МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН Российский патент 2013 года по МПК C04B28/04 C04B111/20 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и в промышленном строительстве. Известна сырьевая смесь для приготовления бетона, включающая портландцемент, отсев дробления кварцитопесчаника, механоактивированный отсев кварцитопесчаника и воду, при следующих соотношениях компонентов, кг/м³:

Портландцемент 300-350 Отсев дробления кварцитопесчаника 1100-1300 Указанный отсев кварцитопесчаника механоактивированный 90-140 Вода остальное

(патент RU 2389703 МПК С04В 28/04, С04В 111/20, 20.05.2010).

Недостатком данной смеси является невысокая прочность на сжатие и при изгибе. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является мелкозернистый бетон, содержащий портландцемент, глауконитовый песок, наполнитель - глауконитовый песок с удельной поверхностью S_уд=350 м²/кг, суперпластификатор С-3 и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 18,0-19,0 Глауконитовый песок 68,1-68,9 Наполнитель 1,0-2,0 Суперпластификатор С-3 0,1-0,2 Вода 11,0-11,7

(патент RU 2358938 МПК С04В 28/04, 2010).

Недостатком данного технического решения является низкая прочность на сжатие и при изгибе в раннем и проектном возрасте, а также повышенное водопоглощение.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание мелкозернистого бетона с повышенной прочностью на сжатие и при изгибе в раннем и проектном возрасте с низким водопоглощением.

Решение задачи достигается тем, что мелкозернистый бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, заполнитель, кремнеземсодержащий компонент, пластификатор и воду, согласно изобретению содержит в качестве заполнителя фракционированный песок с содержанием фракций в следующем соотношении, %: фракция 5-1,25 мм - 57-63; 1,25-0,315 мм - 17-23; 0,315-0,14 мм - 17-23; в качестве кремнеземсодержащего компонента - молотый кварцевый песок с удельной поверхностью S_уд=120-170 м²/кг, а в качестве пластификатора - продукт на основе модифицированного поликарбоксилата - гиперпластификатор «Melflux 2651 F», при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 15,0-23,0 кварцевый песок 68,1-78,1 указанный кремнеземсодержащий компонент 1,5-2,3 гиперпластификатор «Melflux 2651 F» 0,075-0,115 вода остальное

Характеристика веществ, используемых для получения мелкозернистого бетона Портландцемент - по ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия».

Кварцевый песок - по ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия».

Гиперпластификатор Melflux 2651 F - продукт, получаемый методом распылительной сушки на основе модифицированного полиэфиркарбоксилата, производства Degussa Constraction Polymers (SKW Trostberg, Германия).

Кварцевый песок, используемый в качестве заполнителя, предварительно фракционируется путем подбора оптимального соотношения фракций. Содержание каждой фракции в заполнителе имеет следующее соотношение, %:

фракция 5-1,25 мм - 57-63;

фракция 1,25-0,315 мм - 17-23;

фракция 0,315-0,14 мм - 17-23.

В этом случае обеспечивается минимальная пустотность кварцевого песка, что позволяет получить мелкозернистый бетон с плотной структурой и низкой пористостью.

В состав композиции вводят также кремнеземсодержащий компонент -молотый кварцевый песок с удельной поверхностью S_уд=120-170 м²/кг, что позволяет уплотнить структуру мелкозернистого бетона, так как заполняет свободный объем между мелкими частицами фракционированного кварцевого песка. Кроме того, он химически связывает портландит, образующийся при гидратации цемента, в низкоосновные гидросиликаты кальция, что упрочняет структуру цементного камня.

Таким образом, мелкозернистый бетон, полученный из бетонной смеси, состоящей из портландцемента, кварцевого песка подобранного фракционного состава, кремнеземсодержащего компонента, в виде молотого кварцевого песка с удельной поверхностью S_уд=120-170 м²/кг, и гиперпластификатора Melflux 2651 F, приводит к увеличению прочности на сжатие и при изгибе в раннем и проектном возрасте и к снижению водопоглощения. Заявляемое изобретение применимо и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.

