Самоуплотняющаяся бетонная смесь на основе дробленого бетона Российский патент 2025 года по МПК C04B28/04 

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к самоуплотняющимся бетонным смесям, и может быть использовано при изготовлении бетонных изделий, конструкций и сооружений с использованием техногенного материала бетонного лома разрушенных зданий.

Известна самоуплотняющаяся бетонная смесь (RU №2775294 C1, МПК: C04B 28/04, 08.11.2021), включающая цемент, песок, щебень, суперпластификатор, воду, микрокремнезем и минеральный порошок из карбонатных горных пород. Недостатком данного технического решения является низкая коррозионная стойкость минерального порошка из карбонатных горных пород и высокая усадка самоуплотняющейся бетонной смеси, приводящая к образованию трещин.

Наиболее близким к предлагаемому решению является самоуплотняющаяся бетонная смесь основе дробленого бетона (стр. 18 в автореферате: Наруть В.В. Безусадочный самоуплотняющийся бетон на основе бетонного лома для полов промышленных зданий: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05. - М., 2021. - 23 с.), включающая портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности не более 1,8, щебень из дробленого бетона фракции 5-10 мм, поликарбоксилатный суперпластификатор, расширяющую добавку, микронаполнитель и воду. Недостатком известного решения является высокая усадка бетонной смеси (0,5%), приводящая к образованию трещин, и низкий модуль упругости (27300 МПа).

Технический результат предложенного решения заключается в создание самоуплотняющейся бетонной смеси с пониженной усадкой и повышенным модулем упругости. Кроме того, предложенное решение позволяет расширить арсенал бетонных смесей, повышающих эффективность процесса утилизации строительных отходов.

Указанный технический результат достигается тем, что в самоуплотняющейся бетонной смеси на основе дробленого бетона, включающей портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности не более 1,8, щебень из дробленого бетона фракции 5-10 мм, поликарбоксилатный суперпластификатор, расширяющую добавку, микронаполнитель и воду, согласно изобретения, в качестве расширяющей добавки используют сульфоалюминатный клинкер, а в качестве микронаполнителя - полученный в результате механохимической активации отсев дробления в мельнице бетонного лома с органическим модификатором на основе поликарбоксилатов фракции 20-30 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %:

портландцемент 21,0-25,5 кварцевый песок 28,2-31,9 щебень из дробленого бетона 23,4-29,5 поликарбоксилатный суперпластификатор 0,05-0,17 расширяющая добавка 2,4-4,3 микронаполнитель 4,6-8,3 вода остальное

В предложенном решении усадка бетонной смеси не превышает 0,3%, а модуль упругости составляет не менее 28930 МПа. В качестве расширяющегося компонента используется сульфоалюминатный клинкер (САК), при гидратации которого образуются кристаллы гидросульфоалюмината кальция (эттрингита), гидроксида кальция и магния, увеличивающиеся в объеме в процессе структурообразования и твердения цементного камня. Применение описанного расширяющего компонента позволяет по сравнению с прототипом снизить усадку бетонной смеси.

В качестве микронаполнителя используется полученный в результате механохимической активации отсев дробления в мельнице бетонного лома с органическим модификатором на основе поликарбоксилатов фракции 20-30 мкм. Роль микронаполнителя в цементной системе заключается в улучшении микроструктуры цементного камня вследствие водоредуцирования цементной системы, формирования плотной упаковки частиц полидисперсного композиционного вяжущего и гидратационного взаимодействия портландцемента с микронаполнителем. Применение микронаполнителя позволяет снизить расход портлендцемента.

Микронаполнитель получается посредством применения механохимической активации отсева дробления щебня из бетонного лома совместно с сухим суперпластификатором для самоуплотняющегося бетона.

Пример получения самоуплотняющегося бетона на основе бетонного лома нормального твердения с повышенным модулем упругости и низким расширением:

1. Компоненты берут в следующем соотношении, мас. %: портландцемент 21,0, кварцевый песок 28,2, щебень из дробленого бетона 23,4, расширяющая добавка 2,4, микронаполнитель 4,6, поликарбоксилатный суперпластификатор 0,05, вода - остальное. В планетарный бетоносмеситель загружается портландцемент, кварцевый песок, щебень из дробленого бетона, расширяющая добавка и микронаполнитель. Производится сухое перемешивание до однородного состояния. Затем добавляется 2/3 воды. Компоненты перемешиваются до однородного влажного состояния. После этого вводится остальная часть воды вместе с поликарбоксилатным суперпластификатором и перемешивается до получения однородной массы. Получаемая смесь имеет расплыв конуса Абрамса 569 мм, вязкость 13 с, плотность 2117 кг/м³ и обладает эффектом самоуплотнения. Твердение осуществляется в нормальных условиях, в возрасте 28 суток нормального твердения прочность на сжатие составляет 38,1 МПа, прочность на растяжение при изгибе 3,72 МПа, усадка бетонной смеси равна 0,3%, а модуль упругости 28930 МПа.

