ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН Российский патент 2005 года по МПК C04B28/04 C04B111/20 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (И.И.Ахвердов. Высокопрочный бетон. М., Госстройиздат, 1961 г., с.155), содержащая цемент, заполнитель, щебень, воду и добавку.

Бетон на основе данной сырьевой смеси имеет недостаточную прочность при сжатии и характеризуется повышенным водопоглащением.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочною бетона (Морено X. Применение высокопрочных бетонов в строительстве высотных зданий // Бетон и железобетон. 1988 №11 с.29-31), содержащая цемент, заполнитель, воду, химическую добавку “Поззолит 100” и золу-унос.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии и морозостойкость.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (Ю.М.Баженов. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), М., 2002 г., с. 377), содержащий портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %

Портландцемент 3,5-4,5

Кремнеземсодержащий компонент,

представленный микрокремнеземом 3,5-4,5

Силикатная мука 7,5-8,5

Песок 35,9-37,9

Щебень 41,9-43,9

Добавка - суперпластификатор 0,3-0,5

Вода 3,5-4,3

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии, морозостойкость и повышенное водопоглощение.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью при сжатии в проектном возрасте, пониженным водопоглощением и повышенной морозостойкостью.

Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон содержит портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду. Новым по сравнению с высокопрочным бетоном, выбранным за прототип, является то, что кремнеземсодержащий компонент, представлен золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН 5...6, а добавка - калием железистосинеродистым К₄Fe(CN)₆, при следующем соотношении, мас.%

Портландцемент 43,58-47,08

Песок 14,43-15,69

Щебень 25,7-27,84

Кремнеземсодержащий компонент,

представленный золем Н₂SiO₃

с плотностью ρ=1,014 г/см³ рН 5...6 0,25-0,27

Добавка - калий железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆ 0,44-0,47

Вода 12,1-12,15

Кремнеземсодержащий компонент, представленный золем Н₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³ рН 5...6, уплотняет структуру бетона. Добавка - калий железистосинеродистый К₄Fе(СN)₆ в сочетании с золем Н₂SiO₃ пластифицирует бетонную смесь и увеличивает гидратационную активность цемента, с образованием низкоосновного гидросиликата CSH(I) волокнистой структуры и небольшого количества тоберморита C₅S₆H₅, совместное присутствие которых дополнительно уплотняет структуру бетона.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое обеспечивает увеличение плотности структуры бетона. Совместное присутствие кремнеземсодержащего компонента, представленного золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН 5...6 и добавки - калия железистосинеродистого, К₄Fe(CN)₆, обеспечивает получение сверхсуммарного эффекта, который проявляется в повышении гидратационной активности цемента, результатом чего является повышение прочности при сжатии бетона на 31%, повышение долговечности бетона, оцениваемой по параметру морозостойкости, которая увеличивается на 35%, и понижением водопоглощения на 20%.

Повышение плотности бетона, увеличение гидратационной активности исходных минералов портландцемента оказывает благоприятное воздействие на прочность и долговечность бетона.

Смесь, включающая портландцемент, песок и щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем Н₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН 5...6, и добавку - калий железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆, обеспечила получение высокопрочного бетона, характеризующегося повышенной прочностью при сжатии, пониженным водопоглощением и повышенной морозостойкостью.

По мнению заявителя и авторов, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.

Готовят сырьевую смесь следующим образом: из дистиллированной воды и жидкого стекла Nа₂SiO₃ с плотностью ρ=1.46 г/см³, рН 11, готовят раствор с соотношением Na₂SiО₃ : H₂0=1:20. Отдозированные материалы помещают в стеклянную емкость и перемешивают до получения гомогенного раствора с ρ=1,014 г/см³, рН 10. Раствор Na₂SiO₃ с ρ=1.014 г/см³, рН 10 пропускают через катионитовую колонку и получают на выходе золь Н₂SiО₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³ рН 5...6, который представляет собой кремнеземсодержащий компонент. Отдозированные: кремнеземсодержащий компонент, добавка калий железистосинеродистого помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: портландцемент М400, песок - Мкр.=2,1, щебень фр.5 - 10 мм и воду, содержащую отдозированные кремнеземсодержащий компонент и добавку - калий железистосинеродистый К₄Fе(СN)_6, помещают в бетоносмеситель, где осуществляется перемешивание компонентов и приготовление бетонной меси, из которой изготавливают требуемые бетонные изделия и образцы для контроля качества по ГОСТ 10180.

Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях и результаты испытаний представлены в табл.1.

Анализ данных, представленных в табл.1, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению по сравнению с прототипом повышает прочность при сжатии в проектом возрасте (28 суток) на 31%, водопоглощение уменьшается на 20%, морозостойкость повышается на 35%.

Таблица 1Номер образцаСостав высокопрочного бетона, мас. %   Портландцемент М400заполнителькремнеземсодержащий компонентДобавкаСиликатная мукаводаПрочность при сжатии в возрасте 28 сут, МПаВодопоглощение, %Морозостойкость, циклПесок Мкр=2,1Щебень, фр.=5-10 мммикрокремнеземзоль H₂SiO₃ с ρ=1,014 г/см³, рН=5...6суперпластификаторкалий железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆I прототип436,949,24-0,4-83,854,04,5300243,5815,6927,84-0,27-0,47-12,1567,83,7400345,3315,0626,77-0,26-0,455-12,370,73,6400447,0814,4325,7-0,25-0,44-12,168,23,7400

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона как в гражданском, так и в промышленном строительстве. Технический результат состоит в повышении прочности при сжатии, понижении водопоглощения, повышении морозостойкости бетона. Высокопрочный бетон, включающий портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, в качестве кремнеземсодержащего компонента содержит золь Н₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см^3, рН 5...6 и в качестве добавки калий железистосинеродистый - K₄Fe(CN)₆ при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 43,58-47,08, песок 14,43-15,69, щебень 25,7-27,84, указанный кремнеземсодержащий компонент 0,25-0,27, добавка - калий железистосинеродистый 0,44-0,47, вода 12,1-12,15. 1 табл.

Высокопрочный бетон, включающий портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве кремнеземсодержащего компонента содержит золь Н₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5-6 и в качестве добавки - калий железисто-синеродистый K₄Fe(CN)₆, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 43,58-47,08

Песок 14,43-15,69

Щебень 25,7-27,84

Кремнеземсодержащий компонент,

представленный золем Н₂SiO₃ с

плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5-6 0,25-0,27

Добавка - калий железисто-синеродистый К₄Fе(СN)₆ 0,44-0,47

Вода 12,1-12,15