СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ СТАЛЕФИБРОБЕТОННОЙ СМЕСИ И МОДИФИЦИРОВАННАЯ СТАЛЕФИБРОБЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 2003 года по МПК C04B40/00 C04B28/02 C04B28/02 C04B14/48 C04B111/20 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при получении модифицированной сталефибробетонной смеси. Изобретение может найти применение в дорожном и аэродромном строительстве, а также при изготовлении и ремонте конструкций мостовых сооружений проезжей части пролетных строений, подферменников опор, оголовков свай, блоков сборно-монолитных и монолитных опор.

Известен способ приготовлении бетонной смеси, включающий активацию смеси водного раствора добавки лигносульфоната или цитрата кальция с частью цемента в роторнопульсационном аппарате, смешение ее с водой затворения, введение части полученного затворителя в предварительно приготовленную смесь остального цемента и заполнителя с последующим введением оставшейся части затворителя (авт. св. SU 1521735, С 04 В 40/00, 1989).

Недостатком известного способа является использование воды затворения без активации в роторно-пульсационном аппарате, что снижает его эффективность и не обеспечивает достаточного качества получаемой смеси.

Наиболее близким к заявленному способу является способ приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси для дорожного и аэродромного строительства, изготовления и ремонта конструкций мостовых сооружений, включающий перемешивание в смесителе цемента, заполнителя, фибры стальной, добавки - суперпластификатора С-3 с водой затворения (Ремонтный материал на основе сталефибробетона "СФБ-АЭРО", ТУ 5745-001-40096263-00. - М., 2000).

Наиболее близким аналогом к заявленной смеси является модифицированная сталефибробетонная смесь для дорожного и аэродромного строительства, изготовления и ремонта конструкций мостовых сооружений, полученная перемешиванием в смесителе цемента, заполнителя, фибры стальной, добавки суперпластификатора С-3 с водой затворения (Указанные выше ТУ 5745-001-40096263-00).

Недостатком известных способа и смеси является недостаточная прочность на сжатие и растяжение, низкие морозостойкость и водонепроницаемость, пониженные деформативные свойства за счет недостаточной адгезии фибры к бетонной матрице.

Задачей настоящего изобретения является повышение долговечности и снижение эксплуатационных расходов за счет устранения указанных выше недостатков.

Указанная задача решается за счет того, что в способе приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси для дорожного и аэродромного строительства, изготовления и ремонта конструкций мостовых сооружений, включающем перемешивание в смесителе цемента, заполнителя, фибры стальной, добавки и воды затворения, предварительно осуществляют активацию в роторно-пульсационном аппарате воды затворения с полифункциональной добавкой и частью цемента и продукт указанной активации перемешивают с сухой смесью, полученной при последовательном введении в смеситель заполнителя, оставшегося цемента и фибры. Причем возможно использовать в качестве заполнителя песок или щебень и песок, а в качестве фибры - фибру стальную, фрезерованную из слябов.

Также указанная задача решается за счет того, что модифицированная сталефибробетонная смесь для дорожного и аэродромного строительства, изготовления и ремонта конструкций мостовых сооружений, включающая цемент, заполнитель, фибру стальную, добавку и воду затворения, приготовлена вышеописанным способом, причем возможно она содержит в качестве заполнителя песок или щебень и песок, а в качестве фибры - фибру стальную, фрезерованную из слябов.

При осуществлении изобретения используют:
цемент - может быть пластифицированный портландцемент, портландцементы с минеральными добавками активностью не менее 400, отвечающие требованиям ГОСТ 10178;
заполнитель - мелкие и крупные заполнители, отвечающие требованиям ГОСТ 8267. В качестве мелкого заполнителя могут быть применены пески кварцевые, ГОСТ 8736, в качестве крупного заполнителя - щебень фракции до 20 мм. Дозировку заполнителя осуществляют по весу.

Фибра стальная, предпочтительно типа "Харекс", фрезерованная из сляба, отвечающая техническим условиям ТУ 0991-125-46854090-2001. Диаметр фибр возможен 0,3 мм, не более 1 мм. Рекомендуемый расход фибры 1-1,2% по объему.

Полифункциональная добавка - пластифицирующе-воздухововлекающие химические добавки предпочтительно типа ЦМИД-4, органоминеральная, содержащая дисперсный кремнезем по ТУ 5745-00253268843-00, которая является водоредуцирующей и ускоряющей твердение бетона, а также водорастворимая полиаминная смола - С-89 по ТУ 6-05-1224-76.

Для добавки ЦМИД-4 расход до 2% по весу от расхода цемента, для добавки С-89 0,5-1% по весу на сухое вещество от расхода цемента. Подбор состава фибробетонной смеси должен соответствовать требованиям ГОСТ 27006 с обеспечением заданной подвижности изменением соотношения между цементом и песком при в/ц 0,35-0,39 в зависимости от расхода фибр.

При выборе материала следует производить радиационную, экологическую и гигиеническую оценку этих материалов на соответствие ГОСТ 30108, СНИП 111-4-80.

Исходные материалы не должны иметь удельную эффективную активность А_эфф естественных радионуклидов более 370 Б_к/кг.

При изготовлении смеси возможно, что продукт активации в роторно-пульсационном аппарате воды затворения с полифункциональной добавкой и частью цемента заливают в полиэтиленовые баллоны с крышками и хранят до последующего использования в соответствии с изобретением, но не более 36 часов.

