[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2345968C2 - Composition for making construction material - Google Patents

Composition for making construction material Download PDF

Info

Publication number
RU2345968C2
RU2345968C2 RU2007102730/03A RU2007102730A RU2345968C2 RU 2345968 C2 RU2345968 C2 RU 2345968C2 RU 2007102730/03 A RU2007102730/03 A RU 2007102730/03A RU 2007102730 A RU2007102730 A RU 2007102730A RU 2345968 C2 RU2345968 C2 RU 2345968C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
composition
sand
cement
water
Prior art date
Application number
RU2007102730/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007102730A (en
Inventor
Лариса Александровна Битюцка (RU)
Лариса Александровна Битюцкая
Александр Петрович Лазарев (RU)
Александр Петрович Лазарев
Юрий Витальевич Соколов (RU)
Юрий Витальевич Соколов
Виктор Тихонович Перцев (RU)
Виктор Тихонович Перцев
Надежда Сергеевна Гончарова (RU)
Надежда Сергеевна Гончарова
Сергей Владимирович Шишов (RU)
Сергей Владимирович Шишов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет"
Общество с ограниченной ответственностью "Кристалл"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет", Общество с ограниченной ответственностью "Кристалл" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет"
Priority to RU2007102730/03A priority Critical patent/RU2345968C2/en
Publication of RU2007102730A publication Critical patent/RU2007102730A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2345968C2 publication Critical patent/RU2345968C2/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
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00008Obtaining or using nanotechnology related materials

Landscapes

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

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention can be used in construction materials when making block and monolithic concrete. The composition contains cement, sand, water and carbon-bearing nano-material - soot, obtained using an electroarc method, and containing 7% of carbon nanotubes, with the following ratios of components, in wt %: cement 20-30, sand 50-70, carbon-bearing nano-material 1-2, water constitutes the rest.
EFFECT: increased compression strength of the construction material.
1 ex, 2 dwg

Description

Изобретение относится к составам на основе минеральных вяжущих и может найти применение в промышленности строительных материалов при изготовлении блочного и монолитного бетона.The invention relates to compositions based on mineral binders and may find application in the building materials industry in the manufacture of block and monolithic concrete.

Известна композиция для получения строительного материала, включающая цементное вяжущее, воду и 0.01-2.5 мас.% металлсодержащие углеродные наноструктуры в смеси поливинилового спирта с хлоридом меди (Патент РФ, №2281262, кл. С04В 28/00, 2006).A known composition for producing building material, including cement binder, water and 0.01-2.5 wt.% Metal-containing carbon nanostructures in a mixture of polyvinyl alcohol with copper chloride (RF Patent, No. 2281262, class C04B 28/00, 2006).

Недостатком данной композиции является небольшое увеличение прочности в 1.7 раза при добавлении металлсодержащих углеродных наноструктур (многослойных нанотрубок).The disadvantage of this composition is a slight increase in strength by 1.7 times with the addition of metal-containing carbon nanostructures (multilayer nanotubes).

Наиболее близким аналогом является способ (Патент РФ, №2233254, кл. С04В 28/02, 2004), в котором применяются углеродные кластеры фуллероидного типа с числом атомов углерода 36 и более при следующем соотношении компонентов в композиции (мас.%): минеральное вяжущее (цемент) 33-77; углеродные кластеры фуллероидного типа 0.0001-2; вода - остальное. В качестве углеродных кластеров фуллероидного типа композиция может содержать полидисперсные углеродные нанотрубки. В качестве углеродных кластеров фуллероидного типа она может содержать полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры с межслоевым расстоянием 0.34-0.36 нм и размером частиц 60-200 нм. В качестве углеродных кластеров фуллероидного типа композиция может содержать смесь полидисперсных углеродных нанотрубок и фуллерена С60. Недостатком этой композиции является небольшое увеличение (в 1.3 раза) прочности на сжатие бетона.The closest analogue is the method (Patent of the Russian Federation, No. 2233254, CL04B 28/02, 2004), in which carbon clusters of the fulleroid type with the number of carbon atoms 36 or more are used with the following ratio of components in the composition (wt.%): Mineral binder (cement) 33-77; carbon clusters of the fulleroid type 0.0001-2; water is the rest. As carbon clusters of the fulleroid type, the composition may contain polydispersed carbon nanotubes. As carbon fulleroid type clusters, it can contain polyhedral multilayer carbon nanostructures with an interlayer distance of 0.34-0.36 nm and a particle size of 60-200 nm. As carbon clusters of the fulleroid type, the composition may contain a mixture of polydispersed carbon nanotubes and C60 fullerene. The disadvantage of this composition is a slight increase (1.3 times) in the compressive strength of concrete.

