СУХАЯ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНАЯ СМЕСЬ Российский патент 2005 года по МПК C04B28/02 C04B111/20 

Настоящее изобретение относится к области строительных материалов, а именно к сухим цементно-песчаным смесям, используемым для изготовления монтажных мелкозернистых бетонов для замоноличивания стыковых соединений и рабочих швов сборных железобетонных конструкций, к которым предъявляются высокие технологические (подвижность, жизнеспособность, ускоренное твердение) и эксплуатационно-технические (высокая прочность на 1 и 28 сутки твердения, расширение при твердении, высокая адгезия нового бетона замоноличивания к старому бетону конструкции) требования.

Известны составы бетонов, используемых для замоноличивания стыков сборных сооружений, включающие портландцемент и гипсоглиноземистый цемент, в состав которого входит глиноземистый цемент, гипс и известь, а также соответствующие заполнители и воду (см. Прохоров В.Х., Белова И.Ф., Лейрих В.Э. Бетон на основе расширяющегося портландцемента для замоноличивания стыков сборных сооружений. // Бетон и железобетон, №7, 1970, с.31-32).

Недостатком данного изобретения является низкая прочность при сжатии. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является сухая цементно-песчаная смесь "Прогресс-II", включающая 21-42 мас.% портландцемента, 50-75 мас.% песка и 4-8 мас.% минеральной расширяющей добавки "ИР-1". Указанная добавка содержит, мас.%: вулканическую породу с соотношением оксид кремния: оксид алюминия более 3,5 раз и содержащую 1-15 мас.% пемзы в количестве 40-85, гипс 10-35, доломит 0-30, микрокремнезем 0-5, пластификатор 1-3. Смесь дополнительно может содержать ускоритель твердения и схватывания, и/или замедлитель твердения и схватывания, и/или гидрофобизатор (см. патент RU №2144908, С 04 В 28/02, опубл. 27.01.2000).

Недостатком данного изобретения является низкая прочность при сжатии.

Задачей предлагаемого изобретения является получение сухих цементно-песчаных смесей для изготовления монтажных мелкозернистых бетонов с повышенными характеристиками по прочности при сжатии, особенно в раннем (1 сутки) возрасте, с регулируемым расширением и требуемой адгезионной прочностью к старому бетону, при обеспечении необходимых подвижности и жизнеспособности бетонной смеси.

Результат достигается тем, что сухая цементно-песчаная смесь, включающая портландцемент, кварцевый песок, суперпластификатор, ускоритель твердения и расширяющийся компонент, имеющий в своем составе оксиды кремния, алюминия и гипс, содержит в качестве суперпластификатора С-3 или АРОС-Ф, в качестве указанного расширяющегося компонента высокоглиноземистый бокситовый шлак и гипсовое вяжущее, в качестве ускорителя твердения сернокислый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент24,0-46,1Кварцевый песок46,1-72,0Высокоглиноземистый бокситовый шлак2,82-5,50Гипсовое вяжущее0,72-1,38Суперпластификатор0,23-0,46Сернокислый натрий0,23-0,46

Высокоглиноземистый шлак является отходом доменного производства при плавке железистых бокситов.

Для приготовления сухой цементно-песчаной смеси использовали:

- портландцемент ГОСТ 10178-85 марки ПЦ400-Д20 и выше;

- кварцевый песок ГОСТ 8736-93 с наибольшей крупностью зерен 2,5 мм и модулем крупности 2-3;

- высокоглиноземистый бокситовый шлак СТП 028-327-013-88 - отход Пашийского металлургическо-цементного завода. Химический состав шлака, мас.%: СаО 38-43, Al₂O₃ 38-43, SiO₂ 7-13, MgO 2, S (сульфидная) не более 2, Fe₂О₃ 0,5-1;

- гипсовое вяжущее ГОСТ 125-79;

- сернокислый натрий ГОСТ 4166-76;

- суперпластификаторы С-3 (ТУ 6-36-0204229-625) или АРОС-Ф (ТУ 025739-008-39389126-02).

