менее 20 мкм - не более 7%;- Fine filler to increase the content of the dispersed phase of the binder - microcalcite KM 100 of the company LLC Polypark (Moscow) according to GOST R 56775-2015 and TU 5743-002-63925093-2009 with the content of calcium carbonate CaCO 3 - 97-98% and the following particle size distribution: the largest particle size (d 98%) is 120 microns, the average particle size (d 50%) is 30-60 microns, particles less than 20 microns in size - not more than 7%;

- Гиперпластификатор марки «Melflux 5581 F» - порошковый продукт, получаемый методом распылительной сушки на основе модифицированного полиэфиркарбоксилата, производства BASF Construction Solutions (Trostberg, Германия);- Melflux 5581 F brand hyperplasticizer - a powder product obtained by spray drying based on a modified polyester carboxylate, manufactured by BASF Construction Solutions (Trostberg, Germany);

- Микрокремнезем конденсированный неуплотненный (МК-85) производства ОАО «Кузнецкие ферросплавы», г. Новокузнецк по ТУ 5743-048-02495332-96 с содержанием оксида кремния SiO2 85-92%, удельной поверхностью 12-25 м2/г и следующим гранулометрическим составом: частицы менее 2,0 мкм - 90%, средний размер частиц - 0,2 мкм;- Microsilica fused uncompacted (MK-85) manufactured by JSC "Kuznetskiye ferroalloys", Novokuznetsk TU 5743-048-02495332-96 with a silica SiO 2 85-92%, a specific surface area of 12-25 m 2 / g and the following particle size distribution: particles less than 2.0 microns - 90%, average particle size - 0.2 microns;

- Высокоактивный метакаолин белый производства ООО «Синерго» (ВМК-40), г. Магнитогорск по ТУ 572901-001-65767184-2010 с аморфизацией структуры алюмосиликата на уровне 90-92% и содержанием основных оксидов: Al2O3 - 43,8%, SiO2 - 53,4%; удельной поверхностью -1,2-2,5 м2/г; средним размером частиц - 2,0 мкм;- Highly active white metakaolin produced by Sinergo LLC (VMK-40), Magnitogorsk according to TU 572901-001-65767184-2010 with amorphization of the aluminosilicate structure at the level of 90-92% and the content of basic oxides: Al 2 O 3 - 43.8 %, SiO 2 - 53.4%; specific surface area -1.2-2.5 m 2 / g; the average particle size of 2.0 microns;

- Вода для бетонов и строительных растворов по ГОСТ 23732-2011.- Water for concrete and mortar according to GOST 23732-2011.

Для определения подвижности бетонной смеси после приготовления в соответствии со способом изобретения определялся ее расплыв из конуса Хегерманна по ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения прочности при изгибе и сжатии» для сравнения с аналогичным показателем смесей прототипа [5]. Кроме того, были определены осадка и расплыв мелкозернистых бетонных смесей изобретения из стандартного конуса по ГОСТ 10181-2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний» для сравнения с аналогичным показателем смесей прототипа [3]. Сравнение способов приготовления бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона изобретения и прототипа [5] представлено в табл. 1.To determine the mobility of the concrete mixture after preparation in accordance with the method of the invention, its spread from the Hegermann cone according to GOST 310.4-81 “Cements. Methods for determining the strength in bending and compression ”for comparison with the same indicator of mixtures of the prototype [5]. In addition, the sediment and the spread of fine-grained concrete mixtures of the invention from a standard cone according to GOST 10181-2014 “Concrete mixtures. Test methods "for comparison with a similar indicator of mixtures of the prototype [3]. A comparison of the methods of preparing the concrete mixture to obtain fine concrete of the invention and the prototype [5] are presented in table. one.

После приготовления бетонной смеси изготавливались изделия мелкозернистого бетона и контрольные образцы по ГОСТ 10180. Образцы до проектного возраста в 28 сут хранились в нормальных условиях (температура 20±2°С, относительная влажность окружающего воздуха не менее 90%, создаваемая в камере нормального твердения). Испытания образцов с определением предела прочности при сжатии проводились в возрасте 28 сут.After the concrete mixture was prepared, fine-grained concrete products and control samples were made in accordance with GOST 10180. Samples were stored under normal conditions until the design age of 28 days (temperature 20 ± 2 ° C, relative humidity of the air not less than 90% created in the normal hardening chamber). Tests of samples with determination of compressive strength were carried out at the age of 28 days.

Составы предлагаемого мелкозернистого бетона и песчаного бетона прототипа [3] представлены в табл. 2. Результаты испытаний данных составов представлены в табл. 3.The compositions of the proposed fine-grained concrete and sand concrete of the prototype [3] are presented in table. 2. The test results of these compositions are presented in table. 3.

Показатель вязкости, как и для [3], определялся через время истечения бетонной смеси из перевернутого стандартного конуса с помощью косвенного метода Т 500 [6].The viscosity index, as for [3], was determined through the time of expiration of the concrete mixture from the inverted standard cone using the indirect method T 500 [6].

Водоотделение и плотность бетонной смеси определялись в соответствии с требованиями ГОСТ 10181-2014, а предел прочности контрольных образцов при сжатии - по ГОСТ 10180-2012.The water separation and density of the concrete mixture were determined in accordance with the requirements of GOST 10181-2014, and the tensile strength of control samples under compression was determined in accordance with GOST 10180-2012.

