Способ приготовления бетонной смеси для железобетонных конструкций Российский патент 2023 года по МПК C04B28/04 

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу производства железобетона.

Бетон включает цемент, песок, крупный заполнитель, молотый шлак, пластификатор на основе карбоксилатов, добавку нитрата кальция.

Известно, что цемент создает щелочную среду рН 13-14 в бетоне и этим предотвращает коррозию стальной арматуры. Так ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые» ограничивает минимальное количество цемента для тяжелых армированных бетонов 150 кг/м³. Снижение количества цемента в железобетоне ниже 150 кг/м³ приводит к ускоренной коррозии стальной арматуры и как следствие снижение жизненного цикла всей железобетонной конструкции. В настоящее время цементы нового поколения и новые технологии позволяют изготавливать бетон высокой прочности с малым количеством (ниже 150 кг/м³) цемента.

Технической задачей является изготовление железобетона с пониженным содержанием цемента высокой прочностью и долговечностью.

Известен патент RU 2434822 «Бетон с низким содержанием цемента»

Изобретение относится к бетонам с низким содержанием цемента, а также к способам получения такого бетона. Смесь содержит в массовых долях от 0,4 до 4% материалов в диапазоне размеров ультратонких частиц; от 1 до 6% портландцемента; от 8 до 25% материалов в диапазоне размеров тонких частиц; от 25 до 50% материалов в диапазоне средних размеров частиц; от 25 до 55% материалов в диапазоне более крупных размеров частиц. Премикс вяжущего содержит портландцемент, массовая доля которого составляет менее чем 50%, тонкие частицы, включающие частицы, в которых D10 и D90 составляют от 1 до 100 мкм, ультратонкие частицы, включающие частицы с D90 менее чем 1 мкм. Прочность на сжатие в возрасте 28 сут. 38-43МПа, 4 мес. 44-54МПа. Недостатком указанной смеси является ускоренная коррозия арматуры при малых содержаниях цемента.

Известен патент RU 2402502. Изобретение относится к модифицированным бетонным смесям со специальными свойствами. Бетонная смесь включает цемент, заполнитель, модификатор и воду. Дополнительно содержит полигидросилоксан и молотую породу. В качестве цемента используют портландцемент, в качестве модификатора - микрокремнезем и/или золу-уноса и пластифицирующую добавку либо микрокремнезем и/или расширяющий компонент и пластифицирующую добавку, а в качестве молотой породы -измельченный кварцевый песок, или молотый известняк, или молотую вулканическую породу при следующем соотношении компонентов в мас. %: цемент 7-20; заполнитель 60-85; модификатор 0,01-5,50; полиэтилгидросилоксан 0,002-0,010; молотая порода 2-15; вода - остальное. Недостатком указанной смеси является ускоренная коррозия арматуры при малых содержаниях цемента.

Наиболее близким к предложенному является изобретение RU 2104986. Изобретение относится к способу производства строительных материалов, к технологии приготовления бетонных смесей и может быть использовано при выполнении монолитных бетонных работ и выпуске сборных железобетонных изделий и конструкций. Способ приготовления бетонной смеси заключается в предварительном перемешивании цемента, суперпластификатора, формовочной смеси и гранулированного шлака в течении 40 мин при мощности механического вовоздействия 120 Вт/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%: (30-50): (0,5-2,0) : (20-40) : (8-49,5) с последующим смешением с заполнителем, а также водой. Недостатком указанной смеси является ускоренная коррозия арматуры при малых содержаниях цемента.

Техническая задача заключается в разработке способа получения бетона высокой прочности с низким содержанием цемента, железобетона на его основе с замедленной коррозией арматуры.

Поставленная задача решается тем, что в бетонной смеси снижено содержание цемента до 100-50 кг/м³, в состав бетонной смеси включены шлак, молотый совместно с добавкой нитрата кальция. При этом размол шлака совместно с нитратом кальция проводится до удельной поверхности частиц не менее удельной поверхности частиц цемента т.е. не менее 4200 см²/г, определенной по методике ГОСТ 310.2-76.