Сухую цементно-песчаную смесь готовили совместным смешением портландцемента, кварцевого песка, высокоглиноземистого шлака, гипсового вяжущего, пластификатора, сернокислого натрия, причем шлак предварительно дробили и измельчали до удельной поверхности не более 2500 см²/г. Готовую смесь упаковывали в бумажные или полиэтиленовые мешки. Перед использованием смесь затворяли водой до получения мелкозернистой бетонной смеси требуемой подвижности и удобоукладываемости, которую наносили на соединяемые конструкции вручную или с помощью инъекционного нагнетателя.

Составы сухой цементно-песчаной смеси представлены в таблице 1.

Оценку прочностных характеристик цементно-песчаной смеси проводили на образцах-балочках 4×4×16 см по ГОСТ 310.4-81. Условия твердения - нормально-влажностные. Линейное расширение определяли на 3 сутки водного твердения образцов-балочек из вяжущего предлагаемой смеси (тесто нормальной густоты) по методике ГОСТ 11052-74. Подвижность оценивали по глубине погружения стандартного конуса в мелкозернистую бетонную смесь по ГОСТ 5802-86. Жизнеспособность - по сохранению подвижности с течением времени. Адгезионую прочность определяли на образцах-балочках, изготовленных из двух половинок. К первой половинке из "старого" бетона приформовывали вторую - на основе предлагаемой сухой цементно-песчаной смеси. Адгезионную прочность определяли при испытании образцов-балочек на растяжение при изгибе (ГОСТ 310.4-81) после 7 суток нормально-влажностного твердения.

Сопоставление результатов испытаний бетонов прототипа и предлагаемого решения (см. табл.2) показывает, что заявляемый материал отличается от известного повышенными характеристиками по прочности при сжатии (40,1-55,9 МПа), особенно в раннем возрасте (18,1-25,8 МПа) с регулируемым расширением (1,4%) и высокой адгезионной прочностью к старому бетону (2,7-4,7 МПа), при обеспечении необходимых подвижности (3-9 см) и жизнеспособности бетонной смеси (20-40 мин).

Изобретение относится к сухой цементно-песчаной смеси и может быть использовано для приготовления мелкозернистых бетонов, используемых при замоноличивании стыковых соединений и рабочих швов сборных железобетонных конструкций. Технический результат - получение расширяющихся монтажных мелкозернистых бетонов на основе сухой цементно-песчаной смеси с повышенными характеристиками по прочности при сжатии в суточном и марочном возрастах, адгезионной прочности при обеспечении необходимых подвижности и жизнеспособности бетонной смеси. Сухая цементно-песчаная смесь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: портландцемент 24,0-46,1, кварцевый песок 46,1-72,0, высокоглиноземистый бокситовый шлак 2,82-5,50, гипсовое вяжущее 0,72-1,38, суперпластификатор 0,23-0,46, сернокислый натрий 0,23-0,46. В качестве суперпластификатора может быть использован суперпластификатор С-3 на основе натриевой соли нафталинсульфокислоты с формальдегидом или АРОС-Ф на основе сульфированных ароматических отходов промышленности органического синтеза. 2 табл.

Сухая цементно-песчаная смесь, включающая портландцемент, кварцевый песок, суперпластификатор, ускоритель твердения, расширяющийся компонент, имеющий в своем составе оксиды кремния и алюминия и гипс, отличающаяся тем, что она содержит в качестве суперпластификатора С3 или АРОС-Ф , в качестве указанного расширяющегося компонента высокоглиноземистый бокситовый шлак и гипсовое вяжущее, в качестве ускорителя твердения - сернокислый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент24,0-46,1Кварцевый песок46,1-72,0Высокоглиноземистый бокситовый шлак2,82-5,50Гипсовое вяжущее0,72-1,38Суперпластификатор0,23-0,46Сернокислый натрий0,23-0,46