ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН Российский патент 2017 года по МПК C04B28/04 C04B24/04 C04B22/08 C04B103/40 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в гражданском, промышленном и дорожном строительстве и при монолитном возведении сооружений и дорожного покрытия.

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

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе высокопрочного бетона.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256630, С04В 28/04, 04В111:20, 20.07.2005 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см³, водородным показателем рН=5-6, добавку - калий железистосинеродистый K₄[Fe(CN)₆] и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе высокопрочного бетона.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является сырьевая смесь для высокопрочного бетона (RU №2555993, С04В 28/04, С04В 24/24, С04В 22/08, С04В 103/40, 10.07.2015 г., Бюл. №19), содержащая портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,6, щебень гранитный фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см³, водородным показателем рН=5±0,5, добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,12 г/см³ и водородным показателем рН=7,5±0,5, состоящим из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,5±0,5 и поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,5±0,5, глюконата натрия и воды при следующем соотношении компонентов, мас. %:

поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,5±0,5 9,3-10,0 поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,5±0,5 10,2-10,4 глюконат натрия 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

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе высокопрочного бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона, обладающего повышенной прочностью на растяжение при изгибе.

Поставленная задача решается за счет того, что высокопрочный бетон из смеси содержащей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора состоящего из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; глюконата натрия и воды, содержит кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,2 и щебень гранитный фракции 5-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, водный раствор добавки дополнительно содержит золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см³ и водородным показателем рН=4,0; золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см³ и водородным показателем рН=9,0, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0 9,5-14,0 поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0 10,5-13,0 глюконат натрия 2,5-3,0 золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см³ и 4,5-5,0 водородным показателем рН=4,0 золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см³ и водородным показателем рН=9,0 6,5-4,0 вода 62,0-62,5

при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:

портландцемент 14,9-16,7 указанный песок 28,0-28,4 указанный щебень 45,4-46,0 указанный известняк 2,0-2,2 указанная добавка 0,2-0,22 вода 7,7-8,28

Использование тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м²/кг повышает плотность и однородность бетонной смеси, который в присутствии высокоэффективной добавки проявляет реакционную активность, образуя в качестве гидратного соединения основной карбонат кальция, все это способствует повышению прочности, в т.ч. прочности на растяжение при изгибе. А также использование добавки, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров, золя кремниевой кислоты и золя гидроксида алюминия повышает степень гидратации бетонной твердеющей системы и уже в начальный период твердения образуются в повышенном количестве гидросульфоалюминат кальция, который имеет удлиненную игольчатую структуру кристаллов, а также образуются низкоосновные тоберморитоподобные гидроксилаты CSH(I), которые тоже имеют удлиненную волокнистую структуру. Образование указанных гидратных соединений способствует повышению прочности на растяжение при изгибе, и при этом при взаимодействии золя кремниевой кислоты и золя гидроксида алюминия дополнительно образуются прочные и гибкие полиалюмосиликатных цепочки в твердеющей системе, которые придают бетону особую гибкость, что также способствует повышению прочности на растяжение при изгибе.

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 тонкомолотого известняка и добавки, представленной водным раствором, состоящим из поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; глюконата натрия; золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см³ и водородным показателем рН=4,0; золя гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см³ и водородным показателем рН=9,0 и воды, а именно повышает прочность на растяжение при изгибе.

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

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском, промышленном и дорожном строительстве и при монолитном возведении сооружений и дорожного покрытия.

Пример конкретного выполнения:

I. приготовление добавки:

1.1 дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0;

1.2 дозируют поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0;

1.3 глюконат натрия;

1.4 дозируют золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см³ и водородным показателем рН=4,0;

1.5 дозируют золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см³ и водородным показателем рН=9,0;

1.6 дозируют воду;

1.7 отдозированные по п. 1.1; 1.2; 1.3; 1.4; 1.5 и 1.6 компоненты тщательно перемешивают до получения однородного раствора с плотностью ρ=1,037 г/см³ и водородным показателем рН=7,5 и транспортируют в накопительную емкость;

II. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг песок с модулем крупности Мкр.=2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм.

2.1 Отдозированные компоненты по п. 2 транспортируют в бетоносмеситель любой современной конструкции, используемой на заводе;

2.2 дозируют воду;

2.3 дозируют добавку, приготовленную по п. 1.7;

2.4 отдозированную добавку по п. 2.3 транспортируют в отдозированную воду по 2.2;

2.5 смесь, приготовленную по 2.4, транспортируют в бетоносмеситель п. 2.1;

2.6 все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3-х минут;

2.7 готовую бетонную смесь для высокопрочного бетона транспортируют к месту приготовления изделий;

2.8 Непосредственно из бетоносмесителя отбирают бетонную смесь, приготовленную по п. 2.7, из которой изготавливают образцы-призмы размером 10×10×40 см, дальнейшее хранение которых производят в нормальных условиях и по достижении возраста равного 28 суткам образцы подвергают испытанию на прочность на растяжение при изгибе по ГОСТ 10180-2012. Полученные результаты представлены в таблице.

Проведенные исследования показали, что прочность на растяжение при изгибе повышается на 25%.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в гражданском, промышленном и дорожном строительстве и при монолитном изготовлении сооружений и дорожного покрытия. Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора, состоящего из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; глюконата натрия и воды, содержит кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,2 и щебень гранитный фракции 5-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, водный раствор добавки дополнительно содержит золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см³ и водородным показателем рН=4,0; золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см³ и водородным показателем рН=9,0, при следующем соотношении компонентов, мас. %: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0-9,5-14,0; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0-10,5-13,0; глюконат натрия - 2,5-3,0; золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см³ и водородным показателем рН=4,0-4,5-5,0; золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см³ и водородным показателем рН=9,0 - 6,5-7,0; вода - 62,0-62,5. При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %: портландцемент - 14,9-16,7; указанный песок - 28,0-28,4; указанный щебень - 45,4-46,0; указанный известняк - 2,0-2,2; указанная добавка - 0,2-0,22; вода - 7,7-8,28. Техническим результатом является повышение прочности на растяжение при изгибе. 1 табл.

Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора, состоящего из смеси поликарбоксилатньгх полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; глюконата натрия и воды, содержит кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,2 и щебень гранитный фракции 5-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, водный раствор добавки дополнительно содержит золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см³ и водородным показателем рН=4,0; золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см³ и водородным показателем рН=9,0, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0 9,5-14,0 поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0 10,5-13,0 глюконат натрия 2,5-3,0 золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см³ и водородным показателем рН=4,0 4,5-5,0 золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см³ и водородным показателем рН=9,0 6,5-7,0 вода 62,0-62,5

при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:

портландцемент 14,9-16,7 указанный песок 28,0-28,4 указанный щебень 45,4.46,0 указанный известняк 2,0-2,2 указанная добавка 0,2-0,22 вода 7,7-8,28