СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2017 года по МПК C04B40/00 C04B28/02 C04B24/24 C04B111/20 C04B16/06 

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 перемешивание части расчетной дозы жидкости затворения с цементом в смесителе-активаторе, введение оставшейся части расчетной дозы жидкости затворения в бетоносмеситель с заполнителем, последующее введение полученной в смесителе-активаторе суспензии в бетоносмеситель и окончательное перемешивание полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве жидкости затворения используют воду, которую предварительно заливают в смеситель-активатор в объеме (40÷70)% от расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения, которую в процессе заливки в смеситель-активатор активируют (RU 2496748 A, опубл. 27.10.2013).

Недостатком данного изобретения является невысокая прочность получаемого бетона, а также техническая сложность процесса приготовления бетонной смеси.

Известен способ приготовления бетонной смеси, заключающийся в предварительном перемешивании 50% расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор на основе эфира поликарбоксилата - Реламикс ПК - и механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2 мин, с последующим перемешиванием оставшейся части цемента, крупного и мелкого заполнителя в бетоносмесителе в течение не менее 5 минут (RU 2552263 C1, опубл. 10.06.2015).

Недостатком данного изобретения является существенное уменьшение подвижности и сохраняемости бетонной смеси, а также невысокая прочность получаемого бетона.

Прототипом данного изобретения является способ получения бетонной смеси, в котором предварительно 50% расчетного количества цемента перемешивают с водой затворения, содержащей суперпластификатор продукта конденсации на основе натриевой соли нафталинсульфокислоты и формальдегида - РЕЛАМИКС Т2 - и ускоритель твердения - сульфат натрия, подвергают механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2-3 мин, с последующим перемешиванием оставшейся части цемента, заполнителя и второго суперпластификатора на основе эфира поликарбоксилата - REMICRETE SP60 - в бетоносмесителе в течение не менее 5 минут (RU 2559234 C1, опубл. 10.08.2015).

Недостатком данного изобретения является использование двух видов суперпластификатора, а также ускорителя твердения, снижающего сохраняемость бетонной смеси, невысокая подвижность бетонной смеси, невысокая марочная прочность.

Задача настоящего изобретения - повышение подвижности и сохраняемости бетонной смеси, повышение марочной прочности бетонов.

Результат достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем предварительную активацию в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2-3 мин 50% расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор и одностенные углеродные нанотрубки и последующее перемешивание с остальной частью цемента, заполнителями, согласно изобретению 50% цемента подвергают механохимической активации с водой затворения, содержащей 50% расчетного количества суперпластификатора на основе эфира поликарбоксилата - REMICRETE SP11 - и одностенные углеродные нанотрубки TUBALL, при последующем перемешивании в активированную суспензию вводят оставшуюся часть суперпластификатора - REMICRETE SP11.

Результат достигается также тем, что расход суперпластификатора составляет 1% от массы цемента, расход одностенных углеродных нанотрубок TUBALL - 0,0005% от массы цемента.

Способ приготовления бетонной смеси осуществляют 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.

В качестве суперпластификатора использовали добавку REMICRETE SP11 - на основе эфира поликарбоксилата - сертифицированная добавка к бетону из группы пластификаторов (FM), имеет сертификационный номер: 0764-CPD-0012 (согласно EN 934-2:2001).

В качестве углеродных нанотрубок использовали одностенные углеродные нанотрубки TUBALL компании OCSIAL, соответствующие требованиям ТУ 2166-001-91735575-2014.

Механохимическую активацию проводили в роторно-пульсационном аппарате РПА 0.8-55А-2.2УЗ по ТУ 5132-001-70447062.

Равномерное распределение углеродных нанотрубок в составе добавки обеспечивали путем ультразвукового диспергирования их в растворе суперпластификатора REMICRETE SP11 с помощью ультразвукового диспергатора мощностью 50-100 Вт в течение 5-10 мин.

Предварительно 50% расчетного количества цемента перемешивали с водой затворения, где предварительно растворено 50% расчетного количества суперпластификатора REMICRETE SP11 совместно с одностенными углеродными нанотрубками TUBALL, подвергали механохимической активации (МХА) в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2-3 мин, с последующим перемешиванием оставшейся части цемента, крупного и мелкого заполнителя в бетоносмесителе с добавлением оставшейся части суперпластификатора REMICRETE SP11 в течение не менее 5 минут.

При этом дозировка добавки REMICRETE SP11 составила 1% от массы цемента, одностенных углеродных нанотрубок TUBALL - 0.0005% от массы цемента.

Из бетонных смесей изготавливались образцы - кубы с размерами 10×10×10. Через 28 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 10180-2012. Подвижность и сохраняемость бетонной смеси определяли в соответствии с ГОСТ 10181-2014.

Результаты физико-механических испытаний образцов приведены в таблице 1.

Из данных табл. 1 видно, что бетон, полученный на основе механохимически активированной цементной суспензии с добавкой суперпластификатора и одностенных углеродных нанотрубок, имеет прочность на сжатие в 28-суточном возрасте на 19-21% больше, чем у прототипа. Подвижность бетонной смеси при одинаковом водоцементном отношении, измеряемая осадкой стандартного конуса по ГОСТ 10181-2014, существенно возрастает на 5-8 см. Сохраняемость подвижности полученной бетонной смеси выше, чем у прототипа на 40-60 мин, что особенно актуально в монолитном строительстве.

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 - повышение подвижности и сохраняемости бетонной смеси, повышение марочной прочности бетона. В способе приготовления бетонной смеси предварительно 50% расчетного количества цемента перемешивают с водой затворения, содержащей 50% расчетного количества суперпластификатора на основе эфира поликарбоксилата - REMICRETE SP11 - и одностенные углеродные нанотрубки TUBALL, подвергают механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2-3 мин с последующим перемешиванием оставшейся части цемента, заполнителя и оставшейся части суперпластификатора - REMICRETE SP11 - в бетоносмесителе в течение не менее 5 минут. Для равномерного распределения углеродных трубок в составе добавки перед механохимической активацией с 50% цемента от общего количества, осуществляют ультразвуковое диспергирование их в течение 5-10 минут в растворе указанного суперпластификатора, при этом мощность ультразвукового диспергатора 5-100 Вт. Технический результат - повышение сохраняемости бетонной смеси и прочности бетона на сжатие в 28-суточном возрасте. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ приготовления бетонной смеси, включающий предварительную активацию в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2-3 мин 50% расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор, и последующее перемешивание с остальной частью цемента, заполнителями, отличающийся тем, что 50% цемента подвергают механохимической активации с водой затворения, содержащей 50% расчетного количества суперпластификатора на основе эфира поликарбоксилата - REMICRETE SP11 - и одностенные углеродные нанотрубки TUBALL, равномерное распределение углеродных нанотрубок TUBALL обеспечивается путем ультразвукового диспергирования их в растворе суперпластификатора REMICRETE SP11 с помощью ультразвукового диспергатора мощностью 50-100 Вт в течение 5-10 мин, при последующем перемешивании в активированную суспензию вводят оставшуюся часть суперпластификатора - REMICRETE SP11.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход суперпластификатора составляет 1% от массы цемента, расход одностенных углеродных нанотрубок - 0,0005% от массы цемента.