БЕТОННАЯ СМЕСЬ И ДОБАВКА В БЕТОННУЮ СМЕСЬ Российский патент 2002 года по МПК C04B28/02 C04B111/20 E21B33/138 

Изобретение относится к составу бетонной смеси и к составу добавки в бетонную смесь. Изобретение может найти применение в строительстве при изготовлении монолитных и сборных бетонных или железобетонных изделий и конструкций, а также в нефтедобывающей отрасли в тампонажных цементных материалах.

Известна бетонная смесь, содержащая в качестве добавки микрокремнезем и суперпластификатор (см. , например, заявку Великобритании 62131409A по классу С 04 В 7/12, опубл. 20.01.84).

Наиболее близким из аналогов является бетонная смесь, содержащая в кг/м³ цемент - 300, щебень - 1120, песок - 730, воду - 165 и добавку в количестве 15% от массы цемента из расчета на кремнезем.

Добавка-модификатор содержит в мас. % дисперсный кремнезем - 40-20, химические добавки - 2-10, вода - остальное. В качестве химической добавки совместно используют суперпластификатор С-3, нитрилтриметилфосфоновую кислоту, смолу нейтрализованную воздухововлекающую. (см. патент Российской Федерации 2095327 С1, по классу С 04 В 28/02, опубл. 10.11.97)
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является получение пластифицированного бетона, обладающего повышенными прочностью, морозостойкостью и водонепроницаемостью.

Поставленная задача решается за счет того, что бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, воду и добавку, содержащую дисперсный кремнезем, суперпластификатор, при этом добавка дополнительно содержит - Лигнопан - модифицированные электролитами технические лигносульфонаты с молекулярной массой 10-50 КДА, смолу нейтрализованную воздухововлекающую или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок при следующем соотношении компонентов добавки, мас. ч. :
Дисперсный кремнезем - 50-65
Суперпластификатор - 15-20
Смола нейтрализованная воздухововлекающая или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок - 0,1-0,5
Указанный Лигнопан - 10-12,
причем содержание добавки в бетонной смеси составляет 1-5% от массы цемента.

Бетонная смесь может содержать компоненты при следующем соотношении в кг/м³:
Цемент - 300-520
Заполнитель - 1570-2030
Вода - 105-147
Добавка - 1-5% от массы цемента
В составе бетонной смеси используют крупный и/или мелкий заполнитель.

Бетонная смесь в качестве крупного заполнителя может содержать щебень и/или гравий
Бетонная смесь содержит крупный заполнитель фракции 5-20 или 5-40 мм.

Бетонная смесь содержит в качестве мелкого заполнителя песок крупностью не более 5 мм.

Также бетонная смесь в качестве мелкого заполнителя может содержать по крайней мере один компонент из группы: кварцевый песок, кварцево-полевошпатный песок, известняковый песок, песок из изверженных горных пород, песок из метаморфических горных пород, песок керамзитовый, песок из доменного шлака.

Бетонная смесь может содержать в качестве крупного заполнителя по крайней мере один компонент из группы: щебень из изверженных горных пород, щебень из метаморфических горных пород, щебень из осадочных горных пород, щебень из дробленного шлака, керамзитовый гравий, щебень из шлаковой пемзы
Добавка в бетонную смесь, содержащая дисперсный кремнезем, суперпластификатор, дополнительно содержит модифицированные электролитами технические лигносульфонаты с молекулярной массой 10-50 КДА, смолу нейтрализованную воздухововлекающую или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок при следующем соотношении компонентов, мас. ч:
Дисперсный кремнезем - 50-65
Суперпластификатор - 15-20
Лигнопан - 10-12
Смола нейтрализованная воздухововлекающая или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок - 0,1-0,5
Добавка в качестве дисперсного кремнезема содержит микрокремнезем, или перлит, или диатомит, или трепел.

Бетонная смесь может содержать в качестве вяжущего портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, быстротвердеющий портландцемент, глиноземистый цемент.

Соотношение компонентов в составе бетонной смеси может колебаться в широких пределах в зависимости от марки получаемого бетона и способа формования изделий. Из бетонной смести по изобретению в зависимости от вида используемого заполнителя можно получить как легкие, так и тяжелые бетоны. Добавка по изобретению может также использоваться в составе торкрет-масс или в составе цементного тампонажного материала.

Пример реализации изобретения
Для приготовления добавки используют Лигнопан - модифицированные электролитами лигносульфонаты с молекулярной массой 10-50 КДА, смолу нейтрализованную воздухововлекающую (СНВ) по ТУ 81-05-75-74,
гидрофобизирующий кремнийорганический порошок
микрокремнезем по ТУ 7-249533/90. В составе добавки можно использовать любой из известных суперпластификаторов.