Объем цементно-минерального теста бетонной смеси определялся в соответствии с [3]. Были приготовлены составы цементно-минерального теста без использования песка, в которых расход цемента и наполнителей был такой же, как и у бетонных смесей, а количество воды было скорректировано с учетом водопотребности песка. После приготовления смесь заливалась в специальную мерную емкость, в которой определялся объем смеси. Характерным фактом являлось отсутствие водоотделения бетонных смесей.The volume of the cement-mineral test of the concrete mixture was determined in accordance with [3]. The compositions of cement-mineral dough without sand were prepared, in which the consumption of cement and fillers was the same as for concrete mixtures, and the amount of water was adjusted taking into account the water demand of the sand. After preparation, the mixture was poured into a special measuring container in which the volume of the mixture was determined. A characteristic fact was the lack of water separation of concrete mixtures.

Как видно из табл. 3, подвижность бетонной смеси по предлагаемой рецептуре при расплыве конуса Хегерманна 250-305 мм, осадке стандартного конуса (ОК) 26-28 см (марка по подвижности согласно ГОСТ 7473-2010 - П5) и его расплыве (РК) 64-75 см выше подвижности прототипа [3] с маркой по подвижности П5 (максимальная ОК у [3] - 25 см, РК - 60 см). Согласно [7] предлагаемые составы №5-11 можно отнести к истинно саморастекающимся смесям с осадкой конуса не менее 26 см и диаметром расплыва не менее 55 см. Кроме того, составы мелкозернистого бетона №5-7, 9, 11 с показателем РК 70-75 см, характеристикой Т 500 2,5-3,0 сек и общим временем истечения 57-65 сек отвечают требованиям к самоуплотняющимся бетонным смесям одной из европейских методик [6]. Согласно ее требованиям: максимальный диаметр расплыва конуса РК для самоуплотняющихся бетонных смесей должен быть не менее 70 см, время достижения диаметра 500 мм (характеристика Т 500) не должно превышать 3-6 сек, а общее время растекания должно быть не менее 45 сек.As can be seen from the table. 3, the mobility of the concrete mixture according to the proposed recipe with Hegermann cone melt 250-305 mm, standard cone draft (OK) 26-28 cm (mobility grade according to GOST 7473-2010 - P5) and its melt (RC) 64-75 cm above the mobility of the prototype [3] with a brand of mobility P5 (maximum OK in [3] - 25 cm, RK - 60 cm). According to [7], the proposed compositions No. 5-11 can be attributed to true self-flowing mixtures with a cone draft of at least 26 cm and a spreading diameter of at least 55 cm. In addition, the compositions of fine-grained concrete No. 5-7, 9, 11 with an index of RK 70- 75 cm, with a characteristic of T 500 2.5-3.0 sec and a total expiration time of 57-65 sec meet the requirements for self-compacting concrete mixtures of one of the European methods [6]. According to its requirements: the maximum diameter of the cone of the Republic of Kazakhstan for self-compacting concrete mixtures should be at least 70 cm, the time to reach a diameter of 500 mm (characteristic T 500) should not exceed 3-6 seconds, and the total spreading time should be at least 45 seconds.

Высокие реотехнологические показатели самоуплотняющихся мелкозернистых бетонных смесей обусловлены способом их приготовления для получения мелкозернистого бетона изобретения (табл. 1), предлагаемой рецептурой (табл. 2), отличающейся увеличенным объемом цементно-минерального теста (табл. 3), а также улучшенной совместимостью наполнителя-микрокальцита с порошковым поликарбоксилатным гиперпластификатором Melflux по сравнению с ШХВО прототипа [3]. Несмотря на более высокий расход цемента, применение в составах №8 и 10 песка фракции менее 0,63 мм с модулем крупности 1,4 по сравнению с составом №5, содержащим и более крупные фракции песка (0,63-5 мм), приводит к снижению объема цементно-минерального теста вследствие повышенной водопотребности очень мелкого песка.High rheotechnological parameters of self-compacting fine-grained concrete mixtures are due to the method of their preparation for producing fine-grained concrete of the invention (Table 1), the proposed formulation (Table 2), characterized by an increased volume of cement-mineral dough (Table 3), as well as improved compatibility of filler-microcalcite with powder polycarboxylate hyperplasticizer Melflux compared with the SHHVO prototype [3]. Despite the higher cement consumption, the use of fractions of less than 0.63 mm with a fineness modulus of 1.4 in compositions No. 8 and 10 compared to composition No. 5, which also contains larger sand fractions (0.63-5 mm), to reduce the volume of cement-mineral dough due to the increased water demand of very fine sand.

В силу того что самоуплотняющиеся бетонные смеси с большим количеством тонкодисперсных компонентом имеют склонность к расслоению и водоотделению, в составы вводились ультрадисперсные минеральные добавки: микрокремнезем конденсированный неуплотненный (85-92% SiO2, удельная поверхность - 12-25 м2/г, средний размер частиц - 0,2 мкм), являющийся отходом производства кремнийсодержащих сплавов, а также алюмосиликатный метакаолин (43,8% - Al2O3, 53,4% - SiO2, удельная поверхность - 1,2-2,5 м /г, средний размер частиц пластинчатой формы - 2,0 мкм), образующийся в результате высокотемпературного обжига каолинитовых глин.Due to the fact that self-compacting concrete mixtures with a large number of finely dispersed components are prone to delamination and water separation, ultrafine mineral additives were introduced into the compositions: condensed silica fume (85-92% SiO 2 , specific surface 12-25 m 2 / g, average size particles - 0.2 μm), which is a waste product of the production of silicon-containing alloys, as well as aluminosilicate metakaolin (43.8% - Al 2 O 3 , 53.4% - SiO 2 , specific surface area - 1.2-2.5 m / g , the average particle size of the plate form is 2.0 μm), resulting in ltate high temperature firing kaolinitic clays.

Применение в качестве карбонатного наполнителя микрокальцита с гранулометрическим составом: наибольший размер частиц (d 98%) - 120 мкм, средний размер частиц (d 50%) - 30-60 мкм, частицы размером менее 20 мкм - не более 7%, позволяет достигать высоких показателей подвижности и прочности бетонной смеси и бетона. Изменение дисперсности микрокальцита негативно влияет на подвижность смеси и на прочностные показатели бетона. Повышение дисперсности за рамки данного интервала приводит к увеличению водопотребности смеси, ее снижение способствует расслоению и отделению воды в смеси. Этот интервал дисперсности наполнителя позволяет получать стабильные результаты без ухудшения свойств бетонной смеси и бетона.The use of microcalcite with a particle size distribution as a carbonate filler: the largest particle size (d 98%) is 120 microns, the average particle size (d 50%) is 30-60 microns, particles less than 20 microns in size - not more than 7%, allows to achieve high indicators of mobility and strength of concrete mix and concrete. A change in the dispersion of microcalcite negatively affects the mobility of the mixture and the strength characteristics of concrete. An increase in dispersion beyond this interval leads to an increase in the water demand of the mixture; its decrease contributes to the separation and separation of water in the mixture. This range of dispersion of the filler allows you to get stable results without compromising the properties of the concrete mixture and concrete.

Высокие физико-механические показатели мелкозернистого бетона обусловлены сбалансированным гранулометрическим составом применяемых компонентов. Известно, что наиболее благоприятными мелкими заполнителями для получения высокопрочных бетонов, в том числе и с использованием самоуплотняющихся смесей, являются кварцевые пески с модулем крупности более 2,0-2,1 [8]. При этом применение мелких и очень мелких песков, широко распространенных в РФ, с модулем крупности до 1,5-2,0 сдерживаются рядом факторов: снижением прочности при применении данных песков (до 2-3 раз), увеличенной пустотностью и удельной поверхностью песков, требующих повышенного расхода цемента для сохранения удобоукладываемости бетонной смеси и прочностных показателей бетона [9]. Предлагаемое технические решение позволяет применять в рецептуре в том числе средние, мелкие и очень мелкие кварцевые пески с модулем крупности 1,4-2,5 без снижения реотехнологических и прочностных показателей.High physical and mechanical properties of fine-grained concrete are due to the balanced particle size distribution of the components used. It is known that the most favorable small aggregates for the production of high-strength concrete, including those using self-compacting mixtures, are quartz sands with a fineness modulus of more than 2.0-2.1 [8]. At the same time, the use of fine and very fine sands, widespread in the Russian Federation, with a particle size modulus of up to 1.5-2.0 is constrained by a number of factors: a decrease in strength when using these sands (up to 2-3 times), increased voidness and specific surface area of sand requiring increased consumption of cement to maintain workability of concrete mix and strength characteristics of concrete [9]. The proposed technical solution allows the use in the recipe including medium, fine and very fine quartz sands with a particle size modulus of 1.4-2.5 without reducing the rheotechnological and strength indicators.

Использование в качестве водоудерживающей добавки микрокремнезема (средний диаметр частиц 0,2 мкм) и метакаолина (2,0 мкм) позволяет эффективно заполнить пустоты между зернами цемента (средний диаметр 30 мкм). В то же время остается большой разрыв в гранулометрии минеральных частиц при переходе от цемента к мелкому заполнителю (песку), характеризующемуся преимущественно частицами 0,16-0,63 мм или 0,16-5 мм. Использование микронаполнителя в виде молотого мрамора с промежуточной дисперсностью (20-120 мкм) позволяет заполнить пустоты на этом уровне микроструктуры и, соответственно, более эффективно использовать рецептурный потенциал вяжущих свойств цемента и добавок. Благодаря плотной упаковке компонентов бетонной смеси воздух из нее был максимально вытеснен.The use of silica fume (average particle diameter 0.2 μm) and metakaolin (2.0 μm) as a water-retaining additive can effectively fill the voids between the grains of cement (average diameter 30 μm). At the same time, there remains a large gap in the particle size distribution of mineral particles during the transition from cement to fine aggregate (sand), characterized mainly by particles of 0.16-0.63 mm or 0.16-5 mm. The use of a micro-filler in the form of ground marble with an intermediate dispersion (20-120 μm) allows you to fill the voids at this level of microstructure and, accordingly, more effectively use the prescription potential of the cementing properties of cement and additives. Thanks to the tight packing of the components of the concrete mixture, the air from it was displaced as much as possible.

Использование приведенных выше компонентов при соблюдении указанной пропорции в количественном соотношении, последовательности их введения и времени перемешивания позволяет получить самоуплотняющуюся мелкозернистую бетонную смесь с высокими показателями текучести и подвижности при ее расплыве из конуса Хегерманна (форма-конус от встряхивающего столика, ГОСТ 310.4) не менее 250-300 мм. При этом необходимо отметить, что выходя за минимальные и максимальные количественные пределы содержания ингредиентов предлагаемых составов мелкозернистого бетона, а также применяя иной, по сравнению с предлагаемым, способ приготовления бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона, заявленный технический результат достигнут не будет.Using the above components while observing the specified proportion in the quantitative ratio, the sequence of their introduction and the mixing time allows you to get a self-compacting fine-grained concrete mixture with high rates of fluidity and mobility when it diffuses from the Hegermann cone (form cone from the shaking table, GOST 310.4) not less than 250 -300 mm. It should be noted that going beyond the minimum and maximum quantitative limits of the content of the ingredients of the proposed fine-grained concrete compositions, as well as using a different method of preparing the concrete mixture to obtain fine-grained concrete compared to the proposed, the claimed technical result will not be achieved.

По сравнению с известным решением предлагаемый способ приготовления бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона позволяет снизить стоимость смеси и тем самым и повысить ее потребительские свойства за счет уменьшения расхода портландцемента до значений 15,8-23,6 мас. % и других дорогостоящих компонентов, в частности гиперпластификатора и микрокремнезема. Кроме того, способ приготовления позволяет снизить общее время ее приготовления при сохранении высоких характеристик текучести и подвижности смеси.Compared with the known solution, the proposed method for preparing a concrete mixture for producing fine-grained concrete allows to reduce the cost of the mixture and thereby increase its consumer properties by reducing the consumption of Portland cement to 15.8-23.6 wt. % and other expensive components, in particular hyperplasticizer and silica fume. In addition, the cooking method allows to reduce the total time of its preparation while maintaining high flow characteristics and mobility of the mixture.

Отличительной особенностью способа приготовления бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона является двухстадийное порционное водозатворение смеси. При этом повышение реологического эффекта предлагаемого способа приготовления смесей описано в работе [10] и связано с несоответствием баланса структурной и свободной воды при одностадийном и двухстадийном водозатворениях, а также с понятием критической концентрации структурообразования. Если дисперсионная фаза затворяется однократно избыточным количеством воды, когда концентрация твердой фазы ниже критической, частицы минеральных порошков склонны образовывать кластерные структуры и «захватывать» в объемную структуру избыточное количество жидкости в силу значительной склонности к агрегации и структурообразованию. Макрокластерные структуры, содержащие в своих ячейках свободную воду, могут сохраняться при перемешивании водно-минеральной системы, так как избыточное количество межагрегатной воды снижает трение между агрегатами при наложении деформации течения.A distinctive feature of the method of preparing the concrete mixture to obtain fine-grained concrete is a two-stage portioned water mixing of the mixture. Moreover, the increase in the rheological effect of the proposed method for the preparation of mixtures is described in [10] and is associated with a mismatch in the balance of structural and free water in one-stage and two-stage water replenishment, as well as with the concept of a critical concentration of structure formation. If the dispersion phase is closed once with an excess amount of water, when the concentration of the solid phase is lower than critical, the particles of mineral powders tend to form cluster structures and “trap” an excess amount of liquid into the bulk structure due to a significant tendency to aggregation and structure formation. Macrocluster structures containing free water in their cells can be preserved when the water-mineral system is mixed, since an excess amount of inter-aggregate water reduces friction between the aggregates when applying flow deformation.

При двухстадийном водозатворении при недостатке воды в первую стадию формируются более прочные агрегаты с меньшим содержанием воды. Энергия сдвиговой деформации реализуется полнее на разрушение крупных агрегатов при перемешивании и превращении их в более мелкие и прочные. Введенная во вторую стадию остаточная вода пополняет баланс межагрегатной жидкости, определяющей реологические свойства дисперсных систем. Подобное перераспределение воды затворения приводит к уменьшению трения между агрегатами и снижает вязкость водно-дисперсных композиций.With two-stage water filling with a lack of water, more durable aggregates with a lower water content are formed in the first stage. The energy of shear deformation is fully realized by the destruction of large aggregates during mixing and their transformation into smaller and stronger ones. The residual water introduced into the second stage replenishes the balance of the aggregate fluid, which determines the rheological properties of disperse systems. Such a redistribution of mixing water leads to a decrease in friction between the aggregates and reduces the viscosity of water-dispersed compositions.

Другая отличительная особенность способа приготовления бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона изобретения от прототипа [5] заключается в дискретном распределении порошкообразного гиперпластификатора при его перемешивании с минеральной фазой по сравнению с введением разжижителя через раствор для прототипов, что приводит к смене механизмов протекания адсорбции.Another distinctive feature of the method of preparing the concrete mixture for producing fine-grained concrete of the invention from the prototype [5] is the discrete distribution of the powdered hyperplasticizer when it is mixed with the mineral phase in comparison with the introduction of a diluent through the prototype solution, which leads to a change in the mechanisms of adsorption.

Адсорбция в стесненных условиях (при водосодержаниях, не превышающих 20-30 мас. %) не обеспечивает полного перекрывания поверхности по изначально контактирующим активным центрам и вследствие этого не достигается предельного диспергирования агрегатов при приготовлении высококонцентрированных систем. Процесс адсорбции из раствора носит при дефиците его фильтрационный характер, при этом происходит неполное смачивание ионита ограниченным количеством ионного раствора и, как следствие, полимолекулярная адсорбция суперпластификатора в локальной области оводнения. При перемешивании и усреднении дисперсии частицы, насыщенные адсорбированным гиперпластификатором, отдают часть его другим частицам, а отфильтрованная от разжижителя вода сорбируется на свободных поверхностях, вызывая коагуляцию частиц. Таким образом, при низких водосодержаниях при введении гиперпластификатора через раствор большинство минеральных систем не образует высокоагрегативно-устойчивых дисперсий. Метод предадсорбционного сухого нанесения гиперпластификатора путем дискретного его распределения перемешиванием с минеральной фазой существенно повышает агрегативную устойчивость минеральных систем, а также водоредуцируюшие, концентрационные и реологические эффекты разжижителя [11].Adsorption in cramped conditions (at water contents not exceeding 20-30 wt.%) Does not provide complete surface overlap along the initially contacting active centers and, as a result, the maximum dispersion of aggregates is not achieved in the preparation of highly concentrated systems. The process of adsorption from a solution has a filtration character in case of deficiency, with incomplete wetting of the ion exchanger with a limited amount of ionic solution and, as a result, polymolecular adsorption of the superplasticizer in the local hydration region. When mixing and averaging the dispersion, particles saturated with adsorbed hyperplasticizer give part of it to other particles, and the water filtered from the diluent is sorbed on free surfaces, causing coagulation of the particles. Thus, at low water contents, with the introduction of a hyperplasticizer through a solution, most mineral systems do not form highly aggregate-resistant dispersions. The method of pre-adsorption dry deposition of hyperplasticizer by discrete distribution by mixing with the mineral phase significantly increases the aggregate stability of mineral systems, as well as the water-reducing, concentration and rheological effects of the thinner [11].

Оптимально подобранные химико-минералогический и гранулометрический состав компонентов предлагаемого изобретения способствовал получению самоуплотняющейся мелкозернистой бетонной смеси с высокими показателями текучести и подвижности, более плотной упаковки компонентов, снижению пористости структуры мелкозернистого бетона, а также способствовал повышению прочностных характеристик бетона в проектном возрасте. Применение средних и мелких песков, а также несверхактивных портландцементов позволят применять в рецептуре мелкозернистых бетонов доступные местные материалы, распространенные во многих регионах РФ, и тем самым расширить их номенклатуру.The optimally selected chemical-mineralogical and granulometric composition of the components of the present invention contributed to the production of self-compacting fine-grained concrete mix with high rates of fluidity and mobility, denser packing of components, lower porosity of the structure of fine-grained concrete, and also helped to increase the strength characteristics of concrete at the design age. The use of medium and fine sands, as well as non-overactive Portland cements, will make it possible to use available local materials common in many regions of the Russian Federation in the formulation of fine-grained concrete, and thereby expand their nomenclature.

Таким образом, по сравнению с известными техническими решениями предлагаемое изобретение позволяет повысить предел прочности при сжатии в проектном (28 сут) возрасте мелкозернистого бетона до уровня высокопрочных бетонов с марочной прочностью М500-М1000 и выше (класса В40-В80 и выше), расширить номенклатуру высокопрочных мелкозернистых бетонов с возможностью применения в их составе портландцементов сниженных марок (активностью 33-41 МПа), крупных кварцевых песков с модулем крупности не менее 2,6, средних, мелких и очень мелких кварцевых песков с модулем крупности 1,4-2,5, уменьшить стоимость бетонной смеси для получения высокопрочных мелкозернистых бетонов за счет снижения расхода дорогостоящих компонентов, увеличить объем цементно-минерального теста, снизить трудоемкость и повысить эффективность способа приготовления, позволяющего повысить текучесть бетонной смеси до показателей самоуплотняющихся смесей со значениями осадки стандартного конуса - не менее 26-28 см, диаметра его расплыва - не менее 64-75 см и диаметром расплыва из конуса Хегерманна - не менее 250-300 мм.Thus, in comparison with the known technical solutions, the present invention allows to increase the compressive strength at the design (28 days) age of fine-grained concrete to the level of high-strength concrete with graded strength M500-M1000 and higher (class B40-B80 and higher), to expand the range of high-strength fine-grained concrete with the possibility of using Portland cement of reduced grades (activity 33-41 MPa), large quartz sands with a fineness modulus of at least 2.6, medium, small and very small quartz sands with with a particle size range of 1.4-2.5, reduce the cost of concrete mixture to obtain high-strength fine-grained concrete by reducing the consumption of expensive components, increase the volume of cement-mineral dough, reduce the complexity and increase the efficiency of the preparation method, which improves the fluidity of the concrete mixture to the performance of self-compacting mixtures with a standard cone draft of at least 26-28 cm, a diffusion diameter of at least 64-75 cm, and a Hegermann cone diameter of at least 250-300 mm.

Источники информацииInformation sources

1. RU 2358938, МПК С04В 28/04, опубл. 20.06.2009.1. RU 2358938, IPC С04В 28/04, publ. 06/20/2009.

2. RU 2473493, МПК C04B 28/04, C04B 111/20, опубл. 27.01.2013.2. RU 2473493, IPC C04B 28/04, C04B 111/20, publ. 01/27/2013.

3. RU 2569947, МПК С04В 28/04, С04В 18/04, С04В 24/24, С04В 103/46, опубл. 10.12.2015.3. RU 2569947, IPC С04В 28/04, С04В 18/04, С04В 24/24, С04В 103/46, publ. 12/10/2015.

4. RU 2359936, МПК С04В 28/04, С04В 111/20, С04В 111/62, опубл. 27.06.2009, п. 12 формулы изобретения.4. RU 2359936, IPC С04В 28/04, С04В 111/20, С04В 111/62, publ. 06/27/2009, paragraph 12 of the claims.

5. RU 2531981, МПК С04В 28/04, С04В 111/20, опубл. 27.10.2014, пп. 1, 2 формулы изобретения.5. RU 2531981, IPC С04В 28/04, С04В 111/20, publ. 10/27/2014, p. 1, 2 claims.

6. Болотских О.Н. Самоуплотняющийся бетон и его диагностика // Технологии бетонов. 2008. №10. С. 28-31.6. Bolotskikh ON Self-compacting concrete and its diagnosis // Concrete Technologies. 2008. No. 10. S. 28-31.

7. Калашников В.И. Расчет составов высокопрочных самоуплотняющихся бетонов // Строительные материалы. 2008. №10. С. 4-6.7. Kalashnikov V.I. The calculation of the compositions of high-strength self-compacting concrete // Building materials. 2008. No. 10. S. 4-6.

8. Борисов А.А., Поляков Л.Г., Викторов В.В., Горбунова B.C., Фомина Л.В. Особенности подбора материалов при разработке составов и технологии высокопрочных бетонов // Строительные материалы. 2001. №6. С. 28-29.8. Borisov A.A., Polyakov L.G., Viktorov V.V., Gorbunova B.C., Fomina L.V. Features of the selection of materials in the development of compositions and technology of high-strength concrete // Building materials. 2001. No.6. S. 28-29.

9. Львович К.И. Песчаный бетон и его применение в строительстве. СПб.: Строй-Бетон, 2007. 320 с.9. Lvovich K.I. Sand concrete and its use in construction. St. Petersburg: Stroy-Concrete, 2007.320 s.

10. Баженов Ю.М., Демьянова B.C., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. 368 с.10. Bazhenov Yu.M., Demyanova B.C., Kalashnikov V.I. Modified high quality concrete. - M.: Publishing house of the Association of construction universities, 2006. 368 p.

11. Калашников В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов: дис. … д-ра техн. наук. Воронеж, 1996. 89 с.11. Kalashnikov V.I. Fundamentals of plasticization of mineral disperse systems for the production of building materials: dis. ... Dr. tech. sciences. Voronezh, 1996.89 s.

Claims (10)

1. Мелкозернистый бетон, полученный из бетонной смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, наполнитель, порошковый гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира «Melflux», водоудерживающую добавку, воду, отличающийся тем, что в качестве портландцемента используют портландцемент бездобавочный с показателем нормальной густоты цементного теста не более 26%, в качестве наполнителя используют микрокальцит с содержанием карбоната кальция не менее 97% с частицами фракции не более 120 мкм - не менее 98%, в том числе фракции менее 20 мкм - не более 7%, в качестве водоудерживающей добавки используют микрокремнезем конденсированный неуплотненный с содержанием аморфного кремнезема не менее 85% и удельной поверхностью 12-25 м2/г или метакаолин с содержанием аморфного глинозема не менее 40%, аморфного кремнезема - не менее 50%, аморфизацией структуры алюмосиликата не менее 90% и удельной поверхностью 1,2-2,5 м2/г при следующем соотношении компонентов, мас. %:1. Fine-grained concrete obtained from a concrete mixture including Portland cement, quartz sand, a filler, a Melflux polycarboxylate ether powder hyperplasticizer, a water-retaining additive, water, characterized in that Portland cement is used as a Portland cement without additives with an indication of normal density of the cement paste more than 26%, microcalcite with a calcium carbonate content of not less than 97% with particles of a fraction of not more than 120 microns - not less than 98%, including fractions of less than 20 microns - is used as filler not more than 7%, condensed unconsolidated silica fume with an amorphous silica content of at least 85% and a specific surface area of 12-25 m 2 / g or metakaolin with an amorphous alumina content of at least 40%, amorphous silica - at least 50% is used as a water-holding additive amorphization of the structure of aluminosilicate at least 90% and a specific surface area of 1.2-2.5 m 2 / g in the following ratio of components, wt. %: портландцемент бездобавочный с показателем нормальнойPortland cement without additives with an indicator of normal густоты цементного теста не более 26%density of cement paste not more than 26% 15,8-23,615.8-23.6 кварцевый песокquartz sand 35,6-61,435.6-61.4 микрокальцит с содержанием карбоната кальцияmicrocalcite with calcium carbonate не менее 97% с частицами фракции не более 120 мкм -not less than 97% with particles of fraction not more than 120 microns - не менее 98%, в том числе фракции менее 20 мкм – неnot less than 98%, including fractions less than 20 microns - not более 7%more than 7% 1,8-27,41.8-27.4 порошковый гиперпластификатор на основеpowder hyperplasticizer based поликарбоксилатного эфира «Melflux»polycarboxylate ether "Melflux" 0,14-0,300.14-0.30 микрокремнезем конденсированный неуплотненный сfumed silica fume with содержанием аморфного кремнезема не менее 85% иamorphous silica content of at least 85% and удельной поверхностью 12-25 м2/г или метакаолин сspecific surface area 12-25 m 2 / g or metakaolin with содержанием аморфного глинозема не менее 40%,amorphous alumina content of at least 40%, аморфного кремнезема - не менее 50%, аморфизациейamorphous silica - not less than 50%, amorphization структуры алюмосиликата не менее 90% и удельнойstructure of aluminosilicate at least 90% and specific поверхностью 1,2-2,5 м2a surface of 1.2-2.5 m 2 / g 0,81-4,200.81-4.20 вода water остальноеrest
2. Мелкозернистый бетон, полученный из смеси по п. 1, отличающийся тем, что портландцемент бездобавочный используют с активностью 33-41 МПа.2. Fine-grained concrete obtained from the mixture according to claim 1, characterized in that Portland cement without additives is used with an activity of 33-41 MPa. 3. Мелкозернистый бетон, полученный из смеси по п. 1, отличающийся тем, что кварцевый песок с частицами фракции менее 0,63 мм используют с модулем крупности 1,4-1,5.3. Fine-grained concrete obtained from the mixture according to claim 1, characterized in that quartz sand with particles of a fraction of less than 0.63 mm is used with a particle size modulus of 1.4-1.5. 4. Мелкозернистый бетон, полученный из смеси по п. 1, отличающийся тем, что кварцевый песок с частицами фракции не более 5 мм используют с модулем крупности 1,4-2,5.4. Fine-grained concrete obtained from the mixture according to claim 1, characterized in that quartz sand with particles of a fraction of not more than 5 mm is used with a particle size module of 1.4-2.5. 5. Мелкозернистый бетон, полученный из смеси по п. 1, отличающийся тем, что кварцевый песок с частицами фракции менее 0,63 мм с содержанием не более 37%, фракции 0,63-5 мм - не менее 63% используют с модулем крупности не менее 2,6.5. Fine-grained concrete obtained from the mixture according to claim 1, characterized in that quartz sand with particles of a fraction of less than 0.63 mm with a content of not more than 37%, fractions of 0.63-5 mm - not less than 63% are used with the fineness modulus not less than 2.6. 6. Мелкозернистый бетон, полученный из смеси по п. 1, отличающийся тем, что микрокальцит с содержанием карбоната кальция не менее 97% используют с частицами фракции не более 120 мкм - не менее 98%, в том числе фракции менее 20 мкм - не более 7%, используют дополнительно с частицами фракции не более 60 мкм - не менее 50%.6. Fine-grained concrete obtained from the mixture according to claim 1, characterized in that microcalcite with a calcium carbonate content of at least 97% is used with particles of a fraction of not more than 120 microns - not less than 98%, including fractions of less than 20 microns - not more than 7%, used additionally with particles of a fraction of not more than 60 microns - not less than 50%. 7. Мелкозернистый бетон, полученный из смеси по п. 1, отличающийся тем, что порошковый гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира «Melflux» используют марки «Melflux 5581 F».7. Fine-grained concrete obtained from the mixture according to claim 1, characterized in that the powder hyperplasticizer based on polycarboxylate ether "Melflux" use the brand "Melflux 5581 F". 8. Способ приготовления бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона по пп. 1-7, заключающийся в последовательном перемешивании компонентов бетонной смеси до получения требуемой текучести и подвижности, отличающийся тем, что первоначально в смесителе перемешивают портландцемент и порошковый гиперпластификатор в течение 1-2 мин, затем засыпают микрокальцит и водоудерживаюшую добавку и перемешивают в течение 1-2 мин, после чего вводят кварцевый песок и перемешивают сухую смесь до однородности в течение 1-2 мин, далее вводят первую порцию воды в количестве 60-70% и перемешивают в течение 1-2 мин, на заключительном этапе добавляют оставшуюся порцию воды в количестве 30-40% и перемешивают до получения бетонной смеси требуемой подвижности и однородности.8. The method of preparing the concrete mixture to obtain fine concrete according to paragraphs. 1-7, which consists in sequentially mixing the components of the concrete mixture to obtain the desired fluidity and mobility, characterized in that initially Portland cement and powder hyperplasticizer are mixed in the mixer for 1-2 minutes, then microcalcite and a water-retaining additive are poured and mixed for 1-2 min, after which quartz sand is introduced and the dry mixture is mixed until homogeneous for 1-2 minutes, then the first portion of water is introduced in an amount of 60-70% and mixed for 1-2 minutes, at the final stage d bavlyayut remaining portion of the water in an amount of 30-40% and stirred to give the required mobility of the concrete mix and homogeneity. 9. Способ приготовления бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона по п. 8, отличающийся тем, что общее время приготовления бетонной смеси составляет от 10 до 12 мин.9. A method of preparing a concrete mixture to obtain fine concrete according to claim 8, characterized in that the total time for preparing the concrete mixture is from 10 to 12 minutes.
RU2017118883A 2017-05-31 2017-05-31 Fine-grained concrete and method of the concrete mixture preparation for its production RU2657303C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118883A RU2657303C1 (en) 2017-05-31 2017-05-31 Fine-grained concrete and method of the concrete mixture preparation for its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118883A RU2657303C1 (en) 2017-05-31 2017-05-31 Fine-grained concrete and method of the concrete mixture preparation for its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2657303C1 true RU2657303C1 (en) 2018-06-13

