ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН Российский патент 2015 года по МПК C04B28/04 C04B22/08 C04B24/04 C04B111/76 C04B111/20 

Описание патента на изобретение RU2559253C1

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 морозостойкость и коррозионная стойкость бетона, твердеющего при отрицательной температуре.

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 морозостойкость и коррозионная стойкость бетона, твердеющего при отрицательной температуре.

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, отличающегося повышенной морозостойкостью и коррозионной стойкостью бетона, твердеющего при отрицательной температуре.

Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон состоит из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду. Новым по сравнению с высокопрочным бетоном, выбранным за прототип, является то, что песок представлен кварцевым песком с модулем крупности Мкр.=2,26, щебень представлен гранитным щебнем фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент представлен золем H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, значение pH=4±0,5, и добавка представлена водным раствором с плотностью ρ=1,04 г/см3 и pH=7,0±0,5, состоящим из поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3, pH=7±0,5, формиата кальция (НСОО)2Ca, нитрата натрия NaNO3, смеси поверхностно-активных веществ на основе этоксилированных жирных спиртов и разветвленных алкилсульфатов с плотностью ρ=1,03 г/см3 и pH=7±1,0 и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и pH=7±0,5 21,0-25,0 Формиат кальция (НСОО)2Ca 2,5-3,0 Нитрат натрия NaNO3 5,0-6,0 Смесь поверхностно-активных веществ на основе этоксилированных жирных спиртов и разветвленных алкилсульфатов 6,5-7,0 Вода 61,0-63,0

при следующем соотношении компонентов бетонной смеси для высокопрочного бетона, мас.%:

Портландцемент 20,0-23,0 Указанный щебень 40,0-41,0 Указанный песок 31,0-32,0 Указанный кремнеземсодержащий компонент 0,25-0,30 Указанная добавка 0,30-0,40 Вода 5,45-6,30

Совместное присутствие добавки, состоящей из поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и pH=7±0,5, формиата кальция (НСОО)2Ca, нитрата натрия NaNO3, смеси поверхностно-активных веществ на основе этоксилированных жирных спиртов и разветвленных алкилсульфатов с плотностью ρ=1,03 г/см3 и pH=7±1,0 и воды в сочетании с золем кремниевой кислоты, способствует повышению гидратационной активности цементсодержащей бетонной смеси, следствием чего является повышение плотности, что и приводит к повышению морозостойкости и коррозионной стойкости бетона, твердеющего при отрицательной температуре.

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 pH=4±0,5, и добавки с плотностью ρ=1,04 г/см3 и pH=7,0±0,5, представленной поликарбоксилатным полимером на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и pH=7±0,5, формиата кальция (НСОО)2Ca, нитрата натрия NaNO3, смеси поверхностно-активных веществ на основе этоксилированных жирных спиртов и разветвленных алкилсульфатов с плотностью ρ=1,03 г/см3 и pH=7±1,0 и воды, а именно повышает гидратационную активность цементной бетонной смеси при отрицательной температуре, повышая плотность бетона, и, как следствие, повышает морозостойкость и коррозионную стойкость бетона, твердеющего при отрицательной температуре.

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/см3.

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 pH=4±0,5.

2. Приготовление добавки:

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

2.2. Дозируют формиат кальция (НСОО)2Ca.

2.3. Дозируют нитрат натрия NaNO3.

2.4. Дозируют смесь поверхностно-активных веществ на основе этоксилированных жирных спиртов и разветвленных алкилсульфатов с плотностью ρ=1,03 г/см3 и pH=7±1,0.

2.5. Дозируют воду.

2.6. Отдозированные по п. 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 и 2.5 компоненты тщательно перемешивают до получения раствора с плотностью ρ=1,04 г/см3 и pH=7,0±0,5.

3. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,26, 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 по п. 3.2.

3.6. Смесь, состоящую из воды и добавок, приготовленную по п. 3.5, транспортируют в бетоносмеситель.

3.7. Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3 минут и получают готовую бетонную смесь, которую транспортируют к месту изготовления изделий и отбора образцов для контроля качества по параметрам морозостойкости и коррозионной стойкости бетона, твердеющего при отрицательной температуре.

Морозостойкость определяют по ГОСТ 10060-2012 (по 2 ускоренному методу), коррозионная стойкость оценивалась при кипячении бетонных образцов в 5% растворе Na2SO4 и 5% растворе MgCl2 в течение 72 часов, и далее определялся коэффициент коррозионной устойчивости Kкор.уст.=Rсж.1/Rсж.2, где Rсж.1 - прочность бетонного образца до кипячения и Rсж.2 - прочность бетонного образца после кипячения.

Составы бетонной смеси и результаты испытаний представлены в табл. 1 и 2.

Анализ данных, представленных в табл. 1 и 2, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению повышает на 50% морозостойкость и повышает коэффициент коррозионной устойчивости на 13% для бетона, твердеющего при отрицательной температуре относительно прототипа.