Готовая модифицированная сталефибробетонная смесь может доставляться на объект специализированным транспортом, в основном с использованием автомиксера.

При механизированной укладке смеси бетононасосом водотвердое отношение составляет 0,15-0,17.

Пример 1.

Образец СФБ-Г-II-РПА
Состав модифицированной сталефибробетонной смеси, кг/м³: портландцемент ПЦ 500 - 400; песок кварцевый М кр=2,61, плотность 2,6 г/см³ - 848; щебень гранитный фракции 5-20 мм, плотность 2,8 г/см³; фибры ХАРЕКС 83 (1% по объему) - 998; ЦМИД-4 - 8,2; вода - 160 л.

При приготовлении фибробетонной смеси осуществляют активацию воды затворения, добавки ЦМИД-4 и части цемента - 10% по массе в роторно-пульсационном аппарате при числе оборотов 2900 об/мин, далее в бетоносмесительный узел вводят последовательно щебень, песок, цемент, фибру и продукт указанной активации, перемешивание осуществляют 4-5 минут.

Пример 2.

Образец СФБ-Г-I - РПА.

Состав модифицированной сталефибробетонной смеси, кг/м³: портландцемент ПЦ 500 - 485; песок кварцевый М кр=2,61, плотность 2,6 г/см³ - 1390; фибры ХАРЕКС (1% по объему) -100; ЦМИД-4 - 10; вода - 179 л.

При приготовлении фибробетонной смеси осуществляют активацию воды затворения, добавки ЦМИД-4 и части цемента - 10% по массе в роторно-пульсационном аппарате при числе оборотов 2900 об/мин в течение 40 с, далее в бетоносмесительный узел вводят последовательно песок, цемент, фибру и продукт указанной активации и перемешивают смесь в течение 4-5 мин. Свойства полученного сталефибробетона приведены в таблице.

В таблице обозначено:
СФБ-Г-I-РПА - цементно-песчаная смесь активированная; СФБ-Г-II-РПА - смесь на крупном заполнителе, активированная; СФБ-Г-II - смесь на крупном заполнителе, без активации.

Первый индекс - партии (вид бетономатрицы).

Второй индекс - номер серии:
1 - образец из обычного бетона;
2 - из сталефибробетона;
3 - из модифицированного бетона.

Третий индекс - номер образца в серии.

В качестве прототипа - сталефибробетонная смесь "СФБ-АЭРО" по ТУ 5745-001-40096263-00.

Положительный эффект от использования смеси МФБ состоит в повышении прочности на сжатие и растяжение бетона соответственно на 10,8 и 88%, морозостойкости в 1,5-2,25 раза, водонепроницаемости в 1,5-1,75 раза, расход добавки ЦМИД (2% от Ц) снижен в ~2 раза по сравнению с неактивированной смесью (4-6% от Ц). Повышается долговечность и снижаются эксплуатационные расходы по содержанию мостов ~в 2 раза.

Таким образом, по возможности промышленного производства и физико-механическим показателям смесь МФБ превосходит представленный аналог.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при получении модифицированной сталефибробетонной смеси. Изобретение может найти применение в дорожном и аэродромном строительстве, а также при изготовлении и ремонте конструкций мостовых сооружений проезжей части пролетных строений, подферменников опор, оголовков свай, блоков сборно-монолитных и монолитных опор. Технический результат - повышение долговечности и снижение эксплуатационных расходов за счет увеличения прочности на сжатие и растяжение, морозостойкости и водонепроницаемости, улучшения деформативных свойств в результате повышения адгезии фибры к бетонной матрице. В способе приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси для дорожного и аэродромного строительства, изготовления и ремонта конструкций мостовых сооружений, включающем перемешивание в смесителе цемента, заполнителя, фибры стальной, добавки и воды затворения, предварительно осуществляют активацию в роторно-пульсационном аппарате воды затворения с полифункциональной добавкой и частью цемента и продукт указанной активации перемешивают с сухой смесью, полученной при последовательном введении в смеситель заполнителя, оставшегося цемента и фибры, а также тем, что в качестве заполнителя используют песок, или тем, что качестве заполнителя используют щебень и песок, и тем, что в качестве фибры используют фибру стальную, фрезерованную из слябов. Модифицированная сталефибробетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, фибру стальную, добавки и воду затворения, приготовлена вышеуказанным способом. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси для дорожного и аэродромного строительства, изготовления и ремонта конструкций мостовых сооружений, включающий перемешивание в смесителе цемента, заполнителя, фибры стальной, добавки и воды затворения, отличающийся тем, что предварительно осуществляют активацию в роторно-пульсационном аппарате воды затворения с полифункциональной добавкой и частью цемента и продукт указанной активации перемешивают с сухой смесью, полученной при последовательном введении в смеситель заполнителя, оставшегося цемента и фибры. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют песок. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют щебень и песок. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве фибры используют фибру стальную, фрезерованную из слябов. 5. Модифицированная сталефибробетонная смесь для дорожного и аэродромного строительства, изготовления и ремонта конструкций мостовых сооружений, включающая цемент, заполнитель, фибру стальную, добавку и воду затворения, отличающаяся тем, что она приготовлена способом по п. 1. 6. Смесь по п. 5, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя она содержит песок. 7. Смесь по п. 5, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя она содержит щебень и песок. 8. Смесь по любому из пп. 5-7, отличающаяся тем, что в качестве фибры фибру стальную, фрезерованную из слябов.