ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЛЕГКИЙ БЕТОН Российский патент 2014 года по МПК C04B28/00 C04B111/20 

Описание патента на изобретение RU2515450C1

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при возведении сооружений специального назначения.

Известен состав легкого бетона (патент RU 2154619 С1, опубл. 20.08.2000), включающий портландцемент, полые микросферы, золу уноса и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 25,4…30,9, зола уноса - 6,2…13,1, микросферы - 35,3…41,1, вода - остальное.

Недостатком такого легкого бетона является низкое значение предела прочности при сжатии (13,6…17,2 МПа), что позволяет применять указанный бетон только для изготовления теплоизоляционных изделий и конструкций.

Наиболее близкой по технической сущности является бетонная смесь (патент RU 2355656 С2, опубл. 20.05.2009), включающая портландцемент, наполнитель (алюмосиликатные микросферы), модифицированное базальтовое волокно, пластификатор и воду, мас.%: портландцемент - 23…48; наполнитель - 30…60; модифицированное базальтовое волокно - 2…6; пластификатор - 0,9…1,1; вода - остальное.

Недостатком такой бетонной смеси является невысокое значение показателя удельной прочности (отношение предела прочности при сжатии к относительной плотности материала), который характеризует техническую эффективность и конструкционные свойства бетона.

Цель изобретения - получение бетона с повышенными показателями удельной прочности.

Поставленная цель достигается тем, что высокопрочный легкий бетон, полученный из смеси, содержащей цемент, наполнитель - микросферы, пластификатор и воду, дополнительно содержит минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, имеющего средний размер частиц 0,01…1 мкм, каменной муки - продукта измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700…800 м2/кг и кварцевого песка фракции 0,16…0,63 мм, а в качестве пластификатора - гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 33,8…53,0 Микрокремнезем 4,77…13,8 Указанная каменная мука 1,5…11,9 Указанный кварцевый песок 5,1…32,2 Микросферы 4,3…19,27 Указанный гиперпластификатор 0,3…0,48 Вода остальное

Для приготовления бетона использовали портландцемент, например, марки М-500 Д0 по ГОСТ 31108-2003. Минеральная часть, в состав которой входит кварцевый песок фракционированный (фр. 0,16…0,63 мм), соответствующий ГОСТ 8739-93, каменная мука - продукт измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700…800 м2/кг, и микрокремнезем, обеспечивает заполнение межзерновых пустот наполнителя, образуя плотную структуру.

В качестве наполнителя используются стеклянные или алюмосиликатные полные микросферы, индивидуальные свойства которых обеспечивают снижение средней плотности при обеспечении высокой прочности высокопрочного легкого бетона.

Применение поликарбоксилатного гиперпластификатора типа «Melflux 1641F», «Melflux 2651F», «Sika Viscocrete 5 new» или «Одолит-Т» позволяет увеличить подвижность и снизить водопотребность бетонной смеси.

Высокопрочный легкий бетон готовят следующим образом. Предварительно перемешивают портландцемент, каменную муку и микрокремнезем с микросферами для образования равномерного слоя на поверхности наполнителя. Компоненты загружают в смеситель, добавляют растворенный в воде гиперпластификатор и перемешивают до получения однородной смеси, после чего добавляют фракционированный песок и перемешивают в соответствии с EN 196-1-ASTM C305, повторяя цикл перемешивания 3 раза. Из полученной смеси изготавливают образцы для испытаний: кубики размером 100×100×100 мм.

Испытания проводятся по следующим методикам:

- ГОСТ 12730.1-78. Бетоны. Методы для определения плотности;

- ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы для определения прочности по контрольным образцам.

- Метод Transient Hot Bridge (метод нестационарного теплового потока) для определения теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости.

Удельная прочность рассчитывается по формуле:

Rуд=Rсжотн,

где Rсж - предел прочности при сжатии, МПа, ρотн - относительная плотность.

Составы предлагаемого легкого бетона приведены в таблице 1, а его физико-механические и теплофизические свойства - в таблице 2.

Таблица 1 Компоненты Содержание компонентов, мас.% Состав Прототип 1 2 3 4 5 6 7 Портландцемент 47,7 53,0 35,0 41,2 50,3 40,7 33,8 44,0 Микрокремнезем 4,77 8,00 6,90 6,92 7,55 13,8 5,6 - Каменная мука - продукт измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью: - 700 м2/кг 5,65 - 7,90 - 1,70 - 11,9 800 м2/кг - 2,50 - 5,90 - 1,50 - Кварцевый песок 16,4 7,3 18,6 14,7 5,1 13,8 32,2 - Гравий - - - - - - - 19,0 Стеклянные микросферы 10,3 11,9 - - - - 4,3 - Алюмосиликатные микросферы - - 15,5 15,4 19,27 15,5 - 10,0 Модифицированное базальтовое волокно - - - - - - - 6,0 Пластификатор: 1,00 Melflux 1641F 0,38 - - 0,48 - - - - Melflux 2651F - - - - - 0,40 - - Одолит Т - 0,30 - - 0,48 - - - Sika Viscocrete 5 new - - 0,40 - - - 0,30 - Вода 14,8 17,0 15,7 15,4 15,6 14,3 11,9 20,0

Таблица 2 Показатель Содержание компонентов, мас.% Состав Прототип 1 2 3 4 5 6 7 Средняя плотность, кг/м3 1370 1293 1423 1518 1252 1483 1803 1630 Предел прочности при сжатии, МПа 56,2 56,5 40,9 73,0 45,3 59,3 63,86 46,9 Удельная прочность, МПа 41,01 43,69 28,73 48,12 36,21 39,95 35,42 -∗ Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) 0,599 0,488 0,588 0,691 0,475 0,688 - - Коэффициент температуропроводности, ·10-7 м2 4,262 3,655 3,950 4,247 3,648 4,01 - - Удельная теплоемкость (при T=25°С), кДж/(кг·К) 1,050 1,110 1,181 1,204 1,067 1,186 - - Примечание. ∗ - удельная прочность, рассчитанная по представленной формуле, составляет 28,7 МПа.

