СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2020 года по МПК C04B40/00 C04B28/04 C04B14/06 C04B24/26 C04B111/20 

Изобретение относится к области строительства, в частности к технологии приготовления бетонной смеси с добавками суперпластификаторов и может быть использовано при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций, в том числе монолитных.

Известен способ приготовления бетонной смеси (см. патент RU № 2029755 С1, СО4В40/00, опубл. 27.02.1995), сущность которого заключается в том, что проводят предварительную активацию цемента, воды и песка в количестве 25-50% от общего количества с последующей активацией путем циркуляции через насос в течение 1-10 мин. В смесь может быть введен суперпластификатор. Технический результат – повышение прочности бетона при пластичности смеси 22 см.

Известен также способ приготовления бетонной смеси (см. патент RU № 2028279 С1, C04B28/04, опубл. 09.02.1995), заключающийся в предварительном перемешивании песка, щебня, 40-60% воды затворения и добавки 40-45%-ного водного раствора формиатно-спиртового пластификатора с последующим введением цемента и дополнительным перемешиванием с остальной частью воды затворения. В результате прочность бетона после пропаривания превышает марочную.

Наиболее близким является способ приготовления бетонной смеси (см. патент RU 2443650 С1, C04B28/00, опубл. 27.02.2012), включающий предварительное в заводских условиях перемешивание цемента, заполнителя и часть воды затворения до получения бетонной смеси с осадкой конуса равной 2-4 см, затем полученная смесь транспортируется на строительную площадку, где в нее добавляют суперпластификатор с остальной водой затворения и бетонную смесь окончательно перемешивают в автобетоносмесителе.

Недостатком данного способа является повышенный расход цемента и суперпластификатора.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение расхода наиболее дорогостоящих компонентов бетонной смеси – цемента и суперпластификатора без снижения прочности бетона в возрасте 28 суток нормального твердения.

Сущность изобретения заключается в том, что способ приготовления бетонной смеси, включающий перемешивание цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, отличающийся тем, что в бетоносмеситель сначала загружают мелкий заполнитель, суперпластификатор и часть воды затворения в количестве 55-65% от общего ее расхода и предварительно перемешивают их в течение 80-90 с, затем в бетоносмеситель загружают крупный заполнитель, цемент и остальную часть воды затворения, после чего бетонную смесь окончательно перемешивают в течение 50-60 с.

В качестве мелкого заполнителя используют природный песок и отсев камнедробления фракции 0-5 мм, образующийся в качестве побочного продукта производства щебня, в соотношении между песком и отсевом (в процентах по массе), соответственно, (40-50):(50-60).

В качестве суперпластификатора используют добавку - комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата.

Степень однородности смеси при этом определяют визуально.

Бетонную смесь готовят следующим образом. Предварительно отдозированные мелкий заполнитель, суперпластификатор и 65-70% воды затворения загружают в бетоносмеситель и перемешивают в течение 80-90 с. Затем в смеситель добавляют цемент, крупный заполнитель и остальную часть воды затворения, после чего смесь окончательно перемешивают в течение 50-60 с.

В качестве мелкого заполнителя используют мелкий природный кварцевый песок с модулем крупности до 1,5 и отсев камнедробления фракции 0-5 мм с модулем крупности не ниже 2,5, образующийся в производстве щебня, при соотношении между ними по массе, соответственно, от 1:1 до 1:1,2.

В качестве суперпластификатора в предлагаемом способе используют химическую добавку ST 3.0.5 (СТ 3.0.5) – комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата, выпускаемый по ТУ 5745-001-94590966-2011 (Сертификат соответствия № 2120195) и предназначенный для товарных бетонных и растворных смесей. Добавка изготавливается в виде жидкости темно-коричневого цвета со слабым запахом, с общим содержанием твердой фазы 30% (в весовом отношении). Значение pH 6,5±1,5, плотность добавки находится в пределах 1,100±0,03, г/см³. Добавка способствует увеличению подвижности, прочности, водонепроницаемости и морозостойкости бетона, снижению истираемости.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующим примером.

Для приготовления бетонной смеси, обеспечивающей получение бетона класса по прочности В30, используют портландцемент марки ПЦ 500 Д0-Н ГОСТ 10178-85 производства АО «Себряковцемент».

Крупный заполнитель - щебень фракции 5-20 мм, из песчаника Садковского месторождения Ростовской области, по ГОСТ 8267-93, мелкий заполнитель – песок Приазовского месторождения с модулем крупности равным 1,49, содержащий 2,9% пылевато-глинистых частиц, а также отсев камнедробления фракции 0-5 мм с модулем крупности равным 2,53, образующийся в производстве щебня из песчаника. Соотношение в мелком заполнителе между песком и отсевом в пределах (40-50%) : (50-60%).

В качестве суперпластификатора используют комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата ST 3.0.5 (СТ 3.0.5). Дозировка суперпластификатора ST 3.0.5 (СТ 3.0.5) принята 0,4% от массы цемента в пересчете на безводное вещество добавки.

Соотношение между компонентами бетонной смеси составляет (мас.ч.):

цемент : щебень : мелкий песок = 1:2,39:2,81 при исходном В/Ц = 0,47 (расход воды 170 л/м³).

Бетонную смесь готовят следующим образом. В заводских условиях в бетоносмеситель загружают предварительно отдозированные количества песка, отсева, суперпластификатора и часть воды затворения в количестве 55-65% от общего ее количества, и предварительно их перемешивают в течение 80-90 с. Затем в бетоносмеситель загружают крупный заполнитель, цемент и остальную часть воды затворения, после чего окончательно перемешивают все компоненты до получения однородной бетонной смеси требуемой удобоукладываемости.

Из полученной бетонной смеси изготавливают образцы-кубы с ребром 100 мм, которые через 28 суток нормального твердения подвергают стандартным прочностным испытаниям в соответствии с ГОСТ 10180-2012.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что применение предлагаемого способа (составы №№ 2,3,4) позволяет на 20% уменьшить расход цемента и суперпластификатора без снижения показателей удобоукладываемости смеси и прочности бетона в возрасте 28 суток нормального твердения.

В способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, в бетоносмеситель сначала загружают мелкий заполнитель, представляющий собой смесь природного кварцевого песка с модулем крупности до 1,5 и отсева камнедробления фракции 0-5 мм с модулем крупности не ниже 2,5 при соотношении соответственно (масс %): (40-50):(50-60), а в качестве суперпластификатора комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата и часть воды затворения в количестве 55-65% от общего ее расхода и предварительно перемешивают их в течение 80-90 с, затем в бетоносмеситель загружают крупный заполнитель, цемент и остальную часть воды затворения, после чего бетонную смесь окончательно перемешивают в течение 50-60 с. 1 табл.

Способ приготовления бетонной смеси, включающий перемешивание цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, отличающийся тем, что в бетоносмеситель сначала загружают мелкий заполнитель, представляющий собой смесь природного кварцевого песка с модулем крупности до 1,5 и отсева камнедробления фракции 0-5 мм с модулем крупности не ниже 2,5 при соотношении соответственно (мас.%): (40-50):(50-60), а в качестве суперпластификатора комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата и часть воды затворения в количестве 55-65% от общего ее расхода и предварительно перемешивают их в течение 80-90 с, затем в бетоносмеситель загружают крупный заполнитель, цемент и остальную часть воды затворения, после чего бетонную смесь окончательно перемешивают в течение 50-60 с.