БЕТОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1996 года по МПК B28B19/00 C04B28/04 

Изобретение относится к строительству, в частности, к составам бетонных композиций, используемым преимущественно к торкретбетонных работах для получения водонепроницаемых защитных покрытий безопалубочным торкретированием на внутренние и наружные поверхности бетонных, железобетонных, каменных, кирпичных и металлических конструкций при нарушении их водонепроницаемости, а также в производстве ответственных по требованиям прочности и герметичности тонкостенных цилиндрических, плоских, сферических и других конструкций различной конфигурации и назначения и для изготовления серийных однотипных изделий.

Известна композиция для получения многослойного защитного покрытия наружных и внутренних поверхностей методом послойного напыления под давлением, содержащая цемент, наполнитель, заполнитель и известковое молоко, при этом в первом слое в качестве наполнителя используют молотый пегматит и молотый шлак, во втором и последующих слоях молотый пегматит, молотый шлак и речной песок в качестве заполнителя, с переменным соотношением цемента и указанных компонентов в слоях [1]
Недостатком этой композиции является невысокие значения ее марок по прочности, трещинообразование вследствие деформаций из-за усадочных явлений при твердении слоев покрытия, недолговечность и нестойкость к воздействиям агрессивной влаги и вибраций при эксплуатации.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является бетонная композиция, включающая цемент, наполнитель, заполнитель, суперпластификатор и воду, содержащая в качестве вяжущего портландцемент марки "400", в качестве наполнителя микрокремнезем с удельной поверхностью (20-40)•10³см²/г, в качестве заполнителя кварцевый песок трех интервалов крупности: 2,2-2,5 мм, 1,0-1,15 мм и 0,05-0,5 мм, а в качестве суперпластификатора смесь продукта поликонденсации полиамина, формальдегида и сульфанилата натрия МФ-АР с нитритом натрия или нитритом кальция в соотношении 1:(1,5-2,5) соответственно [2]
Недостатком этой композиции является дефицитность и высокая стоимость суперпластификатора МФ-АР в смеси с нитритом натрия или кальция, деструктивные явления в твердеющем бетоне вследствие деформаций усадки, особенно для высокоподвижных и литых смесей, снижение морозостойкости и долговечности вследствие ухудшения поровой структуры бетона, что недопустимо при создании надежных водогазонепроницаемых защитных покрытий методом торкретирования. Кроме того, вследствие токсичности смеси МФ-АР с нитритом натрия или нитритом кальция требуется принятие специальных мер предосторожности по защите кожи, органов дыхания и зрения при ее приготовлении и применении.

Целью изобретения является повышение эффективности герметизации путем создания высокопрочных и долговечных защитных бетонных покрытий конструкций на основе использования предлагаемой композиции методом мокрого торкретирования, расширение области применения и возможностей композиции, сокращение затрат и времени при ее приготовлении и использовании.

Это достигается тем, что композиция, включающая цемент, наполнитель, заполнитель, суперпластификатор и воду, содержит в качестве вяжущего алюминатный портландцемент марки "500" с долей трехкальциевого алюмината С₃А 12-14% от массы цемента, в качестве наполнителя микрокремнезем с содержанием аморфного Si0₂ (96-98)% с удельной поверхностью (20-40)•10³см²/г, в качестве заполнителя кварцевый песок фракций менее 0,140 мм и 0,140-0,630 мм, а также суперпластификатор С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом и дополнительно жидкое натриевое стекло, при следующем соотношении указанных компонентов, мас. цемент "500" 28,0- -32,0; кварцевый песок фракции менее 0,140 мм 30,5-31,5; кварцевый песок фракции (0,140-0,630) мм 27,0-30,5; микрокремнезем 1,5-2,0; суперпластификатор С-3 0,5-1,5; жидкое стекло 1,5-2,5; вода остальное.

Цемент по ГОСТ 10178-85, заполнитель по ГОСТ 8736-85, суперпластификатор по ТУ, -14-625-80 и "Рекомендациям по применению добавок с суперпластификатором в производстве сборного и монолитного железобетона", М, НИИЖБ и ЦНИИОМТП Госстроя СССР, 1097.

С-3 раствор 20%-ной концентрации с плотностью 1,09 г/см³, с содержанием сухого вещества 0,195 кг/л раствора (0,180 кг на 1 кг раствора).

Жидкое стекло Nа₂O•n•SiО₂ раствор 50% концентрации, плотностью 1,44 г/см².