2. Компоненты берут в следующем соотношении, мас. %: портландцемент 21,9, кварцевый песок 29,1, щебень из дробленого бетона 24,0, расширяющая добавка 2,7, микронаполнитель 5,0, поликарбоксилатный суперпластификатор 0,1, вода - остальное. В планетарный бетоносмеситель загружается портландцемент, кварцевый песок, щебень из дробленого бетона, расширяющая добавка и микронаполнитель. Производится сухое перемешивание до однородного состояния. Затем добавляется 2/3 воды. Компоненты перемешиваются до однородного влажного состояния. После этого вводится остальная часть воды вместе с поликарбоксилатным суперпластификатором и перемешивается до получения однородной массы. Результаты измерений образцов приведены в таблице.

3.Компоненты берут в следующем соотношении, мас. %: портландцемент 22,5, кварцевый песок 29,9, щебень из дробленого бетона 26,3, расширяющая добавка 3,0, микронаполнитель 6,7, поликарбоксилатный суперпластификатор 0,12, вода - остальное. В планетарный бетоносмеситель загружается портландцемент, кварцевый песок, щебень из дробленого бетона, расширяющая добавка и микронаполнитель. Производится сухое перемешивание до однородного состояния. Затем добавляется 2/3 воды. Компоненты перемешиваются до однородного влажного состояния. После этого вводится остальная часть воды вместе с поликарбоксилатным суперпластификатором и перемешивается до получения однородной массы. Результаты измерений образцов приведены в таблице.

4. Компоненты берут в следующем соотношении, мас. %: портландцемент 24,5, кварцевый песок 30,5, щебень из дробленого бетона 28,7, расширяющая добавка 3,5, микронаполнитель 7,2, поликарбоксилатный суперпластификатор 0,15, вода - остальное. В планетарный бетоносмеситель загружается портландцемент, кварцевый песок, щебень из дробленого бетона, расширяющая добавка и микронаполнитель. Производится сухое перемешивание до однородного состояния. Затем добавляется 2/3 воды. Компоненты перемешиваются до однородного влажного состояния. После этого вводится остальная часть воды вместе с поликарбоксилатным суперпластификатором и перемешивается до получения однородной массы. Результаты измерений образцов приведены в таблице.

5. Компоненты берут в следующем соотношении, мас. %: портландцемент 25,5, кварцевый песок 31,9, щебень из дробленого бетона 29,5, расширяющая добавка 4,3, микронаполнитель 8,3, поликарбоксилатный суперпластификатор 0,17, вода - остальное. В планетарный бетоносмеситель загружается портландцемент, кварцевый песок, щебень из дробленого бетона, расширяющая добавка и микронаполнитель. Производится сухое перемешивание до однородного состояния. Затем добавляется 2/3 воды. Компоненты перемешиваются до однородного влажного состояния. После этого вводится остальная часть воды вместе с поликарбоксилатным суперпластификатором и перемешивается до получения однородной массы. Результаты измерений образцов приведены в таблице. Номер образца соответствует номеру примера.

Таблица

№ образца Уплотнение бетонной смеси при укладке Расплыв конуса, мм Вязкость
T₅₀₀,
с Плотность,
кг/м³ Условия твердения Прочность на сжатие в возрасте 28 сут., МПа Прочность на растяжение при изгибе в возрасте 28 сут., МПа Усадка, % Модуль упругости, МПа 1 Самоуплотнение 569 13 2117 Нормальные 38,1 3,72 0,3 28930 2 Самоуплотнение 576 15 2113 Нормальные 39,6 3,81 0,28 29070 3 Самоуплотнение 582 16 2120 Нормальные 40,3 3,95 0,25 29120 4 Самоуплотнение 596 19 2122 Нормальные 41,5 3,98 0,24 29150 5 Самоуплотнение 603 20 2125 Нормальные 42,2 4,1 0,23 29190

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к самоуплотняющимся бетонным смесям, и может быть использовано при изготовлении бетонных изделий, конструкций и сооружений с использованием техногенного материала бетонного лома разрушенных зданий. Самоуплотняющаяся бетонная смесь на основе дробленого бетона включает в себя следующие компоненты при соотношении, мас. %: портландцемент 21,0-25,5, кварцевый песок 28,2-31,9, щебень из дробленого бетона 23,4-29,5, поликарбоксилатный суперпластификатор 0,05-0,17, расширяющая добавка 2,4-4,3, микронаполнитель 4,6-8,3, вода - остальное. Технический результат предложенного решения заключается в создании самоуплотняющейся бетонной смеси с пониженной усадкой и повышенным модулем упругости. Кроме того, предложенное решение позволяет расширить арсенал бетонных смесей, повышающих эффективность процесса утилизации строительных отходов. 1 табл.

Самоуплотняющаяся бетонная смесь на основе дробленого бетона, включающая портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности не более 1,8, щебень из дробленого бетона фракции 5-10 мм, поликарбоксилатный суперпластификатор, расширяющую добавку, микронаполнитель и воду, отличающаяся тем, что в качестве расширяющей добавки используют сульфоалюминатный клинкер, а в качестве микронаполнителя – полученный в результате механохимической активации отсев дробления в мельнице бетонного лома с органическим модификатором на основе поликарбоксилатов фракции 20-30 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %:

портландцемент 21,0-25,5 кварцевый песок 28,2-31,9 щебень из дробленого бетона 23,4-29,5 поликарбоксилатный суперпластификатор 0,05-0,17 расширяющая добавка 2,4-4,3 микронаполнитель 4,6-8,3 вода остальное