SU1150242A1

SU1150242A1 - Concrete mix

Info

Publication number: SU1150242A1
Application number: SU833651201A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иосифович Москаленко; Александр Иванович Тепляшин; Владимир Владимирович Островский
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1983-10-11
Filing date: 1983-10-11
Publication date: 1985-04-15

Abstract

БЕТОННАЯ СМЕСЬ включающа цемент, заполнитель, асбест, кремнийорганический ко понент и воду, отличающа с тем, что, с целью повьвпени термостойкости, а также остаточной прочности, водонепроницаемости и морозостойкости бетона после нагрева его до 1000 С, она содержит в качестве кремнийорганического компонента 50%-ный толуольный раствор полвдиметнлфенилсилоксанового полимера со структурной формулой fr(CH,), ,/,}, где h 40-50, и дополнительно жидкое стекло при следующем соотношении компонентов мас.%: 20-50 Цемент 30-65 Заполнитель Асбест 0,2-4,0 50% Толуольный раствор полидиме тилфен ип (Л силоксанового 0,02-0,65 I полимера 0,02-0,6 Жидкое стекло Вода ОстальноеCONCRETE MIXTURE including cement, aggregate, asbestos, silicone component and water, characterized in that, in order to improve heat resistance, as well as residual strength, waterproofness and frost resistance of concrete after heating it to 1000 ° C, it contains 50% as a silicon component a toluene solution of a polydimethylphenylsiloxane polymer with the structural formula fr (CH,),, /,}, where h is 40-50, and additionally liquid glass in the following ratio of components wt.%: 20-50 Cement 30-65 Asbestos filler 0.2 -4.0 50% tolu polydimethylphenol sol solution (L of siloxane 0.02-0.65 I polymer 0.02-0.6 Liquid glass Water Else