В примере используют суперпластификатор С-3 по ТУ 6-36-0204229-62590.

В качестве вяжущего используют портландцемент марок 400 и 500.

Добавку (КMX) готовят путем перемешивания Лигнопана, СНВ, или ГКП, С-3 и микрокремнезема. Примеры составов добавки приведены в таблице.

Добавку используют в количестве 1-5 мас. % от веса цемента
Для приготовления бетонной смеси используют гранитный щебень фракции 5-20 мм и песок кварцевый крупностью до 55 мм. Составы добавки, составы бетонной смеси и свойства получаемого бетона приведены в таблицах: таблица 2 - результаты лабораторных испытаний; таблица 3 - результаты промышленных испытаний.

Приведенные данные свидетельствуют, что описываемая добавка обеспечивает получение пластифицированного бетона, при этом описываемый бетон обладает высокой прочностью, водонепроницаемостью и морозостойкостью.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составу бетонной смеси и к составу добавки в бетонную смесь, и может найти применение при изготовлении монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, а также в нефтедобывающей отрасли в составе тампонажных цементных материалов. Бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, воду, содержит добавку следующего состава, мас. ч. : дисперсный кремнезем 50-65, суперпластификатор 15-20, смола нейтрализованная воздухововлекающая или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок 0,1-0,5, модифицированные электролитами технические лигносульфонаты с мол. м. 10-50 КДА 10-12. При этом бетонная смесь содержит компоненты при следующем соотношении, кг/м³: цемент 300-520, заполнитель 1590-2030, вода 105-147, добавка 1-5% от массы цемента. Технический результат - получение пластифицированного бетона с высокой прочностью, водонепроницаемостью и морозостойкостью. 2 с. и 8 з. п. ф-лы, 3 табл.

1. Бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, воду и добавку, содержащую дисперсный кремнезем, суперпластификатор, отличающаяся тем, что добавка дополнительно содержит Лигнопан - модифицированные электролитами технические лигносульфонаты с мол. м. 10-50 КДА, смолу нейтрализованную воздухововлекающую или гидрофобизирую-щий кремнийорганический порошок при следующем соотношении компонентов добавки, мас. ч. :
Дисперсный кремнезем - 50 - 65
Суперпластификатор - 15 - 20
Указанный Лигнопан - 10 - 12
Смола нейтрализованная воздухововлекающая или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок - 0,1 - 0,5
причем содержание добавки в бетонной смеси составляет 1-5% от массы цемента. 2. Бетонная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, кг/м³:
Цемент - 300 - 520
Заполнитель - 1590 - 2030
Вода - 105 - 147
Добавка - 1 - 5% от массы цемента
3. Бетонная смесь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит крупный и/или мелкий заполнитель. 4. Бетонная смесь по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что она содержит в качестве крупного заполнителя щебень и/или гравий. 5. Бетонная смесь по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что она содержит крупный заполнитель фракции 5-20 или 5-40 мм. 6. Бетонная смесь по п. 3, отличающаяся тем, что она содержит в качестве мелкого заполнителя песок крупностью не более 5 мм. 7. Бетонная смесь по п. 3 или 6, отличающаяся тем, что в качестве мелкого заполнителя она содержит по крайней мере один компонент из группы: кварцевый песок, кварцево-полевошпатный песок, известняковый песок, песок из изверженных горных пород, песок из метаморфических горных пород, песок керамзитовый, песок из доменного шлака. 8. Бетонная смесь по любому из пп. 3-5, отличающаяся тем, что она содержит в качестве крупного заполнителя по крайней мере один компонент из группы: щебень из изверженных горных пород, щебень из метаморфических горных пород, щебень из осадочных горных пород, щебень из доменного шлака, керамзитовый гравий, щебень из шлаковой пемзы. 9. Добавка в бетонную смесь, содержащая дисперсный кремнезем, суперпластификатор, смолу нейтрализованную воздухововлекающую, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит Лигнопан - модифицированные электролитами технические лигносульфонаты с мол. м. 10-50 КДА при следующем соотношении компонентов в мас. ч. :
Дисперсный кремнезем - 50 - 65
Суперпластификатор - 15 - 20
Смола нейтрализованная воздухововлекающая или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок - 0,1 - 0,5
Указанный Лигнопан - 10 - 12
10. Добавка в бетонную смесь по п. 9, отличающаяся тем, что в качестве дисперсного кремнезема она содержит микрокремнезем, или перлит, или диатомит, или трепел.