СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2015 года по МПК C04B40/00 C04B28/04 C04B24/00 

Изобретение относится к области строительства, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, используемых для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций в монолитном и сборном строительстве.

Известен способ приготовления бетонной смеси, включающий механохимическую активацию воды затворения с добавкой нитратнитритно-щелочной воды в течение 1 мин, механохимическую активацию цемента, содержащего 60-70% предварительно активированной воды затворения, в смесителе в течение 1,5-2 мин и последующее перемешивание в смесителе с песком, щебнем и оставшейся частью активированной воды затворения в течение 2 мин (RU 2361848 С2, опуб. 20.07.2009).

Приготовление бетонной смеси по предложенному способу позволяет снизить количество цемента на 20%, повысить удобоукладываемость.

Недостатком данного изобретения является невысокая прочность получаемого бетона, а также сложность процесса приготовления бетонной смеси с большими экономическими затратами.

Известен способ получения цементо-водной суспензии и продуктов на ее основе - цементного камня, строительного раствора и бетона, выполняемый активацией частиц цемента в условиях статистически равномерного распределения воды в суспензии по поверхности фракций цемента, при котором поверхности как крупных, так и средних и мелких частиц цемента адсорбируют ровно столько воды, сколько могут удержать при перемешивании (RU 2257294 С1, опуб. 27.07.2005). Активацию осуществляют с кавитацией, интенсифицируемой поддувом суспензии с ее барботированием сжатым воздухом при регулировании времени перемешивания.

Недостатком данного изобретения является сложность технологии получения бетонной смеси, а также невысокая прочность получаемого бетона.

Прототипом данного изобретения является способ получения бетонной смеси, включающий предварительную активацию части цемента от его расчетного количества с суперпластификатором и последующее перемешивание с оставшейся частью цемента, заполнителем и водой. Активацию осуществляют перемешиванием в водной среде при В/Ц=0,5-1,0 в течение 40-45 мин, при этом часть цемента составляет 10% от расчетного количества (RU 2371412 С1, опуб. 27.10.2009).

Недостатком данного изобретения является высокая энергоемкость и длительность процесса приготовления бетонной смеси, а также невысокая прочность получаемого бетона.

Задача настоящего изобретения - повышение темпа роста прочности бетонов, особенно в первые сутки, обеспечение высокой марочной прочности, повышение морозостойкости и водонепроницаемости.

Результат достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем предварительную активацию части от расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор и последующее перемешивание с остальной частью цемента и заполнителями, согласно изобретению, 50% расчетного количества цемента подвергают механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2 мин, в качестве суперпластификатора используют сополимер на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот - Гиперлит, с последующим перемешиванием оставшейся части цемента, крупного и мелкого заполнителя в бетоносмесителе в течение не менее 5 минут.

Результат достигается также тем, что расход добавки суперпластификатора - Гиперлита составляет 1,0-1,2% от массы цемента.

В качестве суперпластификатора использовали добавку - сополимер на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот - Гиперлит. Его технические характеристики: pH-6,5-7,0, цвет и структура - светло-коричневая жидкость, плотность (+20°C)-1,08 кг/дм³.

Способ приготовления бетонной смеси иллюстрируется следующим образом.

Для приготовления бетонной смеси производственного состава использовали цемент М400 ПЦ Д20 Ульяновского завода, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 31108-2003, песок Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93 и ГОСТ 8735-88, и щебень Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТов для бетонов, при следующем соотношении (масс.ч.):

Цемент:песок:щебень=1:1,13:2,68.

Расход цемента на 1 м³ бетона составил 490 кг.

Механохимическую активацию цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор производили в роторно-пульсационном аппарате РПА 0.8-55А-2.2УЗ по ТУ 5132-001-70447062.

Бетонную смесь готовили следующим образом.

Предварительно 50% расчетного количества цемента перемешивали с водой затворения, содержащей суперпластификатор - Гиперлит, и подвергали механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2 мин. Затем добавляли оставшуюся часть цемента, крупный и мелкий заполнители и перемешивали в бетоносмесителе в течение не менее 5 минут.

Из бетонных смесей изготавливали образцы - кубы с размерами 10×10×10. Через 1, 28 суток нормального твердения образцы подвергали механическим испытаниям. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 18105-86. Морозостойкость образцов определяли в соответствии с ГОСТ 10060.3-95, водонепроницаемость в соответствии с ГОСТ 12730.5-84.

Результаты физико-механических испытаний образцов приведены в таблице 1.

Таблица 1 № п/п Наименование добавки Время механо-актив. цем-ой суспензии Расход добавки в %, от массы цемента В/Ц Сред. плот. бетона г/м³ Прочность при сжатии, МПа Морозостойкость Водонепроницаемость 1 сут. 28 ут. 1 Гиперлит 1 мин 1 0,375 2450 $$\frac{\mathrm{9,65}*}{91\%}$$ $$\frac{\mathrm{59,8}}{117\%}$$ F150 W6 2 Гиперлит 2 мин 0,8 0,39 2460 $$\frac{\mathrm{10,6}}{100\%}$$ $$\frac{\mathrm{55,2}}{109\%}$$ F150 W6 3 Гиперлит 2 мин 1 0,375 2475 $$\frac{\mathrm{12,4}}{117\%}$$ $$\frac{\mathrm{61,5}}{121\%}$$ F200 W8 4 Гиперлит 2 мин 1,2 0,36 2535 $$\frac{\mathrm{12,6}}{119\%}$$ $$\frac{\mathrm{62,0}}{122\%}$$ F200 W8 5 Гиперлит 3 мин 1 0,375 2520 $$\frac{\mathrm{11,13}}{105\%}$$ $$\frac{\mathrm{70,9}}{139\%}$$ F150 W6 6 (прототип) С-3 40 мин 0,7 0,35 2550 $$\frac{\mathrm{10,6}}{100\%}$$ $$\frac{\mathrm{50,8}}{100\%}$$ F150 W6 Примечание*: над чертой приведено среднее значение показателя; под чертой - относительное значение показателя в % от прототипа.

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что бетон, полученный на основе механохимического активированного цементного теста, активированного 2 мин с добавкой суперпластификатора Гиперлит в количестве 1,0-1,2%, имеет прочность на сжатие в суточном возрасте в 1,19 раза больше, чем бетон, полученный по аналогу. В 28-суточном возрасте бетон, полученный по данному способу, обладает прочностью на сжатие соответственно в 1,22 раза выше прочности бетона, полученного по прототипу. Морозостойкость полученного бетона составляет F200, а водонепроницаемость W8, что на 33% выше в сравнении с прототипом.

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве. Технический результат заключается в повышении прочности, морозостойкости и водонепроницаемости. Способ приготовления бетонной смеси заключается в том, что предварительно 50% расчетного количества цемента перемешивают с водой затворения, содержащей суперпластификатор - Гиперлит подвергают механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2 мин, с последующим перемешиванием с оставшейся частью цемента и заполнителями. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ приготовления бетонной смеси, включающий предварительную активацию части от расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор и последующее перемешивание с остальной частью цемента и заполнителями, отличающийся тем, что 50% расчетного количества цемента подвергают механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2 мин, в качестве суперпластификатора используют сополимер на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот - Гиперлит.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход добавки суперпластификатора - Гиперлита составляет 1,0-1,2% от массы цемента.