Содержание в композиции тонкодисперсных частиц наполнителя и алюминатного цемента с тонкостью помола (2800- 3100) см²/г в сумме не превышает 30-33% от общей массы композиции, что является оптимальным при указанных заполнителях как для получения высокопрочных защитных покрытий со значениями водонепроницаемости не ниже W= 20, так и в производстве строительных изделий различного назначения.

Композиция содержит ПАВ гидрофильного типа, которое обеспечивает равномерное распределение тонкодисперсных частиц наполнителя и мелких фракций заполнителя в цементной матрице, улучшая реологические и деформативные характеристики смеси. В то же время, вследствие образования на поверхности частиц цемента адсорбционной пленки происходит замедление процессов схватывания и твердения, т.е. снижение скорости набора прочности цементного камня в начальный период гидратации, что является отрицательным фактором в использовании композиции для торкретных работ.

Для устранения этих недостатков композиция содержит алюминатный портландцемент марки "500" с долей трехкальциевого алюмината 12-14% от массы цемента, в котором частицы С₃А обладают наибольшей по сравнению с другими компонентами цементного клинкера поверхностной активностью к воде и максимальной глубиной гидратации зерен в начальный период. Это обеспечивает ускоренное образование и рост кристаллов гидросульфоалюмината кальция и других кристаллов камня с вовлечением в реакцию гидратации остальных компонентов композиции.

С другой стороны, содержащееся в композиции жидкое стекло усиливает скорость ее реакции с растворимыми солями кальция с интенсивным выделением геля кремниевой кислоты, что обеспечивает устранение эффекта замедления набора прочности. В то же время образуемая при этом коллоидная фаза композиции улучшает ее когезионные свойства и способствует проникновению цементно-песчаного раствора в неплотности, трещины и пустоты при нанесении на поверхность конструкции, а продукты реакции расширяют каркас цементного камня, уплотняя твердеющий бетон в пределах, достаточных для нейтрализации усадочных процессов и улучшения поровой структуры защитного покрытия.

Примеры выполнены изобретения представлены в табл. 1 и 2. Композиция в примерах 1 и 4 содержит 14% С₃А от массы цемента, в примере 2 12% в остальных примерах 13% Во всех примерах выполнения изобретения марка композиции по водонепроницаемости (табл.2) не ниже W 20 (в прототипе W 16).

Изобретение относится к составам бетонных композиций, используемых преимущественно в торкретбетонных работах для получения высокопрочных водонепроницаемых защитных покрытий безопалубочным торкретированием на наружные и внутренние поверхности бетонных, железобетонных, каменных, кирпичных и металлических конструкций, а также для производства долговечных тонкостенных водонепроницаемых конструкций различного назначения и профиля. Сущность: композиция, содержит алюминатный портландцемент марки "500" с долей в нем трехкальциевого алюмината 12-14%, кварцевый песок фракций менее 0,140 мм и (0,140-0,630) мм, микрокремнезем с удельной поверхностью (20-40)•10³см²/г, суперпластификатор С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом и дополнительно жидкое натриевое стекло, при следующем содержании указанных компонентов, мас.%: портландцемент алюминатный "500" 28,0-32,0; микрокремнезем, S_уд=(20-40)•10³см²/г 1,5-2,0; кварцевый песок фракции менее 0,140 мм 30,5-31,5; кварцевый песок фракции 0,140-0,630 мм 27,0-30,5; суперпластификатор С-3 0,5-1,5; жидкое стекло 1,5-2,5; вода остальное. 2 табл.

Бетонная композиция преимущественно для торкретбетонных работ, включающая микрокремнезем с удельной поверхностью (20 40)х10³см²/г, кварцевый песок, суперпластификатор, цемент и воду, отличающаяся тем, что она содержит кварцевый песок фракций менее 0,140 и 0,140 0,630 мм, суперпластификатор С 3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, а в качестве цемента портландцемент алюминатный марки "500" и дополнительно жидкое натриевое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.

Портландцемент алюминатный марки "500" 28,0 32,0
Микрокремнезем с удельной поверхностью (20 40)х10³см²/г 1,5 2,0
Кварцевый песок фракции менее 0,140 мм 30,5 31,5
Кварцевый песок фракции 0,140 0,630 мм 27,0 30,5
Суперпластификатор С-3 0,5 1,5
Жидкое натриевое стекло 1,5 2,5
Вода Остальное