Исходные материалы:

Щебень гранитный фракции 5-10 мм, ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ»;

Песок кварцевый М=2,5 - ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ»;

Цемент. Цемент ЦЕМ 0 42,5Н по ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные» с удельной поверхностью 2800-4200 см²/г.;

Молотый шлак по ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов»;

Нитрат кальция по ГОСТ 24211-2008. «Добавки для бетона и строительных растворов»;

Суперпластификатор на основе поликарбоксилатов по ГОСТ 24211 - 2008. «Добавки для бетона и строительных растворов»;

Вода по ГОСТ 23731-201 Технические условия «Вода для бетонов и строительных растворов»;

Примеры бетонной смеси для производства бетона с низким содержанием цемента, высокой прочностью, пониженной коррозией арматуры:

Пример 1

Щебень гранитный- 700 кг/м³

Песок кварцевый - 700 кг/м³

Цемент М500 - 50 кг/м³

Молотый шлак - 700 кг/м³

Нитрат кальция- 2 кг/м³

Суперпластификатор-12 кг/м³

Вода - остальное - кг/м³

Результаты испытаний железобетона в разных агрессивных средах приведены в таблице 1. Коррозия стальной арматуры оценивалась после выдержки в течение 6 месяцев образцов в модельных растворах. Толщина защитного слоя бетона всех образцов 2 см. Величина коррозии оценивалась как доля пораженной коррозией поверхности арматуры к общей поверхности арматуры в процентах.

Пример 2

Щебень гранитный- 700 кг/м³

Песок кварцевый - 1400 кг/м³

Цемент М500 - 50 кг/м³

Суперпластификатор -12 кг/м³

Вода - остальное - кг/м³

Пример 3

Щебень гранитный- 700 кг/м³

Песок кварцевый - 700 кг/м³

Цемент М500 - 50 кг/м³

Шлак(не молотый) - 700 кг/м³

Суперпластификатор-12 кг/м³

Вода - остальное - кг/м³

Пример 4

Щебень гранитный- 700 кг/м³

Песок кварцевый - 700 кг/м³

^{Цемент М500 - 50 кг/м3}

Молотый шлак - 700 кг/м³

Суперпластификатор-12 кг/м³

Вода - остальное - кг/м³

Пример 5

Щебень гранитный- 600 кг/м³

Песок кварцевый - 700 кг/м³

Цемент М500 - 150 кг/м³

шлак - 700 кг/м³

Суперпластификатор-12 кг/м³

Вода - остальное - кг/м³

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу производства железобетона. Техническая задача заключается в разработке способа получения бетона высокой прочности с низким содержанием цемента, железобетона на его основе с замедленной коррозией арматуры. Способ приготовления бетонной смеси для железобетонных конструкций, включающий перемешивание цемента, щебня гранитного фракции 5-10 мм, песка кварцевого, добавки суперпластификатора, шлака и воды, отличающийся тем, что шлак предварительно размалывают совместно с нитратом кальция до удельной поверхности не менее 4200 см²/г, кварцевый песок используют с модулем крупности М_кр – 2,3, а суперпластификатор применяют на основе поликарбоксилатов при пониженном расходе цемента – 2,1-4,2 % масс. 1 табл., 5 пр.

Способ приготовления бетонной смеси для железобетонных конструкций, включающий перемешивание цемента, щебня гранитного фракции 5-10 мм, песка кварцевого, добавки суперпластификатора, шлака и воды, отличающийся тем, что шлак предварительно размалывают совместно с нитратом кальция до удельной поверхности не менее 4200 см²/г, кварцевый песок используют с модулем крупности М_кр – 2,3, а суперпластификатор применяют на основе поликарбоксилатов при пониженном расходе цемента – 2,1-4,2 % масс.