Description

1 Изобретение относитс к строительным материалам, в частности к составам бетонных смесей, использу мым при изготовлении и а родромных покрытий, а также издели и констрзгкций, подверженных высоко температурному нагреву. Известна бетонна смесь pj , в чающа , мае,%: 10,1-40,0 Портландцемент 40-84,1 Заполнитель Полиорганоалкок0 ,5-2,0 сисилоксан Остальное, Наиболее близкой к изобретению |технической с5Ш1ности и достигаемом результату вл етс бетонна смес 2, включающа мас,%: 20-50 Цемент 30-65 Заполнитель 0,2-4 Асбест Тетраэтокси0 ,01 - 0,2 силан Остальное Недостатком известных бетонных смесей вл етс низка термостойкость получаемого бетона, а также недостаточна остаточна прочность водонепроницаемость и морозостойкость бетона после нагрева его до . Цель изобретени - повышение те мостойкости, а также остаточной пр ности, водонепроницаемости и мороз стойкости бетона после нагрева его до 1000°С. Цель достигаетс тем, что бетон смесь, включающа цемент, заполнитель , асбест, кремнийорганический компонент и воду, содержит в качес ее кремнийорганического компонента 50%-ный толуольный раствор полидиметнлфенилсилоксанового полимера с ст утстурной формулой ((СНз),31о ,,-, где 40-50, и дополнительно жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент Заполнитель 2 Асбест0,2-4,0 50%-ньш толуоль- , ный раствор полидиметилфенипсилоксанового полимера 0,02-0,65 Жидкое стекло 0,02-0,6 ВодаОстальное Бетонную смесь готов т следующим образом. В 50%-ный толуольный раствор полидиметилфенилсилоксанового полимера при перемешивании добавл ют жидкое стекло по ГОСТ 130778-81 и затем в однородную смесь также при перемешивании добавл ют малыми порци ми сначала воду затворени , затем распзщенный асбест, цемент и после этого - заполнитель. При смешивании 50%-ного толуольного раствора полидиметилфенилсилоксанового полимера с жидким стеклом, например.калиевым, происходит разрыв основной цепи полимера под воздействием щелочного металла, имеющегос в жидком стекле по следующей схеме: -s;-0-Si-0-4;-0-5i-+ k OHIII I - --5i-0-5;OK ЦО-5i-O-S II 11 в результате происходит понижение молекул рной массы полимера вплоть до образовани мономеровследующих типов: Ho-5;-Q-s;-oKi но-б;-о-4;-он I и п циклов полимера типа D, где D (СНз),,810, например Dj 0 I СН,-5. , 1J w-nj Указанные мономеры легко диспергируютс в воде, в смесител х обычного типа,В том числе низкооборотных, что облегчает введение кремнийорганической добавки в бетонную смесь и равно-, мерное ее распределение в объеме бетонной смеси. После введени в бетонную смесь 50%-ного толуольного раствора полижидкого стекла, происходит также пос- щих тепенное твердение как цементного камн , так и полидиметилфенилсилокс нового полимера и жидкого стекла в результате реакции конденсации по гидроксильным группам по схеме: -S;-OHi-HO-6; -Si- OS;-b HjO, I 1 a также в результате раскрыти крем нийорганических циклов под действие гидроксильной группы щелочного мета ла в жидком стекле, например КОН, по схеме: сн о / / .5 54. сн/) сн,ьн ,-о- V СН, . t(CMs), Посто нно присутствующий в систе ме анион-Si-O вл етс центром, ин циирующим полимеризацию, После отверждени кремнийор; анический полимер имеет температуру стекловани пор дка 60 С. При нагр.е ве вьше полимер переходит в вы сокоэластичное состо ние, благодар чему при повышенной температуре потемпературных деформаций цемент ного камн . Кроме того, полимер залечивает возникающие трещины в цементном камне и приостанавливает их рост. Конкретные примеры приведены в табл. 1. Физико-механические показатели бетонных образцов размером 4x4x16, приготовленных из известной и предлагаемой бетонных смесей, приведены в табл. 2, В результате испытаний установлено , что при высокотемпературном нагреве остаточна прочность на сжатие выше чем на 15%, остаточна прочность на раст жение при изгибе более чем на 20%,,При этом количество циклов нагрев - охлаждение до разрушени увеличиваетс в 1,5-6 раз, водонепроницаемость в 2-3 раза, а морозоустойкость в 1,1-3,0 раза. Предложенна бетонна смесь может быть рекомендована к широкому использованию во всех област х строительства . Особенно эффективно применение изобретени в дорожис н, аэродромном и гидротехническсж строительстве , при устройстве защитных конструкций сило галс агрегатов и тепловых электростанций и других конструкций, подвергаемых в процес;се эксплуата1щи высокотенпературному нагреву. .S«Sb.JL1 The invention relates to building materials, in particular, concrete mixes used in the manufacture of and a kind of coatings, as well as products and structures subject to high temperature heating. Concrete mixture pj is known, in particular, May,%: 10.1-40.0 Portland cement 40-84.1 Aggregate Polyorganoalkoc0, 5-2.0 sysiloxane Else The concrete mixture closest to the invention | 2, including wt,%: 20-50 Cement 30-65 Aggregate 0.2-4 Asbestos Tetraethoxy, 01 - 0.2 silane Else A disadvantage of known concrete mixes is the low temperature resistance of the resulting concrete, as well as insufficient residual strength, water resistance and frost resistance of concrete after heating it up. The purpose of the invention is to increase the capacity, as well as the residual strength, water resistance and frost resistance of concrete after heating it to 1000 ° C. The goal is achieved by the fact that a concrete mix, including cement, aggregate, asbestos, silicone component and water, contains as its silicone component a 50% toluene solution of a polydimethylphenylsiloxane polymer with a formula ((СНз), 31о, -, where 40 -50, and additionally liquid glass in the following ratio of components, wt.%: Cement Filler 2 Asbestos 0.2-4.0 50% -tws a toluene solution of polydimethylphenipsiloxane polymer 0.02-0.65 Liquid glass 0.02- 0.6 Water The remaining Concrete Mix is prepared as follows: At 50% - With stirring, a toluene solution of a polydimethylphenylsiloxane polymer is added with a liquid glass according to GOST 130778-81 and then, with mixing, the mixing water is added in small portions first, then mixed asbestos, cement, and then aggregate. a toluene solution of a polydimethylphenylsiloxane polymer with liquid glass, for example, potassium, the main chain of the polymer breaks under the influence of an alkali metal present in liquid glass according to the following scheme: -s; -0-Si-0-4; -0- 5- + k OHIII I - - 5i-0-5; OK CO-5i-OS II 11, as a result, the molecular weight of the polymer decreases to form monomers of the following types: Ho-5; -Qs; -oKi no-b; -o-4; -one I and n cycles of polymer of type D, where D (CH3) ,, 810, for example Dj 0 I CH, -5. , 1J w-nj These monomers are easily dispersed in water, in mixers of the usual type, including low-speed ones, which facilitates the introduction of the organosilicon additive into the concrete mix and its uniform, dimensional distribution in the volume of the concrete mix. After a 50% toluene solution of poly-liquid glass is introduced into the concrete mixture, both the cement stone and polydimethylphenylsiloxane of the new polymer and liquid glass are warmly cured as a result of the hydroxyl group condensation reaction according to the scheme: -S; -OHi-HO -6; -Si-OS; -b HjO, I 1 a also as a result of the disclosure of organosilicon cycles under the action of the hydroxyl group of alkali metal in water glass, for example KOH, according to the following scheme: cf./5. 54. cn /) cn, , -o V CH,. t (CMs), the anion-Si-O permanently present in the system, is the center initiating the polymerization. After curing, silicon; The animate polymer has a glass transition temperature of about 60 ° C. When it is heated, the polymer passes into a highly elastic state, due to which, at elevated temperatures, the temperature of the deformation of the cement stone is high. In addition, the polymer heals the resulting cracks in the cement stone and stops their growth. Specific examples are given in table. 1. Physico-mechanical properties of concrete samples of 4x4x16 size, prepared from known and proposed concrete mixes, are given in table. 2, As a result of the tests, it was established that with high-temperature heating the residual compressive strength is higher than 15%, the residual tensile strength under bending is more than 20%. At the same time, the number of heating-cooling cycles to fracture increases to 1.5- 6 times, waterproof 2-3 times, and cold resistance 1.1-3.0 times. The proposed concrete mix can be recommended for widespread use in all areas of construction. Especially effective is the application of the invention in road construction, airfield and hydraulic engineering construction, when constructing protective structures for power units and thermal power plants and other structures subjected to high-temperature heating during operation. .S "Sb.JL