Порядок приготовления бетонной смеси состоит в следующем:

1. Готовят фракционированный песок. Кварцевый песок предварительно рассевают на три фракции 5-1,25 мм, 1,25-0,315 мм и 0,315-0,14 мм, затем смешивают эти фракции в следующем соотношении, %:

фракция 5-1,25 мм - 57-63;

фракция 1,25-0,315 мм - 17-23;

фракция 0,315-0,14 мм - 17-23.

2. Дозируют портландцемент, подготовленный фракционированный кварцевый песок, кремнеземсодержащий компонент, представляющий собой молотый кварцевый песок с удельной поверхностью S_уд=120-170 м²/кг.

3. Дозируют воду.

4. Дозируют гиперпластификатор Melflux 2651 F и добавляют в подготовленную воду.

5. Отдозированные компоненты: портландцемент, фракционированный кварцевый песок, кремнеземсодержащий компонент и воду, содержащую отдозированную добавку - гиперпластификатор Melflux 2651 F, помещают в бетоносмеситель, где осуществляют перемешивание компонентов для приготовления бетонной смеси, из которой изготавливают нужные бетонные изделия и образцы для контроля качества по ГОСТ 10180. Одна часть образцов твердеет в нормальных условиях, другая - при тепловлажностной обработке (ТВО) в пропарочной камере по режиму 2+3+5+4 ч.

Составы бетонной смеси мелкозернистого бетона представлены в таблице 1, результаты испытаний мелкозернистого бетона - в таблице 2.

Таблица 2 Показатели Составы прототип 1 2 3 4 5 Предел прочности на сжатие, МПа             - в возрасте 3 сут
- после ТВО - 15,1 30,1 37,4 41,2 58,8 18,9 20,4 37,3 52,4 68,5 81,4 Предел прочности при изгибе, МПа             - в возрасте 3 сут
- после ТВО - 3,8 4,1 5,3 6,4 7,9 4,1 4,5 5,1 6,4 7,7 9,1 Водопоглощение, % 2,9 2,9 2,7 2,6 2,4 2,3

Анализ данных, представленных в таблицах 1, 2, показывает, что предлагаемый мелкозернистый бетон по данному изобретению, по сравнению с прототипом, обладает повышенной прочностью на сжатие в 4,3 раза, при изгибе - в 2,2 раза, при сниженном на 20% водопоглощении.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из мелкозернистого бетона как в гражданском, так и в промышленном строительстве. Технический результат - повышение прочности на сжатие и при изгибе в раннем и проектном возрасте, уменьшение водопоглощения. Мелкозернистый бетон получен из смеси, содержащей портландцемент, фракционированный кварцевый песок с содержанием фракций в следующем соотношении, %: фракция 5-1,25 мм - 57-63; фракция 1,25-0,315 мм - 17-23; фракция 0,315-0,14 мм - 17-23, молотый кварцевый песок с удельной поверхностью S_уд=120-170 м²/кг, продукт на основе модифицированного поликарбоксилата - гиперпластификатор «Melflux 2651 F» и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 15,0-23,0, фракционированный песок 68,1-78,1, молотый кварцевый песок 1,5-2,3, гиперпластификатор «Melflux 2651 F» 0,075-0,115, вода остальное. 2 табл.

Мелкозернистый бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, заполнитель, кремнеземсодержащий компонент, пластификатор и воду, отличающийся тем, что в качестве заполнителя содержит фракционированный кварцевый песок с содержанием фракций в следующем соотношении, %: фракция 5-1,25 мм - 57-63; 1,25-0,315 мм - 17-23; 0,315-0,14 мм - 17-23; в качестве кремнеземсодержащего компонента - молотый кварцевый песок с удельной поверхностью S_уд=120-150 м²/кг; в качестве пластификатора - продукт на основе модифицированного поликарбоксилата - гиперпластификатор «Melflux 2651 F», при следующем соотношении компонентов, мас.%:
портландцемент 15,0-23,0 кварцевый песок 68,1-78,1 указанный кремнеземсодержащий   компонент 1,5-2,3 гиперпластификатор «Melflux 2651 F» 0,075-0,115 вода остальное