ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН Российский патент 2016 года по МПК C04B28/04 

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.

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, содержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду.

Недостатком данного технического решения является повышенная усадка бетона.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 28/04, опубл. 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем ортокремниевой кислоты с плотностью 1,014 г/см³, водородным показателем 5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Недостатком данного технического решения является повышенная усадка бетона.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU, №2425814, С04В 28/04, 22/06, 24/24, 111/20, опубл. 10.08.2011 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, добавка является комплексной и состоит из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³, водородным показателем 4,5-5,5 и гиперпластификатора «Peramin SMF-10» на основе поликарбоксильных полимеров шведской компании «Perstorp» (ASTM С494 тип F, DIN 1045, BS 5075 части 1 и 3, EN 934-2), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³,   водородным показателем 4,5-5,5 85,50-86,00 Гиперпластификатор «Peramin» SMF-10 14,00-14,50

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Портландцемент 20,60-27,40 Песок 21,80-24,70 Щебень 42,40-44,50 Указанная добавка 1,00-1,45 Вода 7,40-8,75

Недостатком данного технического решения является повышенное значение усадки бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение усадки высокопрочного бетона.

Технический результат достигается тем, что высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, содержит в качестве песка содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,7, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, и комплексную добавку с плотностью 1,017 г/см и водородным показателем 6,5±0,5, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5,0±0,5 и пластификатора из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7,0±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиной кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородный показатель 7,0±0,5, и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поликарбоксилатный полимер   на основе метакриловой кислоты   с плотностью 0,95 г/см³ и   водородным показателем 7,0±0,5 10,5-11,5 Поликарбоксилатный полимер   на основе эфира аллила   и ангидрита малеиновой кислоты   с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7±0,5 11,5-11,8 Золь гидроксида железа (III)   с плотностью 1,021 г/см³, водородным показателем 5,0±0,5 8,0-8,5 Вода 69,0-69,2

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Портландцемент 17,7-18,4 Указанный песок 41,62-42.0 Указанный щебень 32,8-33,0 Указанная добавка 0,18-0,2 Вода 7,0-7,1

Золь гидроксида железа (III) в сочетании с поликарбоксилатами разной природы, имеющими боковые цепочки различной длины, способствуют созданию равномерно армированной структуры бетона, обеспечивая усиление гидратационных процессов во всем объеме бетона и при этом золь гидроксида железа (III) переходит в гель, способствуя уплотнению структуры бетона и, как следствие, уменьшению его усадки более чем в 3 раза в возрасте 120 суток.

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 гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5,0±0,5, и пластификатора, представленного смесью поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7±0,5, а именно, равномерно во всем объеме бетона увеличивается гидратационная активность цемента и образуется дополнительно за счет перехода золя гидроксида железа (III) в гель повышенное количество геля, заполняющего поры бетона, таким образом, уплотняется структура бетона, что и способствует уменьшению усадки бетона.

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

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

Пример конкретного выполнения.

1. Приготовление добавки

1.1. Приготовление золя гидроксида железа (III):

1.1.1. Дозируют насыщенный раствор хлорида железа

1.1.2. Дозируют воду

1.1.3. Кипятят отдозированную воду

1.1.4. Смешивают компоненты, приготовленные по п. 1.1.1 и п. 1.1.3 до получения раствора вишнево-коричневого цвета, представляющего собой золь с коллоидными частицами гидроксида железа (III). Получаемый золь гидроксида железа должен иметь плотность 1,021 г/см³ и водородный показатель 5,0±0,5.

1.2. Дозируют золь гидроксида железа, приготовленный по п. 1.1.4.

1.3. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5.

1.4. Дозируют поликарбоксилатный полимер на эфира аллила ангидрита малеиновой кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 6,5±,5.

1.5. Дозируют воду.

2. Отдозированные по п. 1.2, 1.3, 1.4 и 1.5 компоненты тщательно перемешивают до получения раствора с плотностью 0,17 г/см³ и водородным показателем 6,5±0,5.

3. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности 2,7, гранитный щебень 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 добавку, приготовленную по п. 2.

3.4. Добавку, отдозированную по п. 3.3, транспортируют в отдозированную воду.

3.5. Смесь, приготовленную по п. 3.4, транспортируют в бетоносмеситель.

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

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

3.8. Непосредственно из бетоносмесителя отбирают бетонную смесь, приготовленную по п. 3.7, для контроля физико-механических характеристик. Определение усадки бетона осуществляют по ГОСТ 24544-81.

Результаты по усадке бетона представлены в таблице.

Проведенные исследования показали, что усадка бетона в возрасте 120 сут уменьшается в 3,16 раза.

Высокопрочный бетон относится к строительным материалам и может быть использован для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения. Технический результат заключается в уменьшении усадки высокопрочного бетона. Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, в качестве песка содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,7, в качестве щебня содержит щебень фракции 5-10 мм, и комплексную добавку с плотностью 1,07 г/см³ и водородным показателем 6,5±0,5, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5±0,5 и пластификатора из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиной кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7±0,5, и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5 - 10,5-11,5; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиной кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7±0,5 - 11,5-11,8; золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5,0±0,5 - 8,0-8,5; вода - 69,0-69,2, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: портландцемент - 17,7-18,4; указанный песок - 41,62-42,0; указанный щебень - 32,8-33,0; указанная добавка - 0,18-0,2; вода - 7,0-7,1. 1 табл.

Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, в качестве песка содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,7, в качестве щебня содержит щебень гранитный фракции 5-10 мм и комплексную добавку с плотностью 1,017 г/см³ и водородным показателем 6,5±0,5, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5,0±0,5 и пластификатора, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит смесь поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7,0±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиной кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7,0±0,5, и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поликарбоксилатный полимер   на основе метакриловой кислоты   с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5 10,5-11,5 Поликарбоксилатный полимер   на основе эфира аллила и ангидрита   малеиновой кислоты с плотностью 1,03 г/см³   и водородным показателем 7±0,5 11,5-11,8 Золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³,   водородным показателем 7±0,5 8,0-8,5 Вода 69,0-69,2