СПОСОБ ЗИМНЕГО БЕТОНИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2021 года по МПК C04B40/02 C04B111/20 C04B103/32 C04B14/36 C04B28/00 

Изобретение относится к области строительной индустрии и может быть использовано в производстве железобетонных и бетонных монолитных конструкций зданий и сооружений при ускоренных темпах их возведения и выполнении работ при отрицательных температурах.

Известен способ высокоскоростного возведения монолитных конструкций здания в условиях пониженных температур, включающий предварительную подготовку бетона, заключающуюся в его выдерживании при температуре +20°С, укладку бетона в нагретую опалубку, тепловую обработку бетона при температуре 65-80°С мощностью греющих проводов 2,5-5 кВт на 1 м³ бетона, изотермический прогрев бетона в течение не менее шести часов при температуре 70-85°С при электрической мощности 1,2-2,5 кВт на 1 м³ бетона и остывание бетона [1].

Недостатком данного изобретения является относительно сложная технология его осуществления вследствие наличия предварительного этапа, на котором производится предварительный разогрев опалубки и выдерживание бетона при температуре +20°С, что приводит к возрастанию затрат электроэнергии при осуществлении данного способа.

Известен способ прогрева бетона, включающий установку в забетонированной конструкции электронагревателя в виде закладной трубы, заполненной текучим теплоносителем с погруженным в него нагревательным элементом [2].

Недостатком данного изобретения является высокая трудоемкость его осуществления, связанная с установкой закладной трубы и ее заполнением текучим теплоносителем, а также невозможность извлечения электронагревателя в виде закладной трубы из бетонируемой конструкции, что приводит к его удорожанию. Кроме того область применения данного способа ограничена только вертикально расположенными бетонными и железобетонными элементами.

Известен способ электродного прогрева бетона, основанный на принципе преобразования электрической энергии в тепловую, путем его включения в цепь переменного тока в качестве сопротивления [3].

Недостатком данного способа является снижение эффективности электродного прогрева бетона по мере его твердения и испарения воды, что приводит к существенному увеличению электрического сопротивления. При достижении бетоном 40% марочной прочности дальнейший прогрев становится затруднителен, и в ряде случаев бетон не успевает набрать критическую прочность. Данный способ не позволяет осуществлять прогрев бетона до достижения им марочной прочности.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ бетонирования при отрицательных температурах и ферромагнитная примесь для бетона, заключающийся в добавлении в строительную смесь частиц шлама от выплавки стали, покрытых полиэтиленовой оболочкой от 2 до 10% от общей массы строительной смеси, с последующим воздействием на них пульсирующим электромагнитным полем [4].

Недостатком данного изобретения является сложность его осуществления, связанная с наличием технически сложного и дорогостоящего оборудования - генератора электромагнитного поля. Кроме того, при подключении источника тока к арматуре происходит интенсивное испарение воды на границе раздела сред арматура-бетон, что приводит к снижению темпов набора прочности бетона в данной зоне вследствие недостатка химически несвязанной воды, а также к ослаблению адгезии арматуры к бетону и снижению прочности готовой конструкции.

Задачей изобретения является создание способа зимнего бетонирования строительных конструкций, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся в увеличении темпов набора прочности бетона при отрицательных температурах, в увеличении конечной прочности бетона, снижении усадочных деформаций строительных конструкций, исключении условий для снижения прочности готовых конструкций вследствие пропускания тока через арматуру, а также возможности осуществлять прогрев бетона до достижения им марочной прочности.

Результат достигается тем, что в способе зимнего бетонирования строительных конструкций, заключающемся в добавлении в строительную смесь частиц и воздействии на них полем, согласно изобретения, строительная смесь дополнительно содержит пластифицирующую добавку - водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430», минеральный компонент - метакаолин, в качестве частиц используют молотый токопроводящий минерал шунгит, воздействие на частицы осуществляют электрическим полем, создаваемым при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов, при этом содержание пластифицирующей добавки «Glenium Асе 430» составляет 0,5-1% от массы вяжущего строительной смеси, содержание минерального компонента метакаолина составляет 5-10% от массы вяжущего строительной смеси, содержание молотого токопроводящего минерала шунгита составляет 1-10% от массы вяжущего строительной смеси, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, степень помола шунгита - 200-400 м²/кг. Время воздействия электрического поля на строительную смесь с частицами молотого токопроводящего минерала шунгита может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды и объема строительной смеси. Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом: В строительную смесь (бетон класса В30) добавляли пластифицирующую добавку - водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430» в количестве 0,5-1% от массы вяжущего строительной смеси, минеральный компонент - метакаолин в количестве 5-10% от массы вяжущего строительной смеси с гидравлической активностью не менее 1200 мг/г, частицы молотого токопроводящего минерала шунгита со степенью помола 200-400 м²/кг в количестве 1%, 3%, 5%, 7%, 10% от массы вяжущего строительной смеси, на которые воздействует электрическое поле, создаваемое при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов. Время воздействия электрического поля на строительную смесь с частицами молотого токопроводящего минерала шунгита может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды и объема строительной смеси. Твердение бетона происходило под воздействием электрического поля, созданного посредством подключения электродов, при температуре окружающей среды -15°С.

