Высокопрочный бетон

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона как в гражданском, так и в промышленном строительстве. Технический результат - создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью при сжатии и повышенной водонепроницаемостью. Высокопрочный бетон, включающий портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, в качестве кремнеземсодержащего компонента содержит золь H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5-6 и в качестве добавки - “ДЭЯ-М” при следующем соотношении компонентов, мас.%:портландцемент 44,4-48,0, песок 20,0-22,2, щебень 20,0-22,2, указанный кремнеземсодержащий компонент, 0,43-0,48, добавка “ДЭЯ-М” 0,43-0,48, вода 10,34-11,04. 1 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и в промышленном строительстве.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (А.Е.Десов, В.М.Москвин, Б.Г.Скрамтаев. Высокопрочные бетоны для предварительно напряженных конструкций. Стройиздат, 1965 г., с.30), содержащая цемент, заполнитель, щебень, воду, добавку.

Однако на основе данной сырьевой смеси бетон имеет недостаточную прочность при сжатии и водонепроницаемость.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (Морено X. Применение высокопрочных бетонов в строительстве высотных зданий // Бетон и железобетон. 1988, №11, с.29-31), содержащая цемент, заполнитель, воду, добавку “Поззолит 100” и золу-унос.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии в проектном возрасте и пониженная водонепроницаемость.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (Ю.М. Баженов. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), Москва, 2002 г., с.377), содержащий портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%

Портландцемент 3,5-4,5

Кремнеземсодержащий компонент,

представленный микрокремнеземом 3,5-4,5

Силикатная мука 7,5-8,5

Песок 35,9-37,9

Щебень 41,9-43,9

Добавка–суперпластификатор 0,3-0,5

Вода 3,5-4,3

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии и водонепроницаемость.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью при сжатии и повышенной водонепроницаемостью.

Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон содержит портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду. Новым по сравнению с прототипом является то, что в качестве кремнеземсодержащего компонента бетон содержит золь H₂SiO₃, с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5…6 и в качестве добавки - “ДЭЯ-М” при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 44,4-48,0

Песок 20,0-22,2

Щебень 20,0-22,2

Кремнеземсодержащий компонент,

представленный золем H₂SiO₃

с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5…6 0,43-0,48

Добавка - “ДЭЯ-М” 0,43-0,48

Вода 10,34-11,04

Механизм действия добавки в присутствии кремнеземсодержащего компонента, представленного золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5…6 основан на усилении смещения кислотного основного равновесия в твердеющей системе, которое приводит к увеличению гидратационных процессов в системе, сопровождающихся, как правило, гидролизасиликата кальция, что безусловно приводит к повышению прочности при сжатии камня, повышению его плотности и водонепроницаемости.

Новым в данном техническом решении является новое сочетание известных компонентов, используемых в бетонах и их новое количественное соотношение, что позволяет получить указанный выше технический результат.

По мнению заявителя данный состав бетона не известен и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности “новизна”.

Так как заявленная совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее получить изменение количественной меры результата, а именно: повышение прочности при сжатии и водонепроницаемости, то есть можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности “изобретательский уровень”.

Заявляемое изобретение применимо и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.

Готовят сырьевую смесь следующим образом из дистиллированной воды и жидкого стекла Na₂SiO₃ с плотностью ρ=1,46 г/см³, рН=11, обеспечивают соотношение Na₂SiO₃:Н₂O=1:20. Отдозированные материалы помещают в стеклянную емкость и перемешивают до получения гомогенного раствора с ρ=1,014 г/см³, рН=10. Раствор Na₂SiO₃ с ρ=1,014 г/см³, pH=10 пропускают через катионитовую колонку и получают на выходе золь H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5…6, который является кремнеземсодержащим компонентом. Отдозированные: кремнеземсодержащий компонент и добавку “ДЭЯ-М”, которая состоит из фильтрата дрожжевого производства, содержащего сухих веществ, мас.% 4,5-5,0, рН=5, окалины металлургического производства, содержащей Fe₃O₄ , в количестве, большем или равном 70 мас.% с тонкостью помола, определаемой по остатку на сите № 008-15%, NaF и NaOH при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный фильтрат дрожжевого производства 92,5-94,0, указанная окалина - 5-6, NaF - 0,75-1,0, NaОН - 0,25-0,5, по ТУ 5743-003-46969976-2000, помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты: портландцемент М400, песок - Мкр.=2,1, щебень фр.5 - 10 мм и воду, содержащую отдозированные кремнеземсодержащий компонент и добавку - “ДЭЯ-М” помещают в бетоносмеситель, где осуществляется перемешивание компонентов и приготовление бетонной смеси, из которой изготавливают требуемые бетонные изделия и образцы для контроля качества по ГОСТ 10180.

Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях и результаты испытаний представлены в табл.1.

Анализ данных, представленных в табл.1, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению, по сравнению с прототипом, повышает прочность при сжатии на 42%, повышает водонепроницаемость на 2 ступени.

Высокопрочный бетон, включающий портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве кремнеземсодержащего компонента содержит золь H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5-6 и в качестве добавки - ДЭЯ-М при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 44,4-48,0

Песок 20,0-22,2

Щебень 20,0-22,2

Кремнеземсодержащий компонент,

представленный золем H₂SiO₃

с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5-6 0,43-0,48

Добавка ДЭЯ-М 0,43-0,48

Вода 10,34-11,04