Похожие патенты RU2559253C1

название год авторы номер документа
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2014
  • Сватовская Лариса Борисовна
  • Соловьева Валентина Яковлевна
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Соловьев Дмитрий Вадимович
  • Иванова Вера Ефимовна
  • Смирнова Татьяна Владимировна
RU2559254C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2014
  • Сватовская Лариса Борисовна
  • Соловьева Валентина Яковлевна
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Соловьев Дмитрий Вадимович
  • Иванова Вера Ефимовна
  • Смирнова Татьяна Владимировна
RU2562625C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2012
  • Сватовская Лариса Борисовна
  • Соловьева Валентина Яковлевна
  • Чернаков Владислав Афанасьевич
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Касаткин Сергей Петрович
RU2515665C2
Высокопрочный бетон 2022
  • Соловьёва Валентина Яковлевна
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Соловьёв Дмитрий Вадимович
  • Степанов Артемий Владимирович
RU2781587C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2015
  • Сватовская Лариса Борисовна
  • Соловьева Валентина Яковлевна
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Сурков Владимир Николаевич
  • Иванова Вера Ефимовна
  • Касаткин Сергей Петрович
RU2592318C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2014
  • Сватовская Лариса Борисовна
  • Соловьева Валентина Яковлевна
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Соловьев Дмитрий Вадимович
  • Сурков Владимир Николаевич
  • Смирнова Татьяна Владимировна
RU2555993C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2018
  • Сватовская Лариса Борисовна
  • Соловьёва Валентина Яковлевна
  • Соловьёв Дмитрий Вадимович
  • Абу-Хасан Махмуд
  • Русанова Екатерина Владимировна
  • Николай Васильевич
  • Кукобин Егор Игоревич
RU2693085C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2015
  • Сватовская Лариса Борисовна
  • Соловьева Валентина Яковлевна
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Сурков Владимир Николаевич
  • Иванова Вера Ефимовна
  • Касаткин Сергей Петрович
RU2593402C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2019
  • Зыков Владимир Викторович
  • Соловьева Валентина Яковлевна
  • Иванова Вера Ефимовна
  • Соловьев Дмитрий Вадимович
  • Касаткин Сергей Петрович
  • Зыков Ярослав Владимирович
RU2705114C1
Высокопрочный бетон 2022
  • Соловьёва Валентина Яковлевна
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Соловьёв Дмитрий Вадимович
  • Таттар Александр Вячеславович
  • Шварц Филипп Михайлович
RU2778220C1

Реферат патента 2015 года ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

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, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, содержит песок кварцевый с модулем крупности Мкр.=2,26, щебень гранитный фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент золь H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3 и значением pH=4±0,5, добавку - водный раствор с плотностью ρ=1,0,4 г/см3 и pH=7,0±0,5, состоящий из поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3, pH=7±0,5, формиата кальция (НСОО)2Са, нитрата натрия NaNO3, смеси ПАВ на основе этоксилированных жирных спиртов и разветвленных алкилсульфатов с плотностью ρ=1,03 г/см3 и pH=7±1,0 и воды при следующем соотношении компонентов добавки, мас.%: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и pH=7±0,5 - 21,0-25,0; формиат кальция (НСОО)2Са - 2,5-3,0; нитрат натрия NaNO3 - 5,0-6,0; смесь ПАВ на основе этоксилированных жирных спиртов и разветвленных алкилсульфатов - 6,5-7,0; вода - 61,0-63,0 при указанном соотношении компонентов бетонной смеси для высокопрочного бетона. Технический результат - повышение морозостойкости и коэффициента коррозионной устойчивости бетона, твердеюшего при отрицательной температуре относительно прототипа. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 559 253 C1

Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве песка - песок кварцевый с модулем крупности, Мкр.=2,26, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента - золь H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3 и значением pH=4±0,5, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,0,40 г/см3 и pH=7,0±0,5, состоящий из поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3, pH=7±0,5, формиата кальция (НСОО)2Са, нитрата натрия NaNO3, смеси поверхностно-активных веществ на основе этоксилированных жирных спиртов и разветвленных алкилсульфатов с плотностью ρ=1,03 г/см3 и pH=7±1,0 и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и pH=7±0,5 21,0-25,0 Формиат кальция (НСОО)2Са 2,5-3,0 Нитрат натрия NaNO3 5,0-6,0 Смесь поверхностно-активных веществ на основе этоксилированных жирных спиртов и разветвленных алкилсульфатов 6,5-7,0 Вода 61,0-63,0


при следующем соотношении компонентов бетонной смеси для высокопрочного бетона, мас.%
Портландцемент 20,0-23,0 Указанный щебень 40,0-41,0 Указанный песок 31,0-32,0 Указанный кремнеземсодержащий компонент 0,25-0,30 Указанная добавка 0,30-0,40 Вода 5,45-6,30

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2559253C1

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2004
  • Сватовская Л.Б.
  • Соловьева В.Я.
  • Комохов П.Г.
  • Степанова И.В.
  • Сычева А.М.
RU2256630C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2004
  • Сватовская Л.Б.
  • Соловьева В.Я.
  • Комохов П.Г.
  • Степанова И.В.
  • Сычева А.М.
RU2256629C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2012
  • Сватовская Лариса Борисовна
  • Соловьева Валентина Яковлевна
  • Николай Васильевич
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Касаткин Сергей Петрович
RU2505500C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН 2012
  • Сватовская Лариса Борисовна
  • Соловьева Валентина Яковлевна
  • Чернаков Владислав Афанасьевич
  • Степанова Ирина Витальевна
  • Касаткин Сергей Петрович
RU2515665C2
ДОБАВКА К ЦЕМЕНТУ, СМЕСИ НА ЕГО ОСНОВЕ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2010
  • Юдович Борис Эммануилович
  • Зубехин Сергей Алексеевич
RU2441853C2
RU 2012110075 A1, 20.09.2013
US 20110036273 A, 17.02.2011

RU 2 559 253 C1

Авторы

Сватовская Лариса Борисовна

Соловьева Валентина Яковлевна

Степанова Ирина Витальевна

Соловьев Дмитрий Вадимович

Сурков Владимир Николаевич

Смирнова Татьяна Владимировна

Даты

2015-08-10Публикация

2014-05-30Подача