БЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 2010 года по МПК C04B28/04 

Изобретение относится к модифицированным бетонным смесям со специальными свойствами.

Известны бетонные смеси, включающие в себя цемент, заполнители, пластификаторы и воду (В.Г.Батраков. Модифицированные бетоны. М.: Стройиздат, 1990). Недостатком этих смесей является то, что полученные смеси, обладая повышенной подвижностью и сегрегационной устойчивостью, но не длительной сохраняемостью, обеспечивают получение бетонов или невысокой прочности с низким тепловыделением, или повышенной прочности, но с высоким тепловыделением, что способствует образованию трещин в конструкциях из-за повышенного термического градиента.

Наиболее близкой к предложенной бетонной смеси по технической сущности является бетонная смесь, включающая в себя цемент (портландцемент), заполнители (песок и щебень), воду и органо-минеральный поликомпонентный модификатор, включающий дисперсные кремнеземсодержащие отходы производства кремнийсодержащих сплавов, золу-унос и суперпластификатор (RU 2096372, опуб. 20.11.1997).

Недостатком этой смеси является то, что при снижении расслаиваемости смеси и повышении прочности бетона в возрасте 28 суток не обеспечивается в достаточной мере сохраняемость смеси и низкое тепловыделение бетона при гидратации цемента.

Техническая задача заключается в обеспечении комплекса свойств: повышении сохраняемости и снижении расслаиваемости бетонной смеси и тепловыделения бетона при одновременном повышении прочности бетона в возрасте 28 суток и более.

Поставленная задача решается тем, что в бетонную смесь, включающую в себя цемент, заполнитель, модификатор и воду, дополнительно введены полиэтилгидросилоксан и молотая порода, при этом в качестве цемента используют портландцемент, в качестве модификатора - микрокремнезем и/или золу-уноса и пластифицирующую добавку либо микрокремнезем и/или расширяющий компонент и пластифицирующую добавку, а в качестве молотой породы - измельченный кварцевый песок, или молотый известняк, или молотую вулканическую породу при следующем соотношении компонентов в мас.%:

Цемент 7-20 Заполнитель 60-85 Модификатор 0,01-5,50 Полиэтилгидросилоксан 0,002-0,010 Молотая порода 2-15 Вода Остальное

При этом молотая порода используется предпочтительно с размером частиц не более 1300 мкм.

Для приготовления бетонных смесей использовались следующие материалы:

Цемент: Портландцемент марки ПЦ 500 Д0 (ГОСТ 10178) с удельным тепловыделением в 7 суток - 330 кДж/кг, а в 28 суток - 370 кДж/кг

Заполнитель:

Песок кварцевый Мкр=2,7 (ГОСТ 8736)

Щебень гранитный фр. 5-20 мм (ГОСТ 8267)

В качестве заполнителя могут использоваться и другие известные заполнители для бетона (керамзитовый шлак, гравий), предпочтительно, фракции не более 40 мм.

Модификатор:

Органо-минеральный модификатор МБ-01 (ТУ 5743-073-46854090-98)

Органо-минеральный модификатор МБ-С (ТУ 5743-083-46854090-98)

Органо-минеральный модификатор Эмбэлит (ТУ 5870-176-46854090-04)

Суперпластификатор С-3 (ТУ 2481-016-00369171-99)

Полиэтилгидросилоксан: в виде разбавленной до 50%-ной концентрации кремнийорганической эмульсии КЭ 30-04 (ТУ2251-035-00209013-2004)

Полиэтилгидросилоксан может использоваться в чистом виде или эмульсии другой концентрации.

Составы органо-минеральных модификаторов приведены в таблице 1.

Таблица 1 №№ Марка модификатора Состав модификатора, % от массы модификатора микрокремнезем зола-уноса расширяющий компонент пластификатор 1 МБ 10-50С 45 45 - 10 2 МБ 10-01 90 - - 10 3 МБ 10-100С - 90 - 10 4 Эмбэлит 6-50 46 - 48 6 5 Эмбэлит 8-100 - - 92 8

В качестве расширяющего компонента использовалась смесь метакаолина и гипса двуводного в соотношении 1:1. Также могут использоваться и другие расширяющие компоненты, например, на оксидной основе (оксид кальция или магния) с сульфоалюминатом.

