RU2693085C1 - High-strength concrete - Google Patents
High-strength concrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693085C1 RU2693085C1 RU2018104012A RU2018104012A RU2693085C1 RU 2693085 C1 RU2693085 C1 RU 2693085C1 RU 2018104012 A RU2018104012 A RU 2018104012A RU 2018104012 A RU2018104012 A RU 2018104012A RU 2693085 C1 RU2693085 C1 RU 2693085C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- specified
- sio
- silica
- density
- sand
- Prior art date
Links
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 title claims abstract description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 claims abstract description 7
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 7
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001678 gehlenite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010438 granite Substances 0.000 claims description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 3
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- -1 gravel Substances 0.000 description 2
- ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Mg+2].[Si+4] ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical group [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K ferric hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Fe+3] MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009439 industrial construction Methods 0.000 description 1
- QWDJLDTYWNBUKE-UHFFFAOYSA-L magnesium bicarbonate Chemical compound [Mg+2].OC([O-])=O.OC([O-])=O QWDJLDTYWNBUKE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002370 magnesium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000022 magnesium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014824 magnesium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001721 mellite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions 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
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use 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
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B16/04—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.The invention relates to construction materials and can be used for the manufacture of concrete products in civil and industrial construction, as well as in the construction of buildings for special purposes.
Известна смесь для изготовления высокопрочного бетона, состоящая из следующих компонентов, мас. %: портландцемент 22,48-28,61; песок 23,00-25,60; щебень 36,30-39,00; добавка 0,69-0,92; вода 11,40-12,00; используемся добавка состоит из следующих компонентов, мас. %: золь гидроксида железа (III) Fe(OH)3 с плотностью р=1,021 г/куб.см и значением водородного показателя рН=4,0...5,0 99,83-99,87; сульфат алюминия Al2(SO4)3 0,13-0,17 (RU №2332388, С048В 40/00; С08 В 22/08; С04В 111/20; С04В 111/27, 2006). Недостатком данного технического решения является пониженная прочность на растяжение при изгибе и пониженная коррозионная стойкость бетона.Known mixture for the manufacture of high-strength concrete, consisting of the following components, wt. %: Portland cement 22.48-28.61; sand 23.00-25.60; crushed stone 36.30-39.00; additive 0,69-0,92; water 11.40-12.00; used additive consists of the following components, wt. %: Sol of iron (III) hydroxide Fe (OH) 3 with a density of p = 1,021 g / cubic cm and a pH value of pH = 4.0 ... 5.0 99.83-99.87; aluminum sulfate Al 2 (SO 4 ) 3 0.13-0.17 (RU # 2332388, С048В 40/00; С08 В 22/08; СВВ 111/20; СВВ 111/27, 2006). The disadvantage of this technical solution is the reduced tensile strength in bending and low corrosion resistance of concrete.
Известна смесь для изготовления высокопрочного бетона, состоящая из следующих компонентов, мас. %: портландцемент 44,40-48,00; песок 20,00-22,20; щебень 20,00-22,20; кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью р=1,014 г/куб.см, рН=5,0...6,0 0,43-0,48, добавка "ДЭЯ-М" 0,43-0,48; вода 10,34-11,04 (RU, №2256629, С04В 28/04; С04В 111/20; 2004). Недостатком данного технического решения является пониженная прочность на растяжение при изгибе и пониженная коррозионная стойкость высокопрочного бетона.Known mixture for the manufacture of high-strength concrete, consisting of the following components, wt. %: Portland cement 44.40-48.00; sand 20.00-22.20; gravel 20.00-22.20; the silica-containing component represented by H 2 SiO 3 sol with density p = 1.014 g / cc, pH = 5.0 ... 6.0 0.43-0.48, additive "DEJ-M" 0.43-0 , 48; water 10.34-11.04 (RU, No. 2256629, C04B 28/04; C04B 111/20; 2004). The disadvantage of this technical solution is the reduced tensile strength during bending and low corrosion resistance of high-strength concrete.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон, содержащий портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью р=1,014 г/куб.см, рН=5,0...6,0; добавку - калий железистосинеродистый K4Fe(CN)6 и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 43,58-47,08; песок 14,43-15,69; щебень 25,70-27,84; кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью р=1,014 г/куб.см, рН=5,0...6,0 0,25-0,27; добавка - калий железистосинеродистый K4Fe(CN)6 0,44-0,47; вода 12,1-12,15 (RU, №2256630, С04В 28/04; 2005). Недостатком данного технического решения является пониженная прочность на растяжение при изгибе и пониженная коррозионная стойкость высокопрочного бетона.The closest to the technical nature of the claimed invention is a high-strength concrete containing Portland cement, sand, gravel, silica-containing component, represented by H 2 SiO 3 sol with a density of p = 1.014 g / cc, pH = 5.0 ... 6.0 ; additive - potassium ferrosynergide K 4 Fe (CN) 6 and water in the following ratio, wt. %: Portland cement 43.58-47.08; sand 14.43-15.69; crushed stone 25.70-27.84; the silica-containing component represented by the H 2 SiO 3 sol with a density of p = 1.014 g / cc, pH = 5.0 ... 6.0 0.25-0.27; the additive is potassium ferrosynergide K 4 Fe (CN) 6 0.44-0.47; water 12.1-12.15 (RU, No. 2256630, SW04 28/04; 2005). The disadvantage of this technical solution is the reduced tensile strength during bending and low corrosion resistance of high-strength concrete.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью на растяжение при изгибе и повышенной коррозионной стойкостью.The problem to which the invention is directed is the creation of high-strength concrete with increased tensile strength during bending and increased corrosion resistance.
Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон содержит портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью р=1,014 г/куб.см, рН=5,0...6,0, добавку и воду.The task is achieved by the fact that high-strength concrete contains Portland cement, sand, crushed stone, silica-containing component, represented by H 2 SiO 3 sol with a density of p = 1.014 g / cc, pH = 5.0 ... 6.0, additive and water .
Новым по сравнению с высокопрочным бетоном, выбранным за прототип, является то, что в качестве песка содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,26, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 10-20 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента кремнеземсодержащую композицию, состоящую из 20% водного раствора поликарбоксилатного полимера (WRM), имеющего значение водородного показателя рН=6,0 и плотность р=1,029 г/куб.см; коллоидного раствора (золя) кремниевой кислоты, SiO2⋅nH2O со значением водородного показателя рН=3,5 и плотностью р=1,014 г/куб.см и глюконата натрия при следующем соотношением компонентов, мас. %:New in comparison with high-strength concrete, chosen for the prototype, is that it contains quartz sand with a grain size of 2.26 as sand, crushed granite fraction 10-20 mm as crushed stone, and a silica-containing composition consisting of 20 as a silica component. % aqueous solution of a polycarboxylate polymer (WRM) having a pH value of pH = 6.0 and a density of p = 1.029 g / cubic cm; colloidal solution (sol) of silicic acid, SiO 2 ⋅nH 2 O with pH value of pH = 3.5 and density p = 1.014 g / cubic cm and sodium gluconate in the following ratio of components, wt. %:
- указанный 20 % водный раствор поликарбоксилатного полимера 49,0-52,0- the specified 20% aqueous solution of polycarboxylate polymer 49,0-52,0
- указанный коллоидный раствор (золь) кремниевой кислоты 34,0-35,0- the specified colloidal solution (sol) of silicic acid 34,0-35,0
- глюконат натрия 14,0-16,0 в качестве добавки содержит комплексную добавку, состоящую из магнезита, в котором содержание оксида магния (MgO), составляет 42,5%, оксида кальция (СаО) составляет 3,3%; доменного шлака, основными фазами которого являются геленит 2CaO⋅Al2O3⋅SiO2, двухкальциевый силикат 2CaO⋅SiO2 и мелелит Ca2(Al,Mg,Si)Si2O7; а также нитрата натрия NaNO3, при следующем соотношении компонентов, мас. %:- sodium gluconate 14.0-16.0 as an additive contains a complex additive consisting of magnesite, in which the content of magnesium oxide (MgO) is 42.5%, calcium oxide (CaO) is 3.3%; blast furnace slag, the main phases of which are gehlenite 2CaO⋅Al 2 O 3 ⋅SiO 2, dicalcium silicate and shoaling 2CaO⋅SiO 2 Ca 2 (Al, Mg, Si) Si 2 O 7; and sodium nitrate NaNO 3 , in the following ratio, wt. %:
при следующем соотношении компонентов, смеси, мас. %:in the following ratio of components, mixture, wt. %:
Использование кремнеземсодержащей композиции в сочетании с комплексной добавкой обеспечивает образование труднорастворимых гидросиликатов магния типа сепиолита Mg3(Si4O11)⋅nH2O, которые являются устойчивыми к хлоридам, сульфатам и иным агрессивным средам.The use of a silica-containing composition in combination with a complex additive provides the formation of hardly soluble magnesium hydrosilicates of the type sepiolite Mg 3 (Si 4 O 11 ) ⋅ nH 2 O, which are resistant to chlorides, sulfates and other aggressive media.
