СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2001 года по МПК C04B28/02 

Изобретение относится к строительству, а именно к способам приготовления бетонных смесей для получения крупнопористых мелкозернистых бетонов низких марок с коэффициентом уплотнения 0,88-0,96.

Известен способ приготовления бетонной смеси путем перемешивания цемента, заполнителя пластифицирующих и воздухововлекающих добавок и воды /1/.

Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления бетонной мелкозернистой смеси, включающий перемешивание компонентов смеси с воздухововлекающей добавкой в вакууме с последующим уплотнением /2/.

Недостатком известных способов является то, что введение в смесь воздухововлекающей добавки приводит к снижению прочности бетона. Для сохранения прочностных характеристик используют, например, дорогостоящую операцию вакуумирования для удаления крупных пузырьков воздуха при перемешивании.

Техническая задача заключается в обеспечении возможности использования для производства несущих конструкций крупнопористых мелкозернистых бетонов низких марок с коэффициентом уплотнения 0,88-0,96 за счет повышения однородности бетона.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе приготовления бетонной смеси для получения крупнопористого мелкозернистого бетона с коэффициентом уплотнения 0,88-0,96, включающем перемешивание компонентов смеси с введением воздухововлекающей добавки и последующее уплотнение, согласно изобретению, воздухововлекающую добавку вводят в смесь в количестве, обеспечивающем объем вовлеченного воздуха, равный объему межзернового пространства заполнителя, не заполненного цементным тестом уплотненной бетонной смеси, при этом строят зависимость коэффициента уплотнения бетонной смеси от количества добавки в% от цемента, и определяют ее количество по точке, соответствующей началу уменьшения коэффициента уплотнения.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что воздухововлекающую добавку (ВВД) вводят в количестве, обеспечивающем объем вовлеченного воздуха, равный объему межзернового пространства заполнителя, не заполненного цементным тестом уплотненной бетонной смеси, при этом строят зависимость коэффициента уплотнения бетонной смеси от количества добавки в % от цемента и определяют ее количество по точке, соответствующей началу уменьшения коэффициента уплотнения.

При приготовлении бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона марок М50-М300, цементного теста, как правило, для заполнения с избытком межзернового пространства заполнителя не хватает, в результате образуются воздушные поры. Использование таких бетонов для несущих конструкций недопустимо по СНИПу 2.01.03-84 из-за большого разброса показателей прочности в связи с неоднородностью структуры бетона. Расположение пор в крупнопористых бетонах нерегулируемо, что означает возможность их концентрации в опасном сечении, например в зоне главных растягивающих напряжений. Коэффициент вариации при испытании образцов из крупнопористых мелкозернистых бетонов превышает коэффициент вариации испытаний образцов мелкозернистого бетона слитной структуры. Для получения заданной средней прочности крупнопористых мелкозернистых бетонов используют такие приемы как повышение расхода цемента, применение тонкомолотого вяжущего, введение тонкодисперсных добавок и др., что удорожает процесс приготовления смеси /3/.

Введение ВВД в бетонную смесь в количестве, обеспечивающем вовлечение воздуха объемом, равным межзерновому пространству заполнителя уплотненной бетонной смеси, не приводит к дополнительному воздухововлечению, а лишь способствует равномерному перераспределению воздуха, находящегося в межзерновом пространстве заполнителя, не заполненным цементным тестом, с образованием замкнутых мелких пор.

На чертеже представлен график зависимости коэффициента уплотнения бетонной смеси (K_упл) от содержания ВВД в % к цементу. Оптимальным количеством введения ВВД является точка перегиба кривой, соответствующая уменьшению коэффициента уплотнения, что указывает на вовлечение воздуха в объеме, равном объему межзернового пространства заполнителя, не заполненного цементным тестом.

Коэффициент уплотнения определяют по формуле:
K_упл γ_офакт./γ_отеор.,
где γ_офакт. и γ_отеор. - соответственно фактическая и теоретическая объемная масса уплотненной бетонной смеси.

Способ осуществляют следующим образом.