Модификатор может использоваться в виде единого поликомпонентного порошкообразного продукта, или каждый из вышеперечисленных компонентов модификатора может вводиться в бетонную смесь раздельно.

Молотая горная порода:

Порошок минеральный неактивированный (ГОСТ Р 52129-2003) - молотый известняк.

Песок кварцевый (ГОСТ 2138-91) - молотый кварцевый песок.

Песок из туфа (ГОСТ 22263-76) - молотая вулканическая порода.

Молотая горная порода может иметь размер частиц до 2 мм, но предпочтительно не более 1300 мм в соответствии с указанными ГОСТ.

Приготовление бетонной смеси осуществлялось в стационарных бетоносмесителях принудительного действия. Последовательность загрузки материалов в стационарный бетоносмеситель и длительность их перемешивания была следующей:

- загрузка заполнителя (щебня и песка) с перемешиванием в течение 10 сек;

- загрузка цемента и модификатора с перемешиванием в течение 10 сек;

- загрузка воды затворения и эмульсии КЭ 30-04 с перемешиванием в течение 100…240 сек.

Дальнейшее перемешивание осуществляется в автобетоносмесителе в процессе транспортировки бетонной смеси до стройплощадки.

Приготовлены три серии бетонных смесей с расходом цемента 250, 350 и 500 кг/м³. В каждой серии предусмотрены образцы с соотношением компонентов, соответствующим ближайшему аналогу (контрольные образцы) и соответствующие предлагаемому техническому решению. Составы бетонных смесей, характеристики смесей и бетонов представлены в таблице 2. Представленные в таблице образцы бетонов 1, 9, 17 соответствуют ближайшему аналогу.

Подвижность бетонных смесей оценивали по осадке конуса (ОК) (ГОСТ 10181), сохраняемость - по изменению осадки конуса (ОК) во времени, расслаиваемость по водоотделению (ГОСТ 10181), прочность бетона - испытанием образцов-кубов размером 10×10×10 см, твердевших в нормальных условиях (ГОСТ 10180), тепловыделение - калориметрическим методом (ГОСТ 24316).

Учитывая то, что кинетика тепловыделения портландцемента интенсивна в течение 7-ми суток с момента затворения его водой, а впоследствии замедляется, для сопоставления интенсивности экзотермического процесса бетонов, величин тепловыделения образцов бетона определяли в 7-ми суточном возрасте.

Из сопоставления свойств, предложенного и известного составов видно, что введение полиэтилгидросилоксана и молотой породы приводит к повышению сохраняемости без увеличения расслаиваемости, а также к снижению тепловыделения, позволяя при этом добиться (в сравнении с прототипом) повышения прочности бетона, при одном и том же расходе цемента.

Таким образом, изобретение позволяет повысить сохраняемость бетонной смеси, снизить расход цемента при обеспечении высокой подвижности смеси и, как следствие, снизить тепловыделение при повышении прочности бетона.

Изобретение относится к модифицированным бетонным смесям со специальными свойствами. Бетонная смесь включает цемент, заполнитель, модификатор и воду. Дополнительно содержит полигидросилоксан и молотую породу. В качестве цемента используют портландцемент, в качестве модификатора - микрокремнезем и/или золу-уноса и пластифицирующую добавку либо микрокремнезем и/или расширяющий компонент и пластифицирующую добавку, а в качестве молотой породы - измельченный кварцевый песок, или молотый известняк, или молотую вулканическую породу при следующем соотношении компонентов в мас.%: цемент 7-20; заполнитель 60-85; модификатор 0,01-5,50; полиэтилгидросилоксан 0,002-0,010; молотая порода 2-15; вода - остальное. Молотая порода имеет размер частиц не более 1300 мкм. Технический результат - повышение прочности бетона. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, модификатор и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полигидросилоксан и молотую породу, при этом в качестве цемента используют портландцемент, в качестве модификатора - микрокремнезем и/или золу-унос и пластифицирующую добавку либо микрокремнезем и/или расширяющий компонент и пластифицирующую добавку, а в качестве молотой породы - измельченный кварцевый песок, или молотый известняк, или молотую вулканическую породу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Цемент 7-20 Заполнитель 60-85 Модификатор 0,01-5,50 Полиэтилгидросилоксан 0,002-0,010 Молотая порода 2-15 Вода Остальное

2. Бетонная смесь по п.1, отличающаяся тем, что молотая порода имеет размер частиц не более 1300 мкм.