Комплексная добавка для бетонной смеси, способ получения комплексной добавки для бетонной смеси и технологическая линия для получения комплексной добавки для бетонной смеси

Изобретения относятся к составу комплексной добавки для бетонной смеси, способу ее получения и к технологической линии для ее получения и могут найти применение в строительстве при производстве сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, в том числе подземных, а также при монолитном домостроении. Технический результат - снижение расхода цемента за счет повышения активности добавки при сохранении прочностных характеристик бетона. Комплексная добавка для бетонной смеси, включающая цемент, порошкообразный суперпластификатор С-3, алюмосиликатный компонент, в качестве алюмосиликатного компонента содержит цеолит и дополнительно микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 80-85, суперпластификатор С-3 2,0-3,5, микрокремнезем 10-12, цеолит - остальное. В способе получения комплексной добавки для бетонной смеси, включающем помол до удельной поверхности 4500-5000 см²/г ее компонентов - цемента, микрокремнезема, суперпластификатора С-3, алюмосиликатного компонента, для получения вышеуказанной добавки помол осуществляют в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа при скорости вращения 3000-6000 об/мин, а перед помолом компоненты добавки одновременно загружают в смеситель циклического действия и перемешивают в течение 10-15 минут. Комплексную добавку получают на технологической линии, осуществляющей описанный выше способ и включающей бункера для хранения и выдачи компонентов - цемента, суперпластификатора С-3, микрокремнезема и алюмосиликатного компонента, соединенные материалопроводами через дозаторы со смесителем для сухих смесей, обеспечивающими их одновременный ввод в указанный смеситель, который соединен материалопроводом с аэродинамическим активатором дезинтеграторного типа, обеспечивающим скорость вращения ротора 3000-6000 об/мин. В зависимых пунктах формулы изобретения приведены варианты выполнения аэродинамического активатора дезинтеграторного типа. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонной смеси, способу ее получения и технологической линии для ее получения и может найти применение в строительстве при производстве сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, в том числе подземных, а также при монолитном домостроении.

Известна комплексная добавка для бетонной смеси, содержащая микрокремнезем, и химические добавки - суперпластификатор С-3 и лигносульфонаты-ЛСТ, известен также способ получения указанной добавки путем перемешивания уплотненного валками микрокремнезема с химическими добавками до получения окатанных частиц (RU №2033403, опубл. 20.04.2005).

Наиболее близким аналогом предложенных изобретений является состав комплексной добавки для бетонной смеси, содержащей, мас.%: цемент - 25-35, порошкообразный суперпластификатор С-3 - 25-35 и алюмосиликатный компонент - ПластИЛ на основе огнеупорной глины - 25-45. При этом указанную комплексную добавку получают совместным помолом до удельной поверхности 4500-5000 см²/г ее компонентов. Приготовление комплексной добавки осуществляется на технологической линии, включающей бункера для клинкерного портландцемента, емкость для порошкообразного пластификатора и минеральных добавок, которые через дозаторы соединены со смесителем для их перемешивания и помола, после чего полученную добавку направляют либо в бетономешалку либо на склад готовой продукции (RU 2177459 опубл. 27.12.2001) и (Петров Г.Д. Бетонное хозяйство на крупных строительствах, Москва, Госэнергоиздат, 1960, с.343-355).

Задачей настоящих изобретений является снижение расхода цемента за счет повышения активности добавки при сохранении прочностных характеристик бетона.

Поставленная задача достигается за счет того, что комплексная добавка для бетонной смеси, включающая цемент, порошкообразный суперпластификатор С-3, алюмосиликатный компонент, в качестве алюмосиликатного компонента содержит цеолит и дополнительно микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас.%:

цемент	- 80-85,
суперпластификатор С-3	- 2,0-3,5,
микрокремнезем	- 10-12,
цеолит	- остальное

Поставленная цель достигается в способе получения комплексной добавки для бетонной смеси, включающем помол до удельной поверхности 4500-5000 см²/г ее компонентов - цемента, микрокремнезема, суперпластификатора С-3, алюмосиликатного компонента, для получения вышеуказанной добавки помол осуществляют в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа при скорости вращения 3000-6000 об/мин, а перед помолом компоненты добавки одновременно загружают в смеситель циклического действия и перемешивают в течение 10-15 минут.

Для получения комплексной добавки используют:

Портландцемент марки 500 D0 или 400 D0 (ГОСТ 10178-85), или портландцемент марки 500 D20 или 400 D20 (ГОСТ 3108-2003). Тонкость помола характеризуется остатком на сите №008 не более 15%. Суперпластификатор С-3 в порошкообразной форме по ТУ 240001-51831493-00. Микрокремнезем (ГОСТ 5382) марки МК-85 с массовой долей диоксида кремния не менее 85% или МК-65 с массовой долей диоксида кремния не менее 65%. Цеолит, например, натролит, шабазит, гейландит - по ТУ 39-01-08-658-81 «Глинопорошки марок ПВ и MB», Миннефтепром.

Комплексную добавку получают на технологической линии, осуществляющей описанный выше способ и включающей бункера для хранения и выдачи компонентов - цемента, суперпластификатора С-3, микрокремнезема и алюмосиликатного компонента, соединенные материалопроводами через дозаторы со смесителем для сухих смесей, обеспечивающими их одновременный ввод в указанный смеситель, который соединен материалопроводом с аэродинамическим активатором дезинтеграторного типа, обеспечивающим скорость вращения ротора 3000-6000 об/мин. При этом аэродинамический активатор дезинтеграторного типа может быть выполнен в виде цилиндрического корпуса с ротором, вал которого пропущен через верхнее и/или нижнее основание корпуса и имеет расположенные параллельно ему и прикрепленные к нему посредством дисков или кронштейнов пальцы, между которыми в радиальном направлении расположены неподвижные пальцы, смонтированные на разделителе в виде кронштейна, имеющего форму кольца, закрепленного к корпусу, причем верхняя поверхность кольца выполнена с уклоном к оси вращения ротора, а оси неподвижных пальцев параллельны. Аэродинамический активатор дезинтеграторного типа может быть выполнен в виде цилиндрического корпуса с роторами, соосные валы которых пропущены через верхнее и нижнее основания корпуса с возможностью вращения в противоположные стороны с разным числом оборотов и имеют диски или кронштейны с расположенными по форме гребенки параллельно им пальцами, а корпус снабжен разделителями в виде колец с верхней поверхностью в виде обращенного большим основанием вверх усеченного конуса, образующими камеры измельчения и расположенными между дисками или кронштейнами. При этом разделители могут быть снабжены закрепленными на их нижней поверхности пальцами.

Для приготовления комплексной добавки ее компоненты - цемент (портландцемент), С-3, микрокремнезем и цеолит в течение 10-15 минут перемешивают в смесителе для сухих смесей циклического действия типа «Торнадо», а затем осуществляют совместный помол в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа при скорости вращения 3000-6000 об/мин, где происходит изменение кристаллической структуры измельчаемых компонентов, благодаря чему повышается реакционная способность - активность добавки, что позволяет уменьшить расход цемента без снижения марочной прочности бетона.

Примеры осуществления изобретения

Пример 1. Для приготовления комплексной добавки ее компоненты (мас.%) - портландцемент - M500D0 - 85, С-3 - 2, микрокремнезем - 10 и цеолит - натролит - 3 в течение 10 минут перемешивают в смесителе для сухих смесей циклического действия типа «Торнадо», а затем осуществляют совместный помол в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа при скорости вращения 3000 об/мин.

Полученную добавку вводят в бетонную смесь в количестве 3,5 мас.% от веса цемента.

Состав бетонной смеси с добавкой и свойства получаемого бетона приведены в таблице 1.

Пример 2. Для приготовления комплексной добавки ее компоненты (мас.%) - портландцемент - M400D20 - 80, С-3 - 3, микрокремнезем - 12 и цеолит - натролит - 5 в течение 15 минут перемешивают в смесителе для сухих смесей циклического действия типа «Торнадо», а затем осуществляют совместный помол в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа при скорости вращения 3000 об/мин. Полученную добавку вводят в бетонную смесь в количестве 3,5 мас.% от веса цемента.

Пример 3. Для приготовления комплексной добавки ее компоненты (мас.%) - портландцемент - M400D20 - 80, С-3 - 3, микрокремнезем - 12 и цеолит - натролит - 5 в течение 10 минут перемешивают в смесителе для сухих смесей циклического действия типа «Торнадо», а затем осуществляют совместный помол в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа при скорости вращения 4500 об/мин. Полученную добавку вводят в бетонную смесь в количестве 3,5 мас.% от веса цемента.

Пример 4. Для приготовления комплексной добавки ее компоненты (мас.%) - портландцемент - M500D20 - 83, С-3 - 3, микрокремнезем - 11 и цеолит - натролит - 3 в течение 10 минут перемешивают в смесителе для сухих смесей циклического действия типа «Торнадо», а затем осуществляют совместный помол в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа при скорости вращения 6000 об/мин. Полученную добавку вводят в бетонную смесь в количестве 3,5 мас.% от веса цемента.

Состав бетонной смеси с добавкой и свойства получаемого бетона приведены в таблице 1.

Таблица 1
№ примера	Марка бетона	Марка цемента	Подвижность бетонной смеси см. OK	Состав бетонной смеси, кг/м3
портландцемент	песок	щебень	вода	добавка % от цемента
1	300	400	18	250	760	1100	160	3,5
2	400	500	20	170	840	1050	170	3,5
3	400	500	20	300	750	1100	136	3,5
4	300	400	18	300	710	1100	140	3,5

Таким образом, за счет более высокой активности добавки при пониженном расходе цемента сохраняются прочностные характеристики бетона, а экономия цемента может составить до 140-160 кг/м³ бетонной смеси.

Технологическая линия для приготовления комплексной добавки (фиг.1-3) включает бункера 1, 2, 3 и 4 для хранения и выдачи компонентов - цемента, суперпластификатора С-3, микрокремнезема и алюмосиликатного компонента, соединенные материалопроводами через дозаторы (весовые) со смесителем 6 для сухих смесей, обеспечивающими их одновременный ввод в указанный смеситель. Смеситель 6 соединен материалопроводом 7 в виде шнекового конвейера или устройства пневмотранспорта с аэродинамическим активатором 8 дезинтеграторного типа. Активатор 8 обеспечивает скорость вращения ротора 3000-6000 об/мин. При этом аэродинамический активатор 8 дезинтеграторного типа выполнен в виде цилиндрического корпуса 9 с ротором 10, вал которого пропущен через верхнее и/или нижнее основание корпуса 9 и имеет расположенные параллельно ему и прикрепленные к нему посредством дисков 11 или кронштейнов пальцы 12. Между пальцами 12 в радиальном направлении расположены неподвижные пальцы 13, смонтированные на разделителе 14 в виде кронштейна, имеющего форму кольца, закрепленного к корпусу 9. Верхняя поверхность кольца выполнена с уклоном к оси вращения ротора 10, а оси неподвижных пальцев параллельны. Как вариант аэродинамический активатор дезинтеграторного типа может быть выполнен в виде цилиндрического корпуса 9 с роторами 10 и 15, соосные валы которых пропущены через верхнее и нижнее основания корпуса 9 с возможностью вращения в противоположные стороны с разным числом оборотов. Роторы 10 и 15 имеют диски или кронштейны с расположенными по форме гребенки параллельно им пальцами 16, а корпус 9 снабжен полыми (для пропуска в них хладагента, например воды) разделителями 17 в виде колец с верхней поверхностью в виде обращенного большим основанием вверх усеченного конуса, образующими камеры измельчения и расположенными между дисками или кронштейнами. При этом разделители могут быть снабжены закрепленными на их нижней поверхности пальцами.

При работе технологической линии отдозированные компоненты подают в смеситель 6 для сухих смесей, из которого после предварительного смешивания смесь компонентов подают в аэродинамический активатор 8 дезинтеграторного типа, в котором частицы сухой смеси, попадая между подвижными и неподвижными или подвижными и подвижными пальцами, разрушаются до степени нарушения межкристаллических связей. Одновременный помол указанных компонентов позволяет значительно повысить активность добавки, тем самым улучшить прочностные показатели или существенно (на 10-15%) уменьшить расход цемента в изделиях. Экологическая чистота работы технологической линии обеспечивается системой аспирации, установленной в технологической последовательности после аэродинамического активатора.

1. Комплексная добавка для бетонной смеси, включающая цемент, порошкообразный суперпластификатор С-3, алюмосиликатный компонент, отличающаяся тем, что она в качестве алюмосиликатного компонента содержит цеолит и дополнительно микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент	80-85
Суперпластификатор С-3	2,0-3,5
Микрокремнезем	10-12
Цеолит	Остальное

2. Способ получения комплексной добавки для бетонной смеси, включающий совместный помол до удельной поверