RU2558830C1 - Method of concrete mix preparation - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: previously 50% of rated amount of cement is mixed with tempering water containing a superplasticiser - Hyperlite, is exposed to mechanical and chemical activation in a rotor-pulsation device with rotation frequency of the working element of 5000 rpm for 2 minutes, with subsequent mixing with the remaining part of cement and fillers.

EFFECT: increased strength, frost resistance and water impermeability.

2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, используемых для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций в монолитном и сборном строительстве.The invention relates to the field of construction, in particular to a technology for the preparation of concrete mixtures used for the manufacture of concrete and reinforced concrete products and structures in monolithic and prefabricated construction.

Известен способ приготовления бетонной смеси, включающий механохимическую активацию воды затворения с добавкой нитратнитритно-щелочной воды в течение 1 мин, механохимическую активацию цемента, содержащего 60-70% предварительно активированной воды затворения, в смесителе в течение 1,5-2 мин и последующее перемешивание в смесителе с песком, щебнем и оставшейся частью активированной воды затворения в течение 2 мин (RU 2361848 С2, опуб. 20.07.2009).A known method of preparing a concrete mixture, including mechanochemical activation of mixing water with the addition of nitrate-alkaline water for 1 min, mechanochemical activation of cement containing 60-70% of pre-activated mixing water in a mixer for 1.5-2 minutes and subsequent mixing in a mixer with sand, crushed stone and the remainder of the activated mixing water for 2 min (RU 2361848 C2, publ. 07.20.2009).

Приготовление бетонной смеси по предложенному способу позволяет снизить количество цемента на 20%, повысить удобоукладываемость.The preparation of concrete mixture by the proposed method allows to reduce the amount of cement by 20%, to increase workability.

Недостатком данного изобретения является невысокая прочность получаемого бетона, а также сложность процесса приготовления бетонной смеси с большими экономическими затратами.The disadvantage of this invention is the low strength of the resulting concrete, as well as the complexity of the process of preparing a concrete mixture with high economic costs.

Известен способ получения цементо-водной суспензии и продуктов на ее основе - цементного камня, строительного раствора и бетона, выполняемый активацией частиц цемента в условиях статистически равномерного распределения воды в суспензии по поверхности фракций цемента, при котором поверхности как крупных, так и средних и мелких частиц цемента адсорбируют ровно столько воды, сколько могут удержать при перемешивании (RU 2257294 С1, опуб. 27.07.2005). Активацию осуществляют с кавитацией, интенсифицируемой поддувом суспензии с ее барботированием сжатым воздухом при регулировании времени перемешивания.A known method of producing a cement-water suspension and products based on it - cement stone, mortar and concrete, performed by activation of cement particles in a statistically uniform distribution of water in suspension over the surface of cement fractions, in which the surface of both large and medium and small particles only as much water is adsorbed as cement, which can be kept with stirring (RU 2257294 C1, publ. 07.27.2005). Activation is carried out with cavitation, intensified by blowing the suspension with its sparging with compressed air while controlling the mixing time.

Недостатком данного изобретения является сложность технологии получения бетонной смеси, а также невысокая прочность получаемого бетона.The disadvantage of this invention is the complexity of the technology for producing concrete mixture, as well as the low strength of the resulting concrete.

Прототипом данного изобретения является способ получения бетонной смеси, включающий предварительную активацию части цемента от его расчетного количества с суперпластификатором и последующее перемешивание с оставшейся частью цемента, заполнителем и водой. Активацию осуществляют перемешиванием в водной среде при В/Ц=0,5-1,0 в течение 40-45 мин, при этом часть цемента составляет 10% от расчетного количества (RU 2371412 С1, опуб. 27.10.2009).A prototype of the present invention is a method for producing a concrete mixture, comprising preactivating a portion of the cement from its calculated amount with superplasticizer and then mixing it with the remainder of the cement, aggregate and water. Activation is carried out by stirring in an aqueous medium at W / C = 0.5-1.0 for 40-45 minutes, while part of the cement is 10% of the calculated amount (RU 2371412 C1, publ. 10.27.2009).

Недостатком данного изобретения является высокая энергоемкость и длительность процесса приготовления бетонной смеси, а также невысокая прочность получаемого бетона.The disadvantage of this invention is the high energy intensity and duration of the process of preparing the concrete mixture, as well as the low strength of the resulting concrete.

Задача настоящего изобретения - повышение темпа роста прочности бетонов, особенно в первые сутки, обеспечение высокой марочной прочности, повышение морозостойкости и водонепроницаемости.The objective of the present invention is to increase the growth rate of concrete strength, especially in the first day, to ensure high brand strength, increase frost resistance and water resistance.