Задача - получение высокопрочной композиции строительных материалов.The task is to obtain a high-strength composition of building materials.

Технический результат заключается в повышении прочности строительного материала на сжатие.The technical result consists in increasing the compressive strength of the building material.

Технический результат достигается тем, что композиция для получения строительного материала, содержащая цемент, песок, воду и углеродный наноматериал, содержащий углеродные нанотрубки, согласно изобретению в качестве указанного углеродного наноматериала содержит сажу, полученную электродуговым методом и содержащую 7% углеродных нанотрубок, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved in that the composition for producing a building material containing cement, sand, water and a carbon nanomaterial containing carbon nanotubes according to the invention contains carbon black obtained by the electric arc method and containing 7% carbon nanotubes as the specified carbon nanomaterial, in the following ratio of components , wt.%:

ЦементCement 20-3020-30 ПесокSand 50-7050-70 Указанный углеродный наноматериалSpecified carbon nanomaterial 1-21-2 ВодаWater остальноеrest

Сажу, содержащую 7% углеродных нанотрубок, получали из графита марки МПГ-4 на установке в массовых количествах (порядок 1 кг/час) при следующих основных параметрах: сила тока 1150 А, напряжение 42 В, диаметр анода 30 мм электродуговым методом, изложенным в статье Грушко Ю.С., Егоров В.М., Зимкин И.Н., Орлова Т.С., Смирнов Б.И. Некоторые физико-механические свойства катодных депозитов, образующихся при получении фуллеренов дуговым способом (журнал «Физика твердого тела». - 1995. - T.37. - N6. - c.1838-1842).Soot containing 7% carbon nanotubes was obtained from MPG-4 grade graphite at the facility in bulk quantities (about 1 kg / h) with the following main parameters: current strength 1150 A, voltage 42 V, anode diameter 30 mm by the electric arc method described in article Grushko Yu.S., Egorov V.M., Zimkin I.N., Orlova T.S., Smirnov B.I. Some physicomechanical properties of cathode deposits formed upon receipt of fullerenes by the arc method (Journal of Solid State Physics. - 1995. - T.37. - N6. - c. 1838-1842).

На фиг.1 показана зависимость прочности на сжатие Р композиций для получения строительного материала от времени затвердевания t.Figure 1 shows the dependence of the compressive strength P of the compositions for obtaining a building material on the solidification time t.

На фиг.2 - морфология немодифицированной (а) и модифицированной (б) углеродным наноматериалом (1% по массе) композиции для получения строительного материала.Figure 2 - morphology of unmodified (a) and modified (b) carbon nanomaterial (1% by weight) of the composition to obtain a building material.

ПримерExample

Песок в количестве 60 мас.% увлажняют небольшим количеством воды. В него добавляют углеродный наноматериал - сажу, содержащую 7% нанотрубок. Получившийся состав перемешивали до получения однородной массы, так как необходимо добиться равномерного распределения нанотрубок в песке. Далее добавляют портландцемент марки ПЦ 400 Д0 в количестве 25 мас.% и воду в количестве 14,62, 14,5, 14, 13 и 15 мас.%. Композиции готовились при содержании углеродного наноматериала в количестве: 0,38%, 0,5%, 1%, 2% и в отсутствие углеродного наноматериала (контрольный образец) соответственно.Sand in an amount of 60 wt.% Moisten with a small amount of water. Carbon nanomaterial - carbon black containing 7% nanotubes - is added to it. The resulting composition was mixed until a homogeneous mass was obtained, since it was necessary to achieve a uniform distribution of nanotubes in the sand. Then add Portland cement grade PC 400 D0 in an amount of 25 wt.% And water in an amount of 14.62, 14.5, 14, 13 and 15 wt.%. The compositions were prepared with the content of carbon nanomaterial in the amount of: 0.38%, 0.5%, 1%, 2% and in the absence of carbon nanomaterial (control sample), respectively.