По данным физико-химических исследований, проводимых при помощи рентгенофазового и дифференциально-термического методов анализа, установлено образование повышенного количества комплексных гидратных соединений. В качестве основных продуктов гидратации, кроме гидросиликатов типа CSH(I), для которого межплоскостное расстояние d/n=(3,07;2,80;l,83) нм, обнаружено присутствие низкоосновного гидросиликата гиролита 2CaO⋅3SiO2⋅2H2O с межплоскостным расстоянием d/n=(4,24;3,36;2,25;2,65) нм. По данным ДТА эндоэффект при температуре 742°С и экзоэффект при температуре 815°С подтверждают образование гиролита, а также в продуктах гидратации обнаружены новые соединения на основе карбоната магния, такие как гидрокарбонат магния MgCO3⋅3H2O с межплоскостным расстоянием d/n=(3,85;2,50;3,55) нм, гидромагнезит MgCO3⋅Mg(OH)2⋅3H2O с межплоскостным расстоянием d/n=(5,79; 2,90;2,15) нм, наблюдается появление гидросиликата магния типа сепиолита Mg3(Si40n)-nH20 с межплоскостным расстоянием d/n=(4,44;4,12;3,31;2,58) нм. По данным ДТА эндоэффект при температуре 348°С и 810°С и экзоэффект при температуре 836°С подтверждают появление в затвердевшем бетоне сепиолита (гидросиликата магния).According to the data of physicochemical studies conducted with the help of X-ray phase and differential thermal analysis methods, the formation of an increased number of complex hydrated compounds has been established. As the main hydration products, in addition to hydrosilicates of the CSH (I) type, for which the interplanar distance d / n = (3.07; 2.80; l, 83) nm, the presence of the low basic hydrosilicate of gyrolite 2CaO⋅3SiO2⋅2H2O with the interplanar distance d / n = (4.24; 3.36; 2.25; 2.65) nm. According to the DTA endoeffect at a temperature of 742 ° C and the exoeffect at a temperature of 815 ° C, the formation of gyrolite is confirmed, and new products based on magnesium carbonate, such as magnesium bicarbonate MgCO 3 ⋅3H 2 O with interplanar distance d / n =, were found in the hydration products. (3.85; 2.50; 3.55) nm; hydromagnesite MgCO 3 ⋅ Mg (OH) 2 ⋅ 3H 2 O with an interplanar distance d / n = (5.79; 2.90; 2.15) nm, The appearance of magnesium hydrosilicate of the sepiolite type Mg3 (Si40n) -nH 2 0 with the interplanar distance d / n = (4.44; 4.12; 3.31; 2.58) nm is observed. According to DTA, the endoeffect at a temperature of 348 ° C and 810 ° C and the exoeffect at a temperature of 836 ° C confirm the appearance of sepiolite (magnesium hydrosilicate) in hardened concrete.
Образование низкоосновных гидросиликатов кальция, имеющих волокнистую или игольчатую структуру, оказывают положительное влияние на повышение прочности на растяжение при изгибе, в то время как образование магнийсодержащих гидратных соединений способствует повышению коррозионной устойчивости бетона.The formation of low-base calcium hydrosilicates having a fibrous or needle-like structure has a positive effect on increasing the tensile strength in bending, while the formation of magnesium-containing hydrated compounds contributes to an increase in the corrosion resistance of concrete.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленная сырьевая смесь для высокопрочного бетона не известна, и данное техническое решение обладает мировой новизной.On the filing date of the application, according to the authors and the applicant, the declared raw mix for high-strength concrete is not known, and this technical solution has a global novelty.