Как видно из таблицы 2, предлагаемый высокопрочный легкий бетон обладает более высоким показателем удельной прочности (до 1,65 раза) в зависимости от вида и марки наполнителя, более низкой средней плотностью и коэффициентом теплопроводности.

Похожие патенты RU2515450C1

название год авторы номер документа
Легкий бетон конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного назначения 2022
  • Балыков Артемий Сергеевич
  • Низина Татьяна Анатольевна
  • Селяев Владимир Павлович
  • Володин Сергей Валерьевич
RU2783073C1
Состав лёгкого самоуплотняющегося конструкционного бетона (ЛКБ) на основе цементной матрицы 2021
  • Ананьев Михаил Сергеевич
  • Любин Пётр Андреевич
  • Закревская Любовь Владимировна
RU2758050C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЛЕГКИЙ ФИБРОБЕТОН 2014
  • Иноземцев Александр Сергеевич
  • Королев Евгений Валерьевич
RU2548303C1
ЛЕГКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМПОЗИТ 2021
  • Иноземцев Александр Сергеевич
  • Королев Евгений Валерьевич
RU2773899C1
Наномодифицирующий высокопрочный легкий бетон на композиционном вяжущем 2021
  • Гришина Анна Николаевна
  • Иноземцев Александр Сергеевич
  • Королев Евгений Валерьевич
RU2775585C1
НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫЙ ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЛЕГКИЙ БЕТОН 2019
  • Иноземцев Александр Сергеевич
  • Королев Евгений Валерьевич
RU2718443C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ САМОУПЛОТНЯЮЩИЙСЯ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН 2022
  • Лесовик Валерий Станиславович
  • Елистраткин Михаил Юрьевич
  • Сальникова Алёна Сергеевна
  • Воронов Василий Васильевич
RU2796782C1
Смесь для изготовления цементсодержащего строительного материала 2017
  • Ванштейдт Любовь Дмитриевна
RU2708138C1
Мелкозернистый бетон и способ приготовления бетонной смеси для его получения 2017
  • Низина Татьяна Анатольевна
  • Балыков Артемий Сергеевич
  • Мирский Валерий Арнольдович
RU2657303C1
Мелкозернистая бетонная смесь 2017
  • Балыков Артемий Сергеевич
  • Низина Татьяна Анатольевна
RU2649996C1

Реферат патента 2014 года ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЛЕГКИЙ БЕТОН

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при возведении сооружений специального назначения. Технический результат - получение бетона с повышенными показателями удельной прочности. Высокопрочный легкий бетон, полученный из бетонной смеси, содержит портландцемент, наполнитель, пластификатор, воду, минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, имеющего средний размер частиц 0,01 - 1 мкм, каменной муки - продукта измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700 - 800 м2/кг и кварцевого песка фракции 0,16 - 0,63 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 33,8 - 53,0, микрокремнезем 4,77 - 13,8, каменная мука 1,5 - 11,9, кварцевый песок 5,1…32,2 , микросферы 4,3 - 19,27, пластификатор 0,3 - 0,48, вода остальное. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 515 450 C1

Высокопрочный легкий бетон, полученный из смеси, содержащей цемент, наполнитель - микросферы, пластификатор и воду, и отличающийся тем, что дополнительно содержит минеральную часть, состоящую из микрокремнезема, имеющего средний размер частиц 0,01-1 мкм, каменной муки - продукта измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700 - 800 м2/кг и кварцевого песка фракции 0,16 -0,63 мм, а в качестве пластификатора - гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент 33,8 - 53,0 Микрокремнезем 4,77 - 13,8 Указанная каменная мука 1,5 - 11,9 Указанный кварцевый песок 5,1 - 32,2 Микросферы 4,3 - 19,27 Указанный гиперпластификатор 0,3 -0,48 Вода остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2515450C1

БЕТОННАЯ СМЕСЬ 2007
  • Пономарев Андрей Николаевич
  • Юдович Михаил Евгеньевич
RU2355656C2
ОБЛЕГЧЕННАЯ ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ 2004
  • Крылов Г.В.
  • Щербич Н.Е.
  • Белей И.И.
  • Карелина Н.Е.
  • Коновалов Е.А.
  • Ермаков А.А.
  • Цыпкин Е.Б.
  • Коновалов В.С.
RU2255205C1
RU 2010128417 А1, 20.01.2012
СУХАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЯЧЕИСТОГО ГАЗОФИБРОБЕТОНА 2008
  • Ястремский Евгений Николаевич
RU2394007C2
МНОГОСЛОЙНАЯ БАРЬЕРНАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Робинсон Джон В.
  • Мазани Энтони М.
  • Картрайт Крейг Л.
RU2329898C2
US 6832652 B1, 21.12.2004
WO 2011066191 А1, 03.06.2011

RU 2 515 450 C1

Авторы

Королев Евгений Валерьевич

Иноземцев Александр Сергеевич

Даты

2014-05-10Публикация

2012-10-11Подача