Способ определения состава сухой строительной смеси для бетона



Способ определения состава сухой строительной смеси для бетона
Способ определения состава сухой строительной смеси для бетона

 


Владельцы патента RU 2540426:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) (RU)

Изобретение относится к теоретическому и прикладному материаловедению и может быть использовано в различных областях науки и техники в целях создания новых и совершенствования известных методик создания сухих строительных смесей для бетона с заданными эксплуатационными свойствами. Сущность изобретения: предварительно подготовленные образцы с различным количеством наполнителя в высокодисперсном состоянии для сухой строительной смеси помещают в полую часть металлических шайб, расположенных на металлической пластине, уплотняют любым известным способом под постоянной нагрузкой до 5 МПа на 1 см2 поверхности образца в течение 10-15 секунд, затем наносят на поверхность каждого образца метки в виде капель раствора различной концентрации, измеряют углы смачивания образцов θ, строят график зависимости cosθ-1=f(1/σж), где σж - поверхностное натяжение жидкости, определяют тангенс угла наклона данной функциональной зависимости а для каждого образца различного состава, строят график зависимости а от количества компонентов смеси и по точке перелома графика зависимости определяют оптимальное содержание модификатора в испытуемом объекте. Достигаются сокращение количества испытаний и повышение точности подбора состава смеси. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к способам определения состава сухой строительной смеси для бетона с использованием наполнителя в высокодисперсном состоянии, который включает проведение технологических мероприятий для измерения свойств материала в целях повышения прочности и(или) других эксплуатационных характеристик бетона.

Оптимальное содержание наполнителя в составе сухой строительной смеси для бетона зачастую определяется экспериментальным путем.

Известен способ определения состава сухой строительной смеси для бетона посредством измерения подвижности растворной смеси [ГОСТ 31357-2007. Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия; ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний]. В соответствии с ГОСТ 5802-86 способ включает предварительный подбор состава, перемешивание исходных компонентов, приготовление растворной смеси и основан на зависимости подвижности строительной растворной смеси и величины глубины погружения стандартного металлического конуса относительно поверхности смеси. Данный способ является материалоемким, недостаточно точным и требует большого количества экспериментальных испытаний.

Известен способ определения расхода мелкого и крупного заполнителя в бетонной смеси по значениям насыпной плотности и средней плотности заполнителей и коэффициента раздвижки зерен крупного заполнителя раствором [RU, патент 2014305, C04B 28/00, 1994]. Данный способ относится к способам оперативного управления приготовлением бетонной смеси, включающий подбор состава исходных компонентов, однако он отличается трудоемкостью, многоступенчатостью, включает большой объем экспериментальных испытаний и проверок, корректировок расчетов. Данный способ принят за прототип.

Задачей предлагаемого изобретения является сокращение количества экспериментальных испытаний и повышение точности подбора состава сухой строительной смеси для бетона.

Подготовка образцов осуществляется следующим образом. Проводятся подбор и перемешивание исходных основных компонентов сухой строительной смеси: заполнитель (песок), вяжущее (цемент), вода и дополнительных компонентов: наполнитель в высокодисперсном состоянии, модификатор и т.п. В данном конкретном случае в качестве исходного дополнительного компонента использовался наполнитель в высокодисперсном состоянии. Подготовленные образцы с различным количеством наполнителя в высокодисперсном состоянии для сухой строительной смеси помещают в полую часть металлических шайб, расположенных на металлической пластине, уплотняют любым известным способом под постоянной нагрузкой до 5 МПа на 1 см2 поверхности образца в течение 10-15 секунд.

Определение проводится следующим образом. Готовят растворы стандартной жидкости, в данном конкретном случае водно-спиртовые растворы этанола различных концентраций. На образец наносится капля смачивающей жидкости. По параметрам капли измеряют угол смачивания поверхности θ. Формулируют зависимость

cosθ-1=f(1/σж),

определяют тангенс угла наклона данной зависимости a для каждого образца различного состава. Строят график зависимости a для каждого образца и по точке перелома графика зависимости определяют оптимальное содержание наполнителя в испытуемом объекте.

