ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН Российский патент 2015 года по МПК C04B28/04 C04B24/24 C04B22/08 C04B103/40 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения, например гидросооружений.

Известна сырьевая смесь, для изготовления высокопрочного бетона (Ю.М. Баженов. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), Москва, 2002 г. С. 377), содержащая портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная подвижность и живучесть бетонной смеси.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU, №2256629, C04B 28/04, C04B 111:20, 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, pH=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная подвижность и живучесть бетонной смеси.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU, №2256630, C04B 28/04, C04B 111:20, 20.07.2005 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, pH=5-6, добавку - калий железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆ и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 43,58-47,08 Песок 14,43-15,69 Щебень 25,70-27,84 Кремнеземсодержащий компонент,   представленный золем H₂SiO₃ с   плотностью ρ=1,014 г/см³, pH=5-6 0,25-0,27 Добавка калий   железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆ 0,44-0,47 Вода 12,10-12,15

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной подвижностью и живучестью бетонной смеси.

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 содержит в качестве песка - песок кварцевый с модулем крупности, Мкр.=2,6, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, характеризуется значением рН=4±0,5, и добавка представлена водным раствором с плотностью ρ=1,12 г/см³ и pH=7,5±0,5, состоящая из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5, и поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5; глюконатом натрия, C₆H₁₁NaO₇ и водой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поликарбоксилатный полимер   на основе метакриловой кислоты   с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5 9,3-10,0 Поликарбоксилатный полимер   на основе эфира аллила и   ангидрита малеиновой кислоты   с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5 10,2-10,4 Глюконат натрия, С₆Н₁₁NaO₇ 2,6-2,8 Вода 77,2-77,5

При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас.%

Портландцемент 21,1-23,2 Указанный щебень 41,99-42,82 Указанный песок 28,3-29,0 Указанный кремнеземсодержащий компонент 0,12-0,13 Указанная добавка 0,15-0,2 Вода 6,24-6,75

Совместное присутствие поликарбоксилатов разной природы в сочетании с золем кремниевой кислоты способствует увеличению подвижности бетонной смеси в 3 раза по отношению к контрольному составу. Добавление глюконата натрия повышает живучесть бетонной смеси, т.е. сохранение подвижности бетонной смеси повышается в 3 раза, с 30 минут до 90 минут.

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 в присутствии золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см³, характеризуемого значением рН=4±0,5, и добавки с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=7,5±0,5, представленной смесью поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5, и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконатом натрия C₆H₁₁NaO₇ и водой, а именно, увеличивает подвижность и живучесть бетонной смеси.

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

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском строительстве и при монолитном возведении сооружений специального назначения.

Пример конкретного выполнения.

1. Приготовление золя кремниевой кислоты:

1.1. Дозируют натриевое жидкое стекло.

1.2. Дозируют воду.

1.3. Смешивают отдозированные компоненты по п. 1. и п. 2. до получения раствора с ρ=1,016 г/см^3.

1.4. Раствор, приготовленный по п. 1.3, пропускают через катионитовую колонку, содержащую катионит КУ-2-8.

1.5. На выходе из колонки получают раствор золя H₂SiO₃, который имеет плотность ρ=1,014 г/см³, при этом готовым продуктом является золь со значением рН=4±0,5.

2. Приготовление добавки:

2.1. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5;

2.2. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5;

2.3. Дозируют глюконат натрия C₆H₁₁NaO_7.

2.4. Дозируют воду.

2.5. Отдозированные по п. 2.1, 2.2., 2.3 и 2.4 компоненты тщательно перемешивают до получения раствора с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=7,5±0,5.

3. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, песок кварцевый с модулем крупности, Мкр=2,6, и щебень гранитный фракции 5-10 мм.

3.1. Отдозированные компоненты по п. 3 транспортируют в бетоносмеситель любой современной конструкции, используемый на заводе.

3.2. Дозируют воду.

3.3. Дозируют кремнеземсодержащий компонент, приготовленный по п. 1.5.

3.4. Дозируют добавку, приготовленную по п. 2.5.

3.5. Компоненты, отдозированные по п. 3.3. и п. 3.4, транспортируют в отдозированную воду.

3.6. Смесь, приготовленную по п. 3.5, транспортируют в бетоносмеситель.

3.7. Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3 минут.

3.8. Готовую бетонную смесь для высокопрочного бетона транспортируют к месту изготовления изделий.

3.9. Непосредственно из бетоносмесителя отбирают бетонную смесь, приготовленную по п. 3.8, для контроля физико-механических характеристик. Определение физико-механических характеристик осуществляют следующим образом: подвижность бетонной смеси и живучесть бетонной смеси по ГОСТ.

Результаты по подвижности и живучести бетонной смеси представлены в таблице 1, 2.

Проведенные исследования показали, что подвижность бетонной смеси повышается в 3 раза по отношению к контрольному составу, и живучесть бетонной смеси, т.е. сохранение подвижности бетонной смеси, повышается в 3 раза с 30 минут до 90 минут.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения. Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности, Мкр.=2,6, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента - золь H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³ и значением рН=4±0,5, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=7,5±0,5, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5, поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконата натрия C₆H₁₁NaO₇ и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5; - 9,3-10,0; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5 - 10,2-10,4; глюконат натрия C₆H₁₁NaO₇ - 2,6-2,8; вода - 77,2-77,5, при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас.%: портландцемент 21,1-23,2; указанный щебень 41,94-42,82; указанный песок 28,3-29,0; указанный кремнеземсодержащий компонент 0,12-0,13; указанная добавка 0,15-0,2; вода 6,24-6,75. Технический результат - повышение подвижности и живучести бетонной смеси. 2 табл.

Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности, Мкр.=2,6, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента содержит золь H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³ и значением рН=±0,5, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=7,5±0,5, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконата натрия С₆H₁₁NaO₇ и воды, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поликарбоксилатный полимер   на основе метакриловой кислоты   с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5 9,3-10,0 Поликарбоксилатный полимер   на основе эфира аллила и   ангидрита малеиновой кислоты   с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5 10,2-10,4 Глюконат натрия, C₆H₁₁NaO₇ 2,6-2,8 Вода 77,2-77,5