ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН Российский патент 2017 года по МПК C04B28/04 C04B22/08 C04B24/24 C04B111/20 C04B103/32 

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 и водородным показателем рН=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на сжатие и недостаточная морозостойкость высокопрочного бетона.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256630, С04В 28/04, С04В 111/20, 20.07.2005 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см³ и водородным показателем рН=5-6, добавку - калий железистосинеродистый К4[Fe(CN)₆] и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на сжатие и недостаточная морозостойкость 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 и водородным показателем рН=5-6, добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,1 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±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±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±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±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 сжатие и недостаточная морозостойкость высокопрочного бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона, обладающего повышенной прочностью на сжатие и повышенной морозостойкостью.

Поставленная задача решается за счет того, что высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора с водородным показателем рН=7,5, состоящую из смеси поликарбоксилатных полимеров: 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 и воды, содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм, плотность водного раствора добавки составляет ρ=1,035 г/см³, водородный показатель рН=6,5, и она дополнительно содержит 40% водный раствор «Русский глиоксальх», сульфат алюминия, золь гидроксида алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0 10,0-13,0 Поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0 10,0-11,0 40% водный раствор «Русский глиоксаль» 3,0-3,5 Сульфат алюминия 1,5-1,8 Золь гидроксида алюминия 1,5-2,0 Вода 71,0-71,7

при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:

Портландцемент 14,32-16,32 Указанный песок 32,72-33,22 Указанный щебень 44,15-45,13 Указанная добавка 0,12-0,14 Вода 6,69-7,19

Использование 40% водного раствора «Русский глиоксаль» повышает однородность и связность бетонной смеси, совместное присутствие сульфата алюминия и золя гидроксида алюминия повышает гидратационную активность быстрогидратирующихся минералов портландцемента, таких как трехкальциевый алюминат и трехкальциевый силикат, и при этом выделяется повышенное количество тепла, которое аккумулируется в твердеющей системе, которое является достаточным для более раннего повышения реакционной активности двухкальциевого силиката и образования в пределах проектного периода, равного 28 суткам, высокоосновного гидросилита гиллебрандита. Связность бетонной смеси обеспечивает формирование однородной структуры бетона, а образование повышенного количества гидратных соединений способствует формированию большого количества контактов между компонентами бетонной смеси, что повышает целостность и монолитность затвердевшего бетона. Образование повышенного количества гидратных соединений, таких как гиллебрандит, оказывает положительное влияние на формирование особо прочной структуры бетона, что и обеспечивает повышение прочности на сжатие и морозостойкости бетона.

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 добавки, представленной водным раствором с плотностью ρ=1,035 г/см³ и водородным показателем рН=6,5, 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; 40% водного раствора «Русский глиоксаль»; сульфата алюминия, золя гидроксида алюминия и воды, а именно повышает прочность на сжатие и морозостойкость бетона.

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 Дозируют 40% водный раствор «Русский глиоксаль», состоящий из диальдегида щавелевой кислоты и воды.

1.4 Дозируют сульфат алюминия.

1.5 Дозируют золь гидроксида алюминия.

1.6 Дозируют воду.

1.7 Отдозированные по пп. 1.1; 1.2; 1.3; 1.4; 1.5 и 1.6 компоненты тщательно перемешивают до получения однородного раствора с плотностью ρ=1,035 г/см³ и водородным показателем рН=6,5 и транспортируют в накопительную емкость.

II Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, 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, используемый 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-кубы с ребром 10 см, дальнейшее хранение которых производят в нормальных условиях, при температуре 20±2°C и влажности W больше или равной 95%, и по достижении возраста равного 28 суткам образцы подвергают испытанию на прочность на сжатие по ГОСТ 10180-2012 и на морозостойкость по ГОСТ 10060-2012. Полученные результаты представлены в таблице.

Проведенные исследования показали, что прочность на сжатие повышается на 65% и морозостойкость повышается на 50%.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском, промышленном и дорожном строительстве и при монолитном изготовлении сооружений и дорожного покрытия. Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, добавку и воду, содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности 2,2, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-20 мм, в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,035 г/см³ и водородным показателем рН=6,5, состоящий 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; 40% водного раствора «Русский глиоксаль», сульфата алюминия, золя гидроксида алюминия и воды при следующем соотношении компонентов, мас. %: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0-10,0-13,0; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0-10,0-11,0; 40% водного раствора «Русский глиоксаль» - 3,0-3,5; сульфат алюминия - 1,5-1,8; золь гидроксида алюминия - 1,5-2,0; вода - 71,0-71,7, при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %: портландцемент - 14,32-16,32; указанный песок - 32,72-33,22; указанный щебень - 44,15-45,13; указанная добавка - 0,12-0,14; вода - 6,69-7,19. Техническим результатом является повышение прочности на сжатие и морозостойкости. 1 табл.

Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора с водородным показателем pH=7,5, состоящую из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем pH=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=7,0 и воды, отличающийся тем, что содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм, плотность водного раствора добавки составляет ρ=1,035 г/см³, водородный показатель pH=6,5, и она дополнительно содержит 40% водный раствор «Русский глиоксаль», сульфат алюминия, золь гидроксида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем pH=7,0 10,0-13,0 Поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=7,0 10,0-11,0 40% водный раствор «Русский глиоксаль» 3,0-3,5 Сульфат алюминия 1,5-1,8 Золь гидроксида алюминия 1,5-2,0 Вода 71,0-71,7

при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:

Портландцемент 14,32-16,32 Указанный песок 32,72-33,22 Указанный щебень 44,15-45,13 Указанная добавка 0,12-0,14 Вода 6,69-7,19