ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН Российский патент 2017 года по МПК C04B28/04 C04B14/26 C04B24/24 C04B22/08 C04B111/20 

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, C04B 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 pH=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Недостатком данного технического решения является повышенная истираемость высокопрочного бетона.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256630, C04B 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 pH=5-6, добавку - калий железисто-синеродистый K₄[Fe(CN)₆] и воду.

Недостатком данного технического решения является повышенная истираемость высокопрочного бетона.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является сырьевая смесь для высокопрочного бетона (RU №2555993, C04B 28/04, C04B 24/24, C04B 22/08, C04B 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 pH=5-6, добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,1 г/см³ и водородным показателем pH=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 pH=7±0,5 и поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=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 pH=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 pH=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 повышенная истираемость высокопрочного бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона, обладающего пониженной истираемостью.

Поставленная задача решается за счет того, что высокопрочный бетон из смеси, содержащей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора с водородным показателем pH=7,5, состоящую из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем pH=7,0; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=7,0; глюконата натрия и воды, содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, плотность водного раствора добавки составляет ρ=1,03 г/см³, водородный показатель pH=5,5 она дополнительно содержит хлорид кальция, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем pH=7,0 12,0-15,0 Поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=7,0 11,6-12,0 Глюконат натрия 2,9-3,0 Хлорид кальция 1,4-1,5 Вода 69,1-71,5

При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:

Портландцемент 15,0-18,0 Указанный песок 30,25-31,25 Указанный щебень 41,21-42,71 Указанный известняк 2,15-2,25 Указанная добавка 0,15-0,17 Вода 8,24-8,62

Использование тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м²/кг повышает связность бетонной смеси, добавка, состоящая из смеси поликарбоксилатных полимеров, модифицированных хлоридом кальция, обладает повышенным активирующим эффектом, что приводит к высокой гидратационной активности компонентов бетонной смеси и, как следствие, - образованию повышенного количества контактов между компонентами бетонной смеси. Использование указанной добавки в сочетании с указанным известняком повышает плотность и однородность бетонной смеси. По данным физико-химических исследований установлено, что в продуктах гидратации присутствует повышенное количество тоберморитоподобного гидросиликата типа CSH(I), а также присутствует гидросиликат гиллебрандит и афвиллит, которые характеризуются повышенной твердостью, которые способствуют повышению и твердости высокопрочного бетона, в составе которого присутствуют образованные комплексные гидратные соединения, следствием чего является повышение истираемости высокопрочного 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 тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м²/кг и добавки, представленной водным раствором с плотностью ρ=1,030 г/см³ и водородным показателем pH=5,5, состоящим из 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; глюконата натрия; хлорида кальция и воды, а именно повышает однородность, плотность и прочность структуры бетона, следствием чего является понижение истираемости высокопрочного 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 pH=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 pH=7,0;

1.3 Дозируют глюконат натрия;

1.4 Дозируют хлорид кальция;

1.5 Дозируют воду;

1.6 Отдозированные по пп. 1.1; 1.2; 1.3; 1.4 и 1.5 компоненты тщательно перемешивают в вертикальной емкости с лопастной мешалкой до получения однородного водного раствора с плотностью ρ=1,030 г/см³ и водородным показателем pH=5,5;

1.7 Добавку, приготовленную по п. 1.6, транспортируют в накопительную емкость;

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

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. 2.6;

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

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

2.6 Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3 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 70,7 мм, дальнейшее хранение которых производят в нормальных условиях. и по достижении возраста, равного 28 суткам, образцы подвергают испытанию на истираемость по ГОСТ 13087-81. Полученные результаты представлены в таблице.

Проведенные исследования показали, что истираемость высокопрочного бетона понижается на 40% по сравнению с прототипом.

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, тонкомолотый наполнитель, 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 тонкомолотого наполнителя - тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,030 г/см³ и водородным показателем pH=5,5, состоящий из 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; глюконата натрия; хлорида кальция и воды при следующем соотношении компонентов, мас. %: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем pH=7,0 - 12,0-15,0; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=7,0 - 11,6-12,0; глюконат натрия - 2,9-3,0; хлорид кальция - 1,4-1,5; вода - 69,1-71,5, при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %: портландцемент - 15,0-18,0; указанный песок - 30,25-31,25; указанный щебень - 41,21-42,71; указанный известняк - 2,15-2,25; указанная добавка - 0,15-0,17; вода - 8,24-8,62. Техническим результатом является понижение истираемости высокопрочного бетона. 1 табл., 1 пр.

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: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью р=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатный полимер 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, отличающийся тем, что содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, плотность водного раствора добавки составляет ρ=1,03 г/см³, водородный показатель рН=5,5 и она дополнительно содержит хлорид кальция, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0 12,0-15,0 Поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0 11,6-12,0 Глюконат натрия 2,9-3,0 Хлорид кальция 1,4-1,5 Вода 69,1-71,5

При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:

Портландцемент 15,0-18,0 Указанный песок 30,25-31,25 Указанный щебень 41,21-42,71 Указанный известняк 2,15-2,25 Указанная добавка 0,15-0,17 Вода 8,24-8,62