Поверхностное натяжение стандартной жидкости σж устанавливают любым известным способом: методом Ребиндера, методом счета капель и т.д. [Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник/ А.А. Абрамзон, Л.Е. Боброва, Л.П. Зайченко и др. - Л.: Химия, 1984, 392 с., ил.]. В нашем случае использовался метод висящей капли, реализуемый на установке Easy Drop, предназначенной для измерения поверхностного натяжения, межфазного натяжения между двумя жидкостями, а также для измерения краевого угла смачивания между жидкостью и твердой поверхностью. Результаты измерений поверхностного натяжения жидкости различных водно-спиртовых растворов этанола приведены в таблице 1.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлено изображение капли, полученное путем подсвечивания с одной стороны, записи видеокамерой (цифровым фотографированием, наблюдением под микроскопом) и передачи на компьютер для определения угла смачивания поверхности испытуемого материала. В данном конкретном случае использовалась лабораторная установка Easy Drop, принцип измерения которой основан на подсвечивании капли с одной стороны подъемного столика. При помощи программного обеспечения DSA1 анализируется форма капли и определяется краевой угол. Рассчитывают косинус угла смачивания, строят график зависимости cosθ-1=(1/σж), определяют тангенс угла наклона данной зависимости а, производят аналогичные измерения и расчеты для всех испытуемых объектов с различным содержанием наполнителя. По полученным данным для разных процентных содержаний наполнителя в сухой строительной смеси строят функциональную зависимость a для каждого образца, и по точке перелома данного графика определяют оптимальное содержание компонентов испытуемого объекта (фиг.2).

Угол смачивания водно-спиртовых растворов различных концентраций определяют на установке Easy Drop на границе раздела фаз.

Поверхностное натяжение водно-спиртовых растворов определяют методом висячей капли. В испытаниях опытным путем были подобраны физические параметры капли, диаметр капилляра 1,821 мм. В таблице 1 представлены полученные результаты значений поверхностного натяжения водно-этанольных растворов σж. Все эксперименты проводились при 22±1°С.

Таблица 1
№ п/п Содержание воды, об.% ж±0,02)×103, Н/м
1 4 24,74
2 10 26,61
3 20 27,34
4 30 28,11
5 40 28,42
6 50 31,31

По полученным значениям строят график функциональной зависимости

cosθ-1=f(1/σж).

Данная зависимость описывается уравнением прямой линии. Определяют тангенс угла наклона данной функциональной зависимости а.

Аналогичные экспериментальные испытания проводят для всех испытуемых объектов с различным содержанием наполнителя. Подготовка образцов проводится аналогично.

По полученным данным для разных процентных содержаний наполнителя в сухую строительную смесь строят зависимость a для каждого образца и по точке перелома данного графика определяют оптимальное содержание компонентов испытуемого объекта.

Применение способа определения оптимального состава сухой строительной смеси для бетона с наполнителем в высокодисперсном состоянии позволяет получить такой состав смеси, который повышает прочность образцов и(или) других эксплуатационных характеристик бетона, без проведения многочисленных, материалоемких и трудоемких экспериментальных испытаний.

1. Способ определения состава сухой строительной смеси для бетона, включающий подбор состава и перемешивание исходных компонентов смеси, отличающийся тем, что на поверхность испытуемого объекта наносят метки каплями жидкости, измеряют углы смачивания образцов θ, строят график функциональной зависимости
cosθ-1=f(1/σж), где σж - поверхностное натяжение жидкости, определяют тангенс угла наклона данной зависимости а, строят график зависимости а от количества компонентов смеси, и по точке перелома данного графика определяют оптимальное содержание компонентов испытуемого объекта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкости используют водно-спиртовые растворы различных концентраций.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам испытаний прочностных свойств изделий из хрупкого материала путем приложения к ним повторяющихся механических, температурных и иных усилий и может использоваться, в частности, для определения долговечности керамических изделий.

Изобретение относится к области испытаний цементных штукатурных составов на предельную растяжимость при статическом нагружении. Сущность: величину предельной растяжимости определяют испытанием стальных балочек с нанесенным штукатурным составом по схеме двухточечного изгиба с плавным нагружением малыми ступенями и фиксацией ступени нагружения, соответствующей моменту трещинообразования, а значение предельной растяжимости рассчитывают по формуле.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проведении тепловой обработки бетонных конструкций. Способ включает определение температуры твердеющего бетона в заданные моменты времени и расчет прочности, при этом определяют трехсуточную прочность бетона при твердении в нормальных условиях, а прочность бетона определяют по формуле: , где R, % - прочность бетона, набранная за время τ, сут. Kt - температурный коэффициент, определяемый в зависимости от температуры твердения бетона и трехсуточной прочности.

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств бетона в условиях воздействия на образец углекислого газа заданной концентрации. Установка содержит не менее 2-х герметичных камер с заполненной водой U-образной трубкой для сброса избыточного давления в камере, впускным и выпускным газовыми распределительными коллекторами, фильтрами для очистки забираемой из камер газовоздушной среды и с установленными внутри каждой камеры вентилятором и ванной с насыщенным раствором соли для создания и постоянного поддержания заданной относительной влажности воздуха внутри камеры, подсоединенный к герметичным камерам через впускной газораспределительный коллектор и установленные на трубопроводах электромагнитные клапаны источник углекислого газа, автоматический газоанализатор с побудителем расхода газа, газовый распределительный коммутатор для попеременного забора пробы из камер и передачи ее в газоанализатор через побудитель расхода газа, кроме того, газоанализатор соединен с ЭВМ для автоматизации контроля за концентрацией газа в герметичных камерах и подачей в них газа через электромагнитные клапаны.

Изобретение относится к способам исследования свойств строительных материалов и предназначено для выбора максимально допустимого: водоцементного отношения по требуемой марке морозостойкости на стадии проектирования бетона.

Изобретение относится к контролю качества бетонов, растворов и цементного камня. .

Изобретение относится к определению параметров деформирования бетона и направлено на получение диаграмм деформирования бетона при статическом приложении нагрузки и динамическом догружении.
Изобретение относится к испытанию строительных материалов. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству и эксплуатации зданий и сооружений, в частности к исследованию прочностных свойств материала, а именно к анализу структуры и контролю прочности бетона, и может быть использовано при оценке прочности бетонов, применяемых в конструкциях и изделиях при изготовлении, строительстве, обследовании и испытании, а также при эксплуатационном контроле за состоянием сооружений после длительной их эксплуатации.

Изобретение относится к конструктивному элементу (11) из электроизолирующего материала, в котором предусмотрена выполненная в виде проводников (14а, 14b, 14с) структура для обнаружения механических повреждений, таких как трещины.
Изобретение относится к области композиционных материалов на основе минеральных вяжущих, таких как портландцемент, глиноземистый цемент, магнезиальные и фосфатные вяжущие, известь, гипс или их смеси, наполненных минеральными наполнителями, включающими фракции углеродных наночастиц.
Изобретение относится к составам декоративно-облицовочных материалов, которые могут быть использованы в строительстве. Декоративно-облицовочный материал включает, мас.%: измельченное листовое стекло 75,0-77,0; молотый туф 8,0-10,0; бура 10,0-13,0; молотый тальк 3,0-4,0.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Сырьевая смесь для получения искусственной породы включает, мас.%: портландцемент 26-30; кварцевый песок 47,3-55,85; воду 16-20; волокнистую металлокерамику 2,0-2,5; технический лигносульфонат ЛСТ 0,15-0,2.
Изобретение относится к составам декоративно-облицовочных материалов. Технический результат изобретения заключается в повышении морозостойкости материалов.
Изобретение относится к средствам, используемым для увеличения водонепроницаемости бетона, а именно к разработке новой композиции, кольматирующей бетон (заращивающей поры бетона).
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касайся изготовления изделий (блоков) из арболита с одновременным получением на их поверхности основы для штукатурки.
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к добавкам для строительных смесей, и может быть использовано для получения растворов и бетонов при выпуске конструкций, изделий, деталей, выполнении штукатурных работ как в промышленном строительстве, так и при возведении объектов жилищного назначения.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при возведении сооружений специального назначения.

Изобретение относится к способу изготовления быстросхватывающейся облегченной цементирующей композиции с улучшенной прочностью на сжатие для строительных изделий, таких как панели.

Изобретение относиться к смеси, по меньшей мере, одного полиола и, по меньшей мере, одной производной циклогексанполикарбоновой кислоты для уменьшения или минимизации выброса пыли при оперировании с порошкообразными строительными химическими продуктами, к способу получения порошкообразных строительных химических продуктов, и гидравлически схватывающимся материалам, содержащим смеси в соответствии с изобретением.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения земляного полотна и устройства укрепленных дорожных оснований на дорогах I-V категорий во II-V дорожно-климатических зонах, а также покрытий на дорогах IV-V категорий в качестве материала для сооружения насыпей земляного полотна и укрепления грунтовых оснований строительных и других площадок. Грунт укрепленный дорожно-строительный характеризуется тем, что он получен из смеси, включающей, мас.%: цемент 5-15, отход термической утилизации нефтешламов - золошлак плотностью от 1,2 до 1,6 кг/дм3 30-40, минеральный наполнитель 0-30, торфяной сорбент 2-4, буровой шлам плотностью от 1,3 до 1,8 кг/дм3 остальное. Технический результат - снижение расхода цемента и заполнителей, утилизация отходов. 7 ил., 7 пр.
Наверх