Результат достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем предварительную активацию части от расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор и последующее перемешивание с остальной частью цемента и заполнителями, согласно изобретению, 50% расчетного количества цемента подвергают механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2 мин, в качестве суперпластификатора используют сополимер на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот - Гиперлит, с последующим перемешиванием оставшейся части цемента, крупного и мелкого заполнителя в бетоносмесителе в течение не менее 5 минут.The result is achieved in that in a method for preparing a concrete mixture, including preliminary activation of a part of the calculated amount of cement with mixing water containing superplasticizer and subsequent mixing with the rest of the cement and aggregates, according to the invention, 50% of the calculated amount of cement is subjected to mechanochemical activation in a rotary pulsation apparatus with a speed of 5,000 rpm for 2 minutes; a copolymer based on polyoxyethylene is used as a superplasticizer derivatives of unsaturated carboxylic acids - Giperlit, followed by stirring the remaining portion of cement, coarse and fine aggregate in the mixer for at least 5 minutes.

Результат достигается также тем, что расход добавки суперпластификатора - Гиперлита составляет 1,0-1,2% от массы цемента.The result is also achieved by the fact that the consumption of the additive of superplasticizer - Hyperlite is 1.0-1.2% by weight of cement.

В качестве суперпластификатора использовали добавку - сополимер на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот - Гиперлит. Его технические характеристики: pH-6,5-7,0, цвет и структура - светло-коричневая жидкость, плотность (+20°C)-1,08 кг/дм³.As a superplasticizer used an additive - a copolymer based on polyoxyethylene derivatives of unsaturated carboxylic acids - Hyperlite. Its technical characteristics: pH-6.5-7.0, color and structure - light brown liquid, density (+ 20 ° C) -1.08 kg / dm ³ .

Способ приготовления бетонной смеси иллюстрируется следующим образом.A method of preparing a concrete mixture is illustrated as follows.

Для приготовления бетонной смеси производственного состава использовали цемент М400 ПЦ Д20 Ульяновского завода, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 31108-2003, песок Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93 и ГОСТ 8735-88, и щебень Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТов для бетонов, при следующем соотношении (масс.ч.):For the preparation of the concrete mix of the production composition, M400 PC D20 cement of the Ulyanovsk plant was used, which meets the requirements of GOST 31108-2003, sand of the Kama-Ustinsky field, which meets the requirements of GOST 8736-93 and GOST 8735-88, and crushed stone of the Kamsko-Ustyinsky field, which meets the requirements of GOST for concrete, in the following ratio (parts by weight):

Цемент:песок:щебень=1:1,13:2,68.Cement: sand: crushed stone = 1: 1.13: 2.68.

Расход цемента на 1 м³ бетона составил 490 кг.Consumption of cement per 1 m ^{3 of} concrete amounted to 490 kg.

Механохимическую активацию цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор производили в роторно-пульсационном аппарате РПА 0.8-55А-2.2УЗ по ТУ 5132-001-70447062.Mechanochemical activation of cement with mixing water containing superplasticizer was performed in a rotary-pulsation apparatus RPA 0.8-55A-2.2UZ according to TU 5132-001-70447062.

Бетонную смесь готовили следующим образом.Concrete mixture was prepared as follows.

Предварительно 50% расчетного количества цемента перемешивали с водой затворения, содержащей суперпластификатор - Гиперлит, и подвергали механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2 мин. Затем добавляли оставшуюся часть цемента, крупный и мелкий заполнители и перемешивали в бетоносмесителе в течение не менее 5 минут.Preliminarily, 50% of the calculated amount of cement was mixed with mixing water containing hyperplasticizer - Hyperlite, and subjected to mechanochemical activation in a rotary pulsation apparatus with a working body speed of 5000 rpm for 2 minutes. Then the remaining cement, coarse and fine aggregates were added and mixed in the concrete mixer for at least 5 minutes.

Из бетонных смесей изготавливали образцы - кубы с размерами 10×10×10. Через 1, 28 суток нормального твердения образцы подвергали механическим испытаниям. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 18105-86. Морозостойкость образцов определяли в соответствии с ГОСТ 10060.3-95, водонепроницаемость в соответствии с ГОСТ 12730.5-84.Samples — cubes with sizes of 10 × 10 × 10 — were made from concrete mixtures. After 1, 28 days of normal hardening, the samples were subjected to mechanical tests. The strength of the samples was determined in accordance with GOST 18105-86. Frost resistance of the samples was determined in accordance with GOST 10060.3-95, water resistance in accordance with GOST 12730.5-84.