Испытания на прочность при сжатии проводили по стандартной методике. Для испытания на прочность образцы-кубы размером 2×2×2 см помещали между плитами пресса таким образом, чтобы его грани, горизонтальные при изготовлении, находились в вертикальном положении, а поверхность с маркировкой была обращена к испытателю. Прочность на сжатие измерялась через 1, 3 и 28 суток. Прочность на сжатие модифицированной углеродным наноматериалом композиции строительного материала превышает прочность немодифицированной композиции для получения строительного материала более чем в 2 раза при его процентном содержании 1-2% (фиг.1). При процентном соотношении углеродного наноматериала менее 1% или более 2% по массе прочность на сжатие композиции для получения строительного материала падает. Нанотрубки являются гидрофильным материалом и интенсивно вбирают в себя воду, поэтому наномодифицированная углеродным наноматериалом композиция для получения строительного материала имеет менее пористую и более плотную структуру. Углеродный наноматериал является экологически чистым материалом.Tests for compressive strength were carried out according to standard methods. For the strength test, 2 x 2 x 2 cm cubes were placed between the press plates so that their faces, horizontal during manufacture, were in a vertical position and the surface with the marking was facing the tester. The compressive strength was measured after 1, 3, and 28 days. The compressive strength of the modified carbon nanomaterial composition of the building material exceeds the strength of the unmodified composition to obtain the building material more than 2 times at a percentage of 1-2% (figure 1). When the percentage of carbon nanomaterial is less than 1% or more than 2% by weight, the compressive strength of the composition to obtain a building material decreases. Nanotubes are a hydrophilic material and intensively absorb water, therefore, a nanomodified carbon nanomaterial composition for producing a building material has a less porous and denser structure. Carbon nanomaterial is an environmentally friendly material.

Claims (1)

Композиция для получения строительных материалов, содержащая цемент, песок, воду и углеродный наноматериал, содержащий углеродные нанотрубки, отличающаяся тем, что в качестве указанного углеродного наноматериала содержит сажу, полученную электродуговым методом и содержащую 7% углеродных нанотрубок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цемент 20-30 песок 50-70 указанный углеродный наноматериал 1-2 вода остальное
Composition for producing building materials containing cement, sand, water and carbon nanomaterial containing carbon nanotubes, characterized in that as the specified carbon nanomaterial contains carbon black obtained by the electric arc method and containing 7% carbon nanotubes in the following ratio, wt.%:
cement 20-30 sand 50-70 specified carbon nanomaterial 1-2 water rest
RU2007102730/03A 2007-01-24 2007-01-24 Composition for making construction material RU2345968C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007102730/03A RU2345968C2 (en) 2007-01-24 2007-01-24 Composition for making construction material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007102730/03A RU2345968C2 (en) 2007-01-24 2007-01-24 Composition for making construction material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007102730A RU2007102730A (en) 2008-07-27
RU2345968C2 true RU2345968C2 (en) 2009-02-10

Family

ID=39810715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007102730/03A RU2345968C2 (en) 2007-01-24 2007-01-24 Composition for making construction material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2345968C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011010947A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Ponomarev Andrey Nikolaevich Nanocomposite material containing mineral binders
RU2447036C1 (en) * 2010-10-28 2012-04-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Composition for producing construction materials
ITTO20130102A1 (en) * 2013-02-07 2013-05-09 Torino Politecnico COMPOSITE CONSTRUCTION MATERIAL.
RU2545585C1 (en) * 2013-10-22 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Инженерно-маркетинговый центр Концерна "Вега" ОАО "ИМЦ Концерна "Вега" Radiation-proof structural concrete and method for production thereof
RU2561435C1 (en) * 2014-11-05 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" Composition of mixture for asphalt concrete
RU2591996C1 (en) * 2015-04-27 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Mixture for making foam concrete
RU2788492C2 (en) * 2021-06-30 2023-01-20 Григорий Иванович Яковлев Composition with reduced impedance and method for its preparation

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011010947A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Ponomarev Andrey Nikolaevich Nanocomposite material containing mineral binders
US9090752B2 (en) 2009-07-21 2015-07-28 Andrey Ponomarev Multi-layered carbon nanoparticles of the fulleroid type
RU2447036C1 (en) * 2010-10-28 2012-04-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Composition for producing construction materials
EA019884B1 (en) * 2010-10-28 2014-07-30 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) Composition for producing construction materials
ITTO20130102A1 (en) * 2013-02-07 2013-05-09 Torino Politecnico COMPOSITE CONSTRUCTION MATERIAL.
RU2545585C1 (en) * 2013-10-22 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Инженерно-маркетинговый центр Концерна "Вега" ОАО "ИМЦ Концерна "Вега" Radiation-proof structural concrete and method for production thereof
RU2561435C1 (en) * 2014-11-05 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" Composition of mixture for asphalt concrete
RU2591996C1 (en) * 2015-04-27 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Mixture for making foam concrete
RU2788492C2 (en) * 2021-06-30 2023-01-20 Григорий Иванович Яковлев Composition with reduced impedance and method for its preparation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007102730A (en) 2008-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Indukuri et al. Effect of graphene oxide on microstructure and strengthened properties of fly ash and silica fume based cement composites
Krystek et al. High‐performance graphene‐based cementitious composites
Bai et al. Enhancement of mechanical and electrical properties of graphene/cement composite due to improved dispersion of graphene by addition of silica fume
RU2345968C2 (en) Composition for making construction material
Dong et al. Effects of silica fume on physicochemical properties and piezoresistivity of intelligent carbon black-cementitious composites
Garg et al. Modifications in water resistance and engineering properties of β-calcium sulphate hemihydrate plaster-superplasticizer blends
Jindal et al. Behavioural study of pavement quality concrete containing construction, industrial and agricultural wastes
Sobolev et al. The influence of mechanical activation by vibro-milling on the early-age hydration and strength development of cement
Figueiredo et al. Surfactants for dispersion of carbon nanotubes applied in soil stabilization
WO2013096990A1 (en) Graphene oxide reinforced cement and concrete
Shaikh et al. Effect of micro-silica on mechanical and durability properties of high volume fly ash recycled aggregate concretes (HVFA-RAC)
RU2355656C2 (en) Concrete mixture
RU2447036C1 (en) Composition for producing construction materials
Largeau et al. Effect of Iron Powder (Fe 2 O 3) on Strength, Workability, and Porosity of the Binary Blended Concrete
Alla et al. RETRACTED: Investigation on fluidity, microstructure, mechanical and durability properties of snail shell based graphene oxide cement composite material
Hu et al. Chloride transport and thermoactivated modification of sustainable cement-based materials with high-content waste concrete powder
Rovnaník et al. Effect of water saturation on the electrical properties of cement and alkali-activated slag composites with graphite conductive admixture
Win et al. Innovative GQDs and supra-GQDs assemblies for developing high strength and conductive cement composites
Kaur et al. Durability of cementitious mortar: Incorporation of highly dispersed superplasticizer modified graphene oxide in fly ash blended mortar
Sanjith et al. A study on mechanical properties of latex modified high strength concrete using bottom ash as a replacement for fine aggregate
Petrunin et al. Cement composites reinforced with functionalized carbon nanotubes
Ashwini et al. Effect of multiwall carbon nano tube incorporation on mechanical properties of concrete with partial replacement of cement with fly ash
Suganya et al. Study on the effect of nano silica on mechanical properties of concrete
WO2022189027A1 (en) Electrically conductive building material, in particular concrete, comprising an electrically conductive graphite-based additive
Jaishankar et al. BEHAVIOUR OF NANO SILICA ON STRENGTH CHARACTERISTICS OF HIGH PERFORMANCES CONCRETE.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110125