Способ приготовления бетонной смеси

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способам приготовления бетонных смесей, содержащих суперпластификатор. Технический результат - увеличение прочности бетонных изделий за счет повышения эффективности использования цемента. В способе приготовления бетонной смеси сначала цемент совместно с суперпластификатором подвергают сухой механоактивации, после чего в активатор добавляют воду в требуемом на замес количестве и производят гидроактивацию полученной цементной суспензии в течение 4-7 мин. 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способам приготовления бетонных смесей, содержащих суперпластификатор и используемых в производстве монолитного и сборного железобетона.

Известны способы приготовления бетонной смеси, содержащей суперпластификатор (см., например, патент РФ N 2041863, кл. C 04 B 28/04, 1992 г., патент РФ N 1643509, кл. C 04 B 40/00, 1989 г. и др.). Введение в известных способах в бетонную смесь суперпластификатора с водой затворения заметно снижает эффективность его применения, обеспечивая лишь незначительный прирост прочности готовых изделий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ бетонной смеси, включающий предварительную механоактивацию цемента, модифицирующих добавок и воды и последующее их смешивание с заполнителем (см., например, патент РФ N2029755, кл. C 04 B 40/00, 1993 г.). В этом способе так же, как и в указанных выше, в активатор одновременно с цементом подают модифицирующую добавку - суперпластификатор и воду затворения. Проведенными экспериментами установлено, что такой способ введения суперпластификатора приводит к существенной потере смесями пластифицирующего эффекта, ухудшению их формовочных свойств и, как следствие, снижению качественных показателей готового бетона. Оптимальной является механоактивация цемента и сухого пластификатора, при которой происходит втирание его в поры и углубления частиц цемента с последующей сильной хемосорбцией суперпластификатора на цементе. Подобное взаимодействие указанных компонентов обеспечивает в дальнейшем получение бетонных смесей с необходимой подвижностью и пластичностью при минимальном В/Ц, что в свою очередь способствует получению бетонных изделий с наиболее высокими физико-механическими показателями. Однако пониженное водоцементное отношение ухудшает смачивание цемента в процессе смешивания его с остальными компонентами смеси, что приводит в дальнейшем к неполноте его гидратации, а следовательно, к недоиспользованию свойств высокоэффективного модифицированного цемента, снижению прочностных показателей готовых изделий.

Цель изобретения - увеличение прочности бетонных изделий за счет повышения эффективности использования цемента.

Поставленная цель достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем предварительную механоактивацию цемента, воды и модифицирующих добавок и последующее смешивание их с заполнителями в смесителе, сначала цемент совместно с суперпластификатором подвергают сухой механоактивации, после чего в активатор добавляют воду в требуемом на замес количестве и производят гидроактивацию полученной цементной суспензии в течение 4-7 мин.

Способ осуществляют следующим образом. В активатор загружают портландцемент и сухой суперпластификатор и производят их активацию до получения цемента с уд. поверхностью 450-500 м²/кг. Затем в активатор заливают воду в количестве, требуемом для приготовления замеса, и производят гидроактивацию цемента в течение 4-7 мин. Полученную цементную суспензию подают в работающий бетоносмеситель, куда предварительно загружают мягкий и крупный заполнитель. После тщательного перемешивания всех компонентов готовую бетонную смесь подвергают формованию, а отформованные бетонные изделия - тепловой обработке по традиционной технологии.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Под влиянием интенсивных механических воздействий в присутствии воды затворения осуществляется гидроактивация цемента, предварительно подвергнутого механоактивации совместно с сухим суперпластификатором, что обеспечивает максимальное обводнение частиц цемента, а в дальнейшем - наиболее полную гидратацию его и наибольший прирост прочности готового бетона.

В работе были использованы следующие материалы: портландцемент М400; щебень гранитный фр. 5 - 10 мм; песок кварцевый с М_кр = 2,2; суперпластификаторы: "С-3" (ТУ 6-36-0204229-625); "10-03" (ТУ 44- 3-505-81); "40-03" (ТУ 38-402-58); вода водопроводная питьевая.

Обработку цемента с суперпластификатором осуществляли в шаровой мельнице МШ-1, приготовление смеси - в бетоносмесителе СБ-101.

Отбор проб бетонной смеси, определение ее свойств, формование и испытание образцов проводили в соответствии с действующими ГОСТами, образцы-кубы размером 10x10x10 см испытывали после 28 суток твердения в нормальных условиях.

Ниже приведены примеры осуществления способа.

Пример 1. В мельницу загружают портландцемент М400, сухой суперпластификатор С-3 в количестве 2,0% (от массы цемента) и производят их механоактивацию до получения цемента с уд. поверхностью 450-500 м²/кг. Затем в мельницу добавляют воду в количестве, необходимом для приготовления замеса, и осуществляют гидроактипацию полученной цементной суспензии в течение 7 мин. Активированную цементную суспензию подают в работающий бетоносмеситель, куда предварительно были загружены отдозированные песок и щебень. После тщательного перемешивания всех компонентов готовую бетонную смесь подают на формование, а отформованные бетонные изделия подвергают тепловой обработке по обычному для этих изделий режиму.

Пример 2. Технология приготовления бетонной смеси - как в примере 1. При этом берут суперпластификатор "10-03" в количестве 1,4% (от массы цемента), а гидроактивацию цементной суспензии осуществляют в течение 5 мин.

Пример 3. Технология согласно примеру 1, при этом берут суперпластификатор "40-03" в количестве 1,2% (от массы цемента), а гидроактивацию цементной суспензии осуществляют в течение 4 мин.

В табл. 1 приведены составы бетонной смеси, в табл. 2 - режимы активации и свойства смеси и изделий из нее.

Использование предложенного технического решения за пределами заявленных условий приготовления бетонной смеси не позволяет достичь поставленной цели.

Анализ данных табл. 2 показывает, что прочность на сжатие бетона, изготовленного из смеси, полученной согласно предложенному способу, заметно превышает прочность прототипа.

Таким образом, предложенный способ приготовления бетонной смеси за счет отличительных признаков: предварительной сухой активации портландцемента совместно с суперпластификатором и последующей гидроактивации полученной смеси в активаторе, позволяет за счет максимального обводнения модифицированного цемента существенно повысить степень гидратации его, а в дальнейшем заметно повысить и прочность готового бетона.

Формула изобретения

Способ приготовления бетонной смеси, включающий предварительную механоактивацию цемента, воды и модифицирующих добавок и последующее смешивание их с заполнителями в смесителе, отличающийся тем, что сначала цемент совместно с суперпластификатором подвергают сухой механоактивации, после чего в активатор добавляют воду в требуемом на замес количестве и производят гидроактивацию полученной цементной суспензии в течение 4 - 7 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1