Результаты физико-механических испытаний образцов приведены в таблице 1.The results of physical and mechanical tests of the samples are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p Наименование добавкиName of additive Время механо-актив. цем-ой суспензииThe time is a mechanical asset. cement slurry Расход добавки в %, от массы цементаAdditive consumption in%, by weight of cement В/ЦW / C Сред. плот. бетона г/м³ Wednesday raft. concrete g / m ³ Прочность при сжатии, МПаCompressive strength, MPa МорозостойкостьFrost resistance ВодонепроницаемостьWater resistant 1 сут.1 day 28 ут.28 am 1one ГиперлитHyperlitis 1 мин1 min 1one 0,3750.375 24502450 $$\frac{\mathrm{9,65}*}{91\%}$$

$$\frac{9.65*}{91\%}$$

$$\frac{\mathrm{59,8}}{117\%}$$

$$\frac{59.8}{117\%}$$

F150F150 W6W6 22 ГиперлитHyperlitis 2 мин2 minutes 0,80.8 0,390.39 24602460 $$\frac{\mathrm{10,6}}{100\%}$$

$$\frac{10.6}{\mathrm{one\; hundred}\%}$$

$$\frac{\mathrm{55,2}}{109\%}$$

$$\frac{\mathrm{55,2}}{109\%}$$

F150F150 W6W6 33 ГиперлитHyperlitis 2 мин2 minutes 1one 0,3750.375 24752475 $$\frac{\mathrm{12,4}}{117\%}$$

$$\frac{\mathrm{12,4}}{117\%}$$

$$\frac{\mathrm{61,5}}{121\%}$$

$$\frac{61.5}{121\%}$$

F200F200 W8W8 4four ГиперлитHyperlitis 2 мин2 minutes 1,21,2 0,360.36 25352535 $$\frac{\mathrm{12,6}}{119\%}$$

$$\frac{12.6}{119\%}$$

$$\frac{\mathrm{62,0}}{122\%}$$

$$\frac{62.0}{122\%}$$

F200F200 W8W8 55 ГиперлитHyperlitis 3 мин3 min 1one 0,3750.375 25202520 $$\frac{\mathrm{11,13}}{105\%}$$

$$\frac{11.13}{105\%}$$

$$\frac{\mathrm{70,9}}{139\%}$$

$$\frac{70.9}{139\%}$$

F150F150 W6W6 6 (прототип)6 (prototype) С-3S-3 40 мин40 min 0,70.7 0,350.35 25502550 $$\frac{\mathrm{10,6}}{100\%}$$

$$\frac{10.6}{\mathrm{one\; hundred}\%}$$

$$\frac{\mathrm{50,8}}{100\%}$$

$$\frac{50.8}{\mathrm{one\; hundred}\%}$$

F150F150 W6W6 Примечание*: над чертой приведено среднее значение показателя; под чертой - относительное значение показателя в % от прототипа.Note *: above the line is the average value of the indicator; below the line is the relative value of the indicator in% of the prototype.

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что бетон, полученный на основе механохимического активированного цементного теста, активированного 2 мин с добавкой суперпластификатора Гиперлит в количестве 1,0-1,2%, имеет прочность на сжатие в суточном возрасте в 1,19 раза больше, чем бетон, полученный по аналогу. В 28-суточном возрасте бетон, полученный по данному способу, обладает прочностью на сжатие соответственно в 1,22 раза выше прочности бетона, полученного по прототипу. Морозостойкость полученного бетона составляет F200, а водонепроницаемость W8, что на 33% выше в сравнении с прототипом.Based on the data obtained, it can be concluded that concrete obtained on the basis of mechanochemical activated cement dough activated for 2 min with the addition of superlasticizer Hyperlite in an amount of 1.0-1.2% has a daily compressive strength of 1.19 times more than concrete obtained by analog. At 28 days of age, the concrete obtained by this method has a compressive strength of 1.22 times, respectively, higher than the strength of concrete obtained by the prototype. The frost resistance of the resulting concrete is F200, and the water resistance is W8, which is 33% higher in comparison with the prototype.

Claims (2)

1. Способ приготовления бетонной смеси, включающий предварительную активацию части от расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор и последующее перемешивание с остальной частью цемента и заполнителями, отличающийся тем, что 50% расчетного количества цемента подвергают механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2 мин, в качестве суперпластификатора используют сополимер на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот - Гиперлит.1. A method of preparing a concrete mixture, including the preliminary activation of part of the calculated amount of cement with mixing water containing superplasticizer and subsequent mixing with the rest of the cement and aggregates, characterized in that 50% of the calculated amount of cement is subjected to mechanochemical activation in a rotary pulsation apparatus with a number revolutions of the working body 5000 rpm for 2 min, a copolymer based on polyoxyethylene derivatives of unsaturated carbohydrates is used as a superplasticizer new acids - Hyperlite. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход добавки суперпластификатора - Гиперлита составляет 1,0-1,2% от массы цемента. 2. The method according to p. 1, characterized in that the consumption of additives superplasticizer - Hyperlite is 1.0-1.2% by weight of cement.