В зависимости от проектируемой марки бетона, удобоукладываемости смеси, технологии уплотнения и крупности используемого песка подбирают состав мелкозернистой бетонной смеси.

Определяют ориентировочно расход воды, коэффициент избытка цементного теста и пустотность песка. Далее определяют расчетным путем расход цементного теста при K_упл = 0,88 и расход цемента. После чего проводят пробные затворения (замесы) и корректируют расход цементного теста для данного K_упл. Затем проводят ряд пробных замесов с разным количеством воды и устанавливают расход воды на конкретном формующем агрегате, например виброплощадке. Далее проводят ряд следующих замесов с установленным расходом воды и разным количеством цемента с определением K_упл, который не превышает 0,96. По результатам испытаний образцов строят график зависимости прочности бетона от расхода цемента и определяют значение требуемой прочности R и на 15 и 30% меньше требуемой. Для указанных трех составов строят график зависимости K_упл> от количества ВВД, приведенный на чертеже. Выбирают состав соответствующий точке перегиба кривой при уменьшении K_упл и готовят бетонную смесь путем перемешивания компонентов и уплотнения.

Влияние содержания ВВД в бетонной смеси на распределение воздушных пор в мелкозернистом бетоне М 100 отражено в таблице 1.

Примеры осуществления способа и данные физико-механических испытаний образцов приведены в таблице 2.

Испытания проводили по ГОСТ 12730. В качестве добавок использовали СДО, ЦНИПС-1, ПАЩ-1, ОП-7. Из приготовленной смеси формовали образцы с уплотнением на виброплощадке - вибрированием, вибропрессованием или по литьевой технологии.

Как видно из таблиц 1,2, введение ВВД до определенного предела увеличивает прочность крупнопористого мелкозернистого бетона от 30 до 100%, что зависит от марки бетона, удобоукладываемости смеси гранулометрического состава песка, его загрязненности. Причем относительный эффект увеличивается при использовании мелких загрязненных песков.

Предлагаемый способ приготовления мелкозернистой бетонной смеси позволит использовать их для фундаментов, стен, перегородок, блоков перекрытий наряду с бетонами слитной структуры.

Источники информации:
1. SU Авторское свидетельство N 916474, кл. C 04 B 13/24, БИ N 12, 1982 г.

2.SU Авторское свидетельство N 1604803, кл. C 04 В 40/00, БИ 41, 1990 г. (прототип)
3. Баженов Ю.М. Способы определения состава бетонов различных видов. М. СИ. 1975 С. 168-172.

Использование: для получения крупнопористых мелкозернистых бетонов низких марок с коэффициентом уплотнения 0,88-0,96. Способ приготовления бетонной смеси для получения крупнопористого мелкозернистого бетона с коэффициентом уплотнения 0,88-0,96 включает перемешивание компонентов смеси с введением воздухововлекающей добавки и последующее уплотнение. Воздухововлекающую добавку вводят в смесь в количестве, обеспечивающем объем вовлеченного воздуха, равный объему межзернового пространства заполнителя, не заполненного цементным тестом в уплотненной бетонной смеси. Для этого строят зависимость коэффициента уплотнения бетонной смеси от количества добавки в % от цемента и определяют ее количество по точке, соответствующей началу уменьшения коэффициента уплотнения. Технический результат - обеспечение возможности использования для производства несущих конструкций крупнопористых мелкозернистых бетонов низких марок с коэффициентом уплотнения 0,88-0,96 за счет повышения однородности бетона. 1 табл., 1 ил.

Способ приготовления бетонной смеси для получения крупнопористого мелкозернистого бетона с коэффициентом уплотнения 0,88 - 0,96, включающий перемешивание компонентов смеси с введением воздухововлекающей добавки и последующее уплотнение, отличающийся тем, что воздухововлекающую добавку вводят в смесь в количестве, обеспечивающем объем вовлеченного воздуха, равный объему межзернового пространства заполнителя, не заполненного цементным тестом в уплотненной бетонной смеси, при этом строят зависимость коэффициента уплотнения бетонной смеси от количества добавки в % от цемента и определяют ее количество по точке, соответствующей началу уменьшения коэффициента уплотнения.