Электропроводящий бетон Российский патент 2024 года по МПК C04B28/04 C04B111/94 

Изобретение относится к строительным материалам, обладающим электропроводностью и удельным сопротивлением, достаточным для того, чтобы использовать материал в качестве электропроводящего конструкционного и нагревательного конструкционного материала, а также изготовления элементов заземляющих устройств, антистатических полов, экранирующих помещений, нагревающихся дорожных покрытий и стен жилых помещений.

Известен резистивный композиционный материал, состоящий из следующих компонентов, вес.%: быстротвердеющий цемент 34-56; крупнодисперсная фракция шамота (размер частиц 0,15-2,5 мм) 1-35; кварцевый песок (фракция 0,2-2,5 мм) 1-34; коллоидный графит 3-15; мелкодисперсная фракция шамота (размер частиц от 0,05 до 0,09 мм) 0,1-15; электрокорунд (фракция 0,1-0,5 мм) 0,1-20; минеральное волокно (длинна 3-10 мм) 0-5, вода - остальное (RU 2231845, Н01С7/00, 27.06.2004).

Недостатком данного технического решения является пониженное значение прочности на сжатие.

Известен состав электропроводящего бетона, который включает 1-20% портландцемента, 18-85% золы и воду (US 6461424, С04В18/08, 08.10.2002).

Недостатком данного технического решения является пониженное значение прочности на сжатие.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электропроводящий бетон, содержащий портландцемент, песок, воду, порошкообразный графит, при следующем соотношении, мас. %: портландцемент - 20-30; песок - 25-45; порошкообразный графит - 15-35; вода - остальное (RU 2291130, С04В28/04; С04В111/94, 10.01.2007).

Недостатком данного технического решения является пониженное значение прочности на сжатие.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание сырьевой смеси, обеспечивающей создание электропроводящего бетона, обладающего повышенной прочностью на сжатие.

Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь для электропроводящего бетона, включающая портландцемент, песок, воду и углеродный компонент, согласно изобретению, в качестве песка содержит кварцевый песок фракции 0,8-2 мм, в качестве углеродного компонента содержит технический углерод OMCARB СН85, дополнительно содержит гранитный щебень фракции 5-20 мм и суперпластификатор С-3, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

портландцемент 16,74-17,18 указанный щебень 40,68-41,74 указанный песок 33,39-35,30 указанный углеродный компонент 0,35-1,36 указанный суперпластификатор 0,20-0,21 вода остальное

Сопоставительный анализ существенных признаков технического решения с существенными признаками прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак, указывающий, что дополнительно используют гранитный щебень, позволяет достичь увеличения прочности на сжатие, а также увеличить область применения в строительстве из тяжелых бетонов.

Признак, указывающий, что дополнительно используют суперпластификатор С-3, позволяет улучшить реологические характеристики бетонной смеси, а также снизить водоцементное отношение, что ведет к увеличению прочности на сжатие.

Признаки, указывающие на соотношение масс, направлены на оптимизацию состава, направленную на достижение требуемого технического результата.

Электропроводящий бетон готовят следующим образом.

Гранитный щебень фракции 5-20 мм и кварцевый песок фракции 0,8-20 мм моют под проточной водой, после чего высушивают естественным путем. Портландцемент и суперпластификатор С-3 совместно измельчают в шаровой мельнице в течение одного часа, что способствует усилению реакционной способности активированного вещества, за счет получения вяжущего низкой водопотребности. Полученное вяжущее низкой водопотребности с высушенным песком и щебнем смешивают с водой при водоцементном отношении 0,275 в течении 5 минут, затем оставляют смесь без перемешивания на 10 минут. На следующем этапе смесь опять перемешивается, одновременно вводится углеродный компонент OMCARB СН85 с водой затворения до получения водоцементного отношения 0,3-0,45 (табл. 1). Используемые компоненты представлены в табл. 2.

Таким образом, предлагаемый состав электропроводящего бетона имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

- повышены прочностные характеристики в 1,5 раза при равной электропроводности по сравнению с прототипом;

- экономический эффект достигается за счет снижения расхода портландцемента путем сниженного водоцементного соотношения за счет применения суперпластификатора С-3 и совместного помола его с портландцементом для получения вяжущего низкой водопотребности, а также за счет уменьшенного количества углеродного компонента более чем в 25 раз.

Особенности резистивных материалов обуславливают использование их модификаций для создания заземляющих железобетонных конструкций в электроэнергетике, нагревательных элементов и экранирующих помещений, применяющихся в сфере электроэнергетики, промышленного и гражданского строительства, жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве, транспортном строительстве и т.д. Применение углеродосодержащих компонентов позволит обеспечить стабильность электрических свойств.

Изобретение относится к строительным материалам, обладающим электропроводностью и удельным сопротивлением, достаточным для того, чтобы использовать материал в качестве электропроводящего конструкционного и нагревательного конструкционного материала, а также изготовления элементов заземляющих устройств, антистатических полов, экранирующих помещений, нагревающихся дорожных покрытий и стен жилых помещений. Технический результат - повышение прочности на сжатие. Электропроводящий бетон включает портландцемент, песок, воду и углеродный компонент, причем в качестве песка содержит кварцевый песок фракции 0,8-2 мм, в качестве углеродного компонента содержит технический углерод OMCARB СН85 и дополнительно содержит гранитный щебень фракции 5-20 мм и суперпластификатор С-3, при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент - 16,74-17,18; указанный щебень - 40,68-41,74; указанный песок - 33,39-35,30; указанный углеродный компонент - 0,35-1,36; указанный суперпластификатор - 0,20-0,21; вода - остальное. 2 табл.

Электропроводящий бетон, полученный из сырьевой смеси, содержащей портландцемент, песок, воду и углеродный компонент, отличающийся тем, что в качестве песка содержит кварцевый песок фракции 0,8-2 мм, в качестве углеродного компонента содержит технический углерод OMCARB СН85 и дополнительно содержит гранитный щебень фракции 5-20 мм и суперпластификатор С-3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 16,74-17,18 указанный щебень 40,68-41,74 указанный песок 33,39-35,30 указанный углеродный компонент 0,35-1,36 указанный суперпластификатор 0,20-0,21 вода остальное