Family

ID=62620003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118883A RU2657303C1 (en) 2017-05-31 2017-05-31 Fine-grained concrete and method of the concrete mixture preparation for its production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657303C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738150C1 (en) * 2020-05-18 2020-12-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» High-strength powder-activated concrete
RU2738882C1 (en) * 2020-07-29 2020-12-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» High-strength fine-grained concrete based on composite binder using technogenic material
RU2743909C1 (en) * 2020-05-18 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" High-strength powder-activated concrete
RU2758050C1 (en) * 2021-04-12 2021-10-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Composition of lightweight self-compacting structural concrete (lkb) based on a cement matrix
RU2778123C1 (en) * 2022-02-14 2022-08-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Fine-grained self-compacting concrete mix

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2502891A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-26 Sika Technology AG Activator composition for latent hydraulic and/or pozzolanic binder materials
RU2482086C1 (en) * 2011-11-30 2013-05-20 Татьяна Михайловна Петрова Concrete mixture
RU2502709C2 (en) * 2011-11-22 2013-12-27 Александр Александрович Зайцев Light fibre-reinforced concrete
RU2504530C1 (en) * 2012-06-15 2014-01-20 ООО "Торговый Дом "Промышленные полы" Method of making concrete floor coating
EP2356084B1 (en) * 2008-11-06 2014-07-23 Akzo Nobel N.V. Powder to hydrophobise and its use
RU2529973C1 (en) * 2013-03-11 2014-10-10 Владимир Николаевич Фасюра Composition for producing structural materials

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2356084B1 (en) * 2008-11-06 2014-07-23 Akzo Nobel N.V. Powder to hydrophobise and its use
EP2502891A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-26 Sika Technology AG Activator composition for latent hydraulic and/or pozzolanic binder materials
RU2502709C2 (en) * 2011-11-22 2013-12-27 Александр Александрович Зайцев Light fibre-reinforced concrete
RU2482086C1 (en) * 2011-11-30 2013-05-20 Татьяна Михайловна Петрова Concrete mixture
RU2504530C1 (en) * 2012-06-15 2014-01-20 ООО "Торговый Дом "Промышленные полы" Method of making concrete floor coating
RU2529973C1 (en) * 2013-03-11 2014-10-10 Владимир Николаевич Фасюра Composition for producing structural materials

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738150C1 (en) * 2020-05-18 2020-12-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» High-strength powder-activated concrete
RU2743909C1 (en) * 2020-05-18 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" High-strength powder-activated concrete
RU2738882C1 (en) * 2020-07-29 2020-12-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» High-strength fine-grained concrete based on composite binder using technogenic material
RU2758050C1 (en) * 2021-04-12 2021-10-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Composition of lightweight self-compacting structural concrete (lkb) based on a cement matrix
RU2782653C1 (en) * 2021-10-01 2022-10-31 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Concrete mix
RU2778123C1 (en) * 2022-02-14 2022-08-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Fine-grained self-compacting concrete mix

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2649996C1 (en) Fine-grained concrete mixture
Yu et al. Effect of nano-silica on the hydration and microstructure development of Ultra-High Performance Concrete (UHPC) with a low binder amount
De Larrard et al. Optimization of ultra-high-performance concrete by the use of a packing model
RU2657303C1 (en) Fine-grained concrete and method of the concrete mixture preparation for its production
US8043425B2 (en) Concrete with a low cement content
Jo et al. Investigations on the development of powder concrete with nano-SiO 2 particles
Nazari et al. Assessment of the effects of the cement paste composite in presence TiO2 nanoparticles
CN103339084B (en) There is the hydraulic binder of low clinker content
Sevim et al. Physical and permeability properties of cementitious mortars having fly ash with optimized particle size distribution
CN105777040B (en) Ceramic tile bond and preparation method thereof
CN103253916B (en) Early strength agent for improving strength of phosphogypsum-based cement concrete and preparation method thereof
CN108059382B (en) Concrete glue reducing agent and preparation method thereof
CN102775099A (en) Economic active powder concrete mixed superfine cement
ITMI982118A1 (en) IMPROVED PROCESSING ADDITIVES FOR HYDRAULIC CEMENTS.
US8912255B2 (en) Self-consolidating concrete (SCC) mixture having a compressive strength of at least 25 MPa at 28 days of age
Arabani et al. Use of nanoclay for improvement the microstructure and mechanical properties of soil stabilized by cement
CN108083679B (en) Concrete glue reducing agent and preparation method thereof
CN102807340B (en) Reactive powder concrete doped with superfine cement
Sharobim et al. Optimizing sonication time and solid to liquid ratio of nano-silica in high strength concrete
CN106316290A (en) Preparation method of fiber-reinforced nano-porous concrete
CN105801031A (en) Design method for mix proportion of artificial aggregate concrete
Shakhmenko et al. UHPC containing nanoparticles synthesized by sol-gel method
Shang et al. Influence of new compound admixture on shotcrete performance
Grzegorczyk-Frańczak et al. Modification of the polymeric admixture based on polycarboxylate ether using silica-derived secondary materials obtained from fly ash and the efficiency of its application in concrete
RU2482086C1 (en) Concrete mixture