Заявленная совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии указанной кремнеземсодержащей композиции, состоящей из 20% водного раствора поликарбоксилатного полимера (WRM), имеющего значение водородного показателя рН=6,0 и плотность р=1,029 г/куб.см; коллоидного раствора (золя) кремниевой кислоты, SiO2⋅nH2O со значением водородного показателя рН=3,5 и плотностью р=1,014 г/куб.см и глюконата натрия, и комплексной добавки, состоящей из магнезита, в котором содержание оксида магния (MgO), составляет 42,5%; оксида кальция (СаО) составляет 3,3%.; доменного шлака, основными фазами которого являются геленит 2СаОА12О3⋅SiO2, двухкальциевый силикат 2CaO⋅SiO2 и мелелит Ca2(Al,Mg,Si)Si2O7, и нитрата натрия NaNO3, которое обеспечивает сверхсуммарный эффект, состоящий в повышении гидратационной активности смеси для высокопрочного бетона, а также образования новых гидратных фаз, представленных низкоосновными гидросиликатами кальция, имеющих волокнистую или игольчатую структуру, и, как следствие, микроармирующих структуру твердеющего бетона, и способствующих повышению прочности на растяжение при изгибе.The claimed set of essential features exhibits a new property in the presence of a specified silica-containing composition consisting of a 20% aqueous solution of a polycarboxylate polymer (WRM) having a pH value of pH = 6.0 and a density of p = 1.029 g / cubic cm; colloidal solution (sol) of silicic acid, SiO 2 ⋅nH 2 O with pH value of pH = 3.5 and density p = 1.014 g / cubic cm and sodium gluconate, and a complex additive consisting of magnesite, in which the content of magnesium oxide (MgO) is 42.5%; calcium oxide (CaO) is 3.3%; blast furnace slag, the main phases of which are gehlenite 2SaOA1 2 O 3 ⋅SiO 2, dicalcium silicate and shoaling 2CaO⋅SiO 2 Ca 2 (Al, Mg, Si) Si 2 O 7, and sodium nitrate NaNO 3 which provides sverhsummarny effect consisting in increasing the hydration activity of the mixture for high-strength concrete, as well as the formation of new hydration phases, represented by low-basic calcium hydrosilicates, having a fibrous or acicular structure, and, as a result, micro-reinforcing the structure of hardening concrete, and contributing to an increase in tensile strength in and bending.
Кроме того, в твердеющем бетоне обнаружено образование повышенного количества гидросиликатов магния, обладающих повышенной устойчивостью относительно ионов хлора, сульфат-ионов и кислых агрессивных сред, что и способствует повышению коррозионной стойкости затвердевшего бетона.In addition, in hardening concrete, the formation of an increased amount of magnesium hydrosilicates with increased stability against chlorine ions, sulfate ions, and acidic corrosive media was found, which contributes to an increase in the corrosion resistance of hardened concrete.
Смесь, включающая портландцемент, песок, предлагаемую кремнеземсодержащую композицию, предлагаемую добавку и воду, обеспечивает получение высокопрочного бетона, характеризуемого повышенной прочностью на растяжение при изгибе (на 71%) и повышенным коэффициентом химической стойкости (на 17%) по сравнению с прототипом.The mixture, including Portland cement, sand, proposed silica-containing composition, the proposed additive and water, provides high-strength concrete, characterized by increased tensile strength in bending (71%) and increased chemical resistance (17%) compared to the prototype.
По мнению заявителя и авторов, именно другое свойство совокупности существенных признаков, не равное известным свойствам отличительных признаков, позволяет признать эту совокупность по сравнению с известными в науке и технике новой, а заявляемое изобретение - соответствующим критерию охраноспособности «изобретательский уровень».According to the applicant and the authors, it is another property of the set of essential features that is not equal to the known properties of distinctive features, allows to recognize this combination as compared to those known in science and technology, and the claimed invention meets the eligibility criteria of "inventive step".
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления высокопрочного бетона, используемого в промышленном и гражданском строительстве и для объектов специального назначения.The claimed invention is industrially applicable and can be used for the manufacture of high-strength concrete used in industrial and civil construction and for special purposes.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
1. Приготовление предлагаемой кремнеземсодержащей композиции:1. Preparation of the proposed silica composition:
1.1. Дозируют 20% водный раствор поликарбоксилатного полимера (WRM), имеющего значение водородного показателя рН=6,0 и плотность р=1,029 г/куб.см;1.1. A 20% aqueous solution of a polycarboxylate polymer (WRM) having a pH value of pH = 6.0 and a density of p = 1.029 g / cubic cm;
1.2. Дозируют коллоидного раствора (золя) кремниевой кислоты, SiO2⋅nH2O со значением водородного показателя рН=3,5 и плотностью р=1,014 г/куб.см;1.2. Dispense a colloidal solution (sol) of silicic acid, SiO 2 ⋅nH 2 O with a pH value of pH = 3.5 and a density of p = 1.014 g / cubic cm;
1.3. Дозируют глюконат натрия;1.3. Dispense sodium gluconate;
1.4. Смешивают отдозированные компоненты (по п. 1.1 - п. 1.3) при помощи электрической дрели до получения однородного раствора без комков;1.4. Mix the dosed components (according to p. 1.1 - p. 1.3) using an electric drill until a homogeneous solution without lumps is obtained;
2. Приготовление предлагаемой добавки:2. Preparation of the proposed supplements:
2.1. Дозируют магнезит, в котором содержание оксида магния MgO, составляет 42,5%, оксида кальция СаО составляет 3,3%;2.1. Magnesite is dispensed, in which the content of magnesium oxide MgO is 42.5%, calcium oxide CaO is 3.3%;
2.2. Дозируют доменный шлак, основными фазами которого являются геленит 2CaO⋅Al2O3⋅SiO2, двухкальциевый силикат 2CaO⋅SiO2 и мелелит Ca2(Al,Mg,Si)Si2O7;2.2. Dosed blast slag, the main phases of which are 2CaO⋅Al 2 O 3 ⋅ SiO 2 helenite, dicalcium silicate 2CaO ⋅ SiO 2, and mellite Ca 2 (Al, Mg, Si) Si 2 O 7 ;
2.3. Дозируют нитрата натрия NaNO3;2.3. Dispense sodium nitrate NaNO 3 ;
2.4. Смешивают тщательно отдозированные компоненты (п.2.1 - п. 2.3) до получения однородной дисперсионной системы;2.4. Mix thoroughly dosed components (p.2.1 - p. 2.3) to obtain a homogeneous dispersion system;
3. Приготовление сырьевой смеси для высокопрочного бетона:3. Preparation of raw mix for high strength concrete:
3.1. Дозируют портландцемент ПЦ500 ДО;3.1. Dosed Portland cement PT 500;
3.2. Дозируют песок с модулем крупности 2,26;3.2. Sand is dosed with a modulus of 2.26;
3.3. Дозируют щебень гранитный фракции 10-20 мм;3.3. Crushed crushed granite fraction 10-20 mm;
3.4. Дозируют предлагаемую кремнеземсодержашую композицию, приготовленную по п. 1;3.4. Dispense the proposed silica composition prepared according to claim 1;
3.5. Дозируют предлагаемую добавку, приготовленную по п. 2;3.5. Dispense the proposed additive prepared according to claim 2;
3.6. Дозируют воду;3.6. Dispense water;
3.7. Смешивают все компоненты, отдозированные по п. 3.1 - п. 3.6 в бетоносмесителе любой модификации, используемой на действующем производстве, до получения однородной, без комков, подвижной смеси, которую используют по назначению для изготовления конструкций из высокопрочного бетона, и из которой изготавливают образцы-балочки размером 10×10×40 см, которые хранят в нормальных условиях (при температуре t°C=20±2°C и влажности W≥95%) в течение 28 суток для определения прочности на растяжение при изгибе по ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».3.7. Mix all the components ottozirovanny on p. 3.1 - p. 3.6 in a concrete mixer of any modification used in existing production, to obtain a homogeneous, without lumps, mobile mixture, which is used for its intended purpose for the manufacture of structures of high-strength concrete, and from which samples Balochki size 10 × 10 × 40 cm, which is stored under normal conditions (at temperature t ° C = 20 ± 2 ° C and humidity W≥95%) for 28 days to determine the tensile strength in bending according to GOST 10180-2012 " Concretes. Methods for determining the strength of the control samples.
3.8. Для определения коррозионной или химической стойкости высокопрочного бетона по ГОСТ 25881-83 «Бетоны химически стойкие» изготавливают образцы-балочки размером 4×4×16 см, которые хранят в нормальных условиях (при температуре t°C=20±2°C и влажности W≥95%) в течение 28 суток, которые подвергают воздействию 5% раствора хлористого магния MgCl2 в течение 360 суток.3.8. To determine the corrosion or chemical resistance of high-strength concrete according to GOST 25881-83 "Chemically resistant concrete" make samples balochek size 4 × 4 × 16 cm, which is stored in normal conditions (at temperature t ° C = 20 ± 2 ° C and humidity W ≥95%) for 28 days, which are exposed to a 5% solution of magnesium chloride MgCl 2 for 360 days.
Полученные результаты представлены в таблице.The results obtained are presented in the table.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104012A RU2693085C1 (en) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | High-strength concrete |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104012A RU2693085C1 (en) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | High-strength concrete |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2693085C1 true RU2693085C1 (en) | 2019-07-01 |
Family
ID=67252127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104012A RU2693085C1 (en) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | High-strength concrete |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2693085C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717399C1 (en) * | 2019-06-27 | 2020-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | High-strength concrete |
| CN112759304A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 河北浩远天宸环保科技股份有限公司 | High-strength steel slag concrete and preparation method thereof |
| RU2750497C1 (en) * | 2020-11-23 | 2021-06-28 | Вадим Владимирович Потапов | Method for modifying concrete with complex additive including hydrothermal sio2 nanoparticles and multilayer carbon nanotubes |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2256630C1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | High-strength concrete |
| RU2331602C1 (en) * | 2007-03-19 | 2008-08-20 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | High-strength concrete |
| EP1439154B1 (en) * | 2001-10-23 | 2010-11-17 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Cement admixture, cement composition, and cement concrete made therefrom |
| RU2440313C1 (en) * | 2010-06-16 | 2012-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный технологический университет" | High-strength concrete |
| RU2555993C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | High-strength concrete |
| RU2559253C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | High-strength concrete |
-
2018
- 2018-02-01 RU RU2018104012A patent/RU2693085C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1439154B1 (en) * | 2001-10-23 | 2010-11-17 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Cement admixture, cement composition, and cement concrete made therefrom |
| RU2256630C1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" | High-strength concrete |
| RU2331602C1 (en) * | 2007-03-19 | 2008-08-20 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | High-strength concrete |
| RU2440313C1 (en) * | 2010-06-16 | 2012-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный технологический университет" | High-strength concrete |
| RU2555993C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | High-strength concrete |
| RU2559253C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | High-strength concrete |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717399C1 (en) * | 2019-06-27 | 2020-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | High-strength concrete |
| RU2750497C1 (en) * | 2020-11-23 | 2021-06-28 | Вадим Владимирович Потапов | Method for modifying concrete with complex additive including hydrothermal sio2 nanoparticles and multilayer carbon nanotubes |
| CN112759304A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 河北浩远天宸环保科技股份有限公司 | High-strength steel slag concrete and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shaikh et al. | Mechanical and durability properties of high volume fly ash (HVFA) concrete containing calcium carbonate (CaCO3) nanoparticles | |
| Bakharev et al. | Resistance of alkali-activated slag concrete to acid attack | |
| US8496751B2 (en) | Binder composition | |
| JP5687716B2 (en) | Hydraulic lime composition | |
| RU2693085C1 (en) | High-strength concrete | |
| CN107935423A (en) | Corrosion-resistant high belite sulphoaluminate cement clinker and preparation method and corrosion-resistant high belite sulphate aluminium cement and preparation method | |
| Zelić et al. | Durability of the hydrated limestone-silica fume Portland cement mortars under sulphate attack | |
| JP2004051426A (en) | Cement admixture, cement composition and mortar or concrete prepared using this | |
| Islam et al. | Performance of natural clinoptilolite zeolite in the cementitious materials: A comparative study with metakaolin, fly ash, and blast furnace slag | |
| CN103153908A (en) | Binder composition | |
| WO2018150753A1 (en) | Geopolymer composition, and mortar and concrete using same | |
| US20110178209A1 (en) | Manufacturing hydraulic cement aggregates for use in insulating and heat reflecting products | |
| CN104926165A (en) | Carbonation-resistant basic magnesium sulfate cement and preparation method thereof | |
| CN105948639A (en) | High-strength low-shrinkage crack-resistant pavement base material | |
| CN103874671A (en) | Method for manufacturing rapid-hardening agent and concrete product | |
| Kannan et al. | Strength and water absorption properties of ternary blended cement mortar using rice husk ash and metakaolin | |
| JP6983963B1 (en) | Cement composition | |
| Rashad et al. | Impact of long-term natural weathering on the properties of alkali-activated fly ash mortars modified with silica fume and sodium tripolyphosphate | |
| Abd El-Aleem et al. | Chemical and physico-mechanical properties of composite cements containing micro-and nano-silica | |
| WO2017109583A2 (en) | Magnesium phosphate based cement, mortar and concrete compositions with increased working time | |
| RU2674779C1 (en) | Raw mixture for protective coating | |
| Salih et al. | Enhancing the compressive strength property of gypsum used in walls plastering by adding lime | |
| US866376A (en) | Portland cement and process for making the same. | |
| Shaikh et al. | High volume slag and slag-fly ash blended cement pastes containing nano silica | |
| KR101854128B1 (en) | Composition for Lime Mortar Comprising Natural Hydraulic Lime, Blast Furnace Slag and Limestone Powder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200202 |