Использование молотого токопроводящего минерала шунгита приводит к повышению токопроводящих свойств строительной смеси и затвердевшего композита, что характеризуется снижением величины электрического сопротивления бетона и повышением температуры бетона, позволяет увеличить темпы набора прочности бетона при отрицательных температурах и осуществлять прогрев до достижения им марочной прочности.

Применение водного раствора поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430» в составе строительной смеси позволяет снизить ее водопотребность, повысить степень гидратации вяжущего, плотность и прочность готовых изделий.

Применение минерального компонента метакаолина позволяет повысить степень гидратации вяжущего, прочность готовых конструкций, способствует увеличению водоудерживающей способности строительной смеси и, как следствие, ее токопроводящих свойств, а также способствует снижению усадочных деформаций строительных конструкций.

Кроме того, отсутствие в способе зимнего бетонирования строительных конструкций технически сложного и дорогостоящего оборудования - генератора электромагнитного поля позволяет снизить материальные затраты при его осуществлении.

Источники информации

1. А.С. 2702486, E04G 21/02, E04G 9/10, Способ высокоскоростного возведения монолитных конструкций здания в условиях пониженных температур, Батюшенко А.А., патентообладатель: Батюшенко А.А., заявл. 28.01.2019, опубл. 08.10.2019, бюл. №28.

2. А.С. 2522097, F24D 13/00, Способ прогрева бетона, электронагреватель для осуществления способа, индукционный нагревательный элемент электронагревателя и способ изготовления индукционного нагревательного элемента, Сосновский A.M., Сосновский С.А., патентообладатели: Сосновский A.M., Сосновский С.А., заявл. 11.04.2012, опубл. 10.07.2014, бюл. №19.

3. С.А. Миронов. Теория и методы зимнего бетонирования: - М.: Стройиздат, 1975.-С.548-552.

4. А.С. 2641680, С04В 14/48, С04В 20/10, С04В 40/00, С04В 40/02, Способ бетонирования при отрицательных температурах и ферромагнитная примесь для бетона, Копырин В.А., Костоломов Е.М., Паутов Д.Н., Портнягин А.Л., патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский индустриальный университет» (ТИУ), заявл. 16.07.2015, опубл. 19.01.2018, бюл. №2.

Изобретение относится к области строительной индустрии и может быть использовано в производстве железобетонных и бетонных монолитных конструкций зданий и сооружений при ускоренных темпах их возведения и выполнении работ при отрицательных температурах. Способ зимнего бетонирования строительных конструкций заключается в добавлении в строительную смесь - бетон класса В30 молотого токопроводящего минерала шунгита и воздействие на них электрическим полем, создаваемым при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов. При этом строительная смесь дополнительно содержит пластифицирующую добавку - водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430», содержание которой составляет 0,5-1% от массы портландцемента строительной смеси, и минеральный компонент - метакаолин, содержание которого составляет составляет 5-10% от массы портландцемента. При этом содержание молотого токопроводящего минерала шунгита составляет 1-10% от массы портландцемента, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, степень помола шунгита - 200-400 м²/кг. Техническим результатом является увеличение темпов набора прочности бетона при отрицательных температурах, увеличение конечной прочности бетона, снижение усадочных деформаций строительных конструкций.

Способ зимнего бетонирования строительных конструкций, заключающийся в добавлении в строительную смесь частиц и воздействии на них полем, отличающийся тем, что строительная смесь дополнительно содержит пластифицирующую добавку - водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430», минеральный компонент - метакаолин, в качестве частиц используют молотый токопроводящий минерал шунгит, воздействие на частицы осуществляют электрическим полем, создаваемым при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов, при этом содержание пластифицирующей добавки «Glenium Асе 430» составляет 0,5-1% от массы вяжущего строительной смеси, содержание минерального компонента метакаолина составляет 5-10% от массы вяжущего строительной смеси, содержание молотого токопроводящего минерала шунгита составляет 1-10% от массы вяжущего строительной смеси, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, степень помола шунгита - 200-400 м²/кг, в качестве вяжущего используют портландцемент, в качестве строительной смеси - бетон класса В30.