50%-ный толуольный раствор полйдиметилфенилсилоксано0 ,1 0,65 вого полимера 0,02 0,1 Жидкое стекло Тетраэтоксисилан 6,88 12,25 50% toluene solution of polydimethylphenylsiloxane 0, 1 0.65 polymer 0.02 0.1 Liquid glass Tetraethoxysilane 6.88 12.25

0,15 10,15 0,2 0,4 0,02 0,2 0,6 0,2 9,9 15,0 9,580.15 10.15 0.2 0.4 0.02 0.02 0.2 0.6 0.2 9.9 15.0 9.58

Прочность при сжатии , МПаCompressive strength, MPa

Прочность на раст жение при изгибе, МПаFlexural strength, MPa

Остаточна прочность при сжатии, % от начальной после одного цикла нагрева до температуры , СResidual compressive strength,% of initial after one cycle of heating to temperature, С

400400

600600

800800

10001000

Остатэчна прочность на раст жение при изгибе, % от начальной после одного цик нагрева до темпераКоличество циклов нагрев - охлаждение до разрушени при температуре наг е грева, СResidual tensile strength during bending,% of the initial one after one cycle of heating to temperature The number of cycles of heating - cooling until destruction at the temperature of heating, C

400 600 800400 600 800

10001000

Водонепроницаемость до нагреваWater resistant to heat

Т. -Ji и ц а ,3 69,0 56,3 61,2 63,8T. -Ji and c a, 3 69.0 56.3 61.2 63.8

9,3 12,79.3 12.7

9,2 8,6 12,39.2 8.6 12.3

B-tOB-tO

B-t© .В-12 В-10 В-10B-t © .В-12 В-10 В-10

11502421150242

после нагрева до 400 Сafter heating to 400 C

В-10 В-8 В-10 В-8 В-6V-10 V-8 V-10 V-8 V-6

после нагреЬа до after heating up

В-4 В-4 В-4B-4 B-4 B-4

Морозостойкость, стандартных цикловFrost, standard cycles

800 700 900 650 600800 700 900 650 600

до нагреваbefore heating

после нагрева до 400Сafter heating to 400C

380 340 420380 340 420

после нагрева до after heating to

115 180 150115 180 150

8 Продолжение табл. 28 Continued table. 2

В-2AT 2

В-4 В-2B-4 B-2

В-ОIN

500500

150150

350 300350 300

6060

115 100115,100

Claims

CONCRETE MIX, including cement, aggregate, asbestos, organosilicon component and water, characterized in that, in order to increase the heat resistance, as well as residual strength, water resistance and frost resistance of concrete after heating it to 1000 C, it contains 50% as an organosilicon component ny polydimethylphenylsiloxane toluene solution of the polymer with the structural formula (T (CH _e) B1O _2] ₀₈ [c ₆ H ₅ _3/2 sic]] _n where h «40-50, and further water glass in the following ratio, wt.% :

Cement 20-50

Aggregate

Asbestos

50% Toluene solution of polydimethylphenylsiloxane polymer

Liquid glass

Water

30-65

0.2-4.0

0.02-0.65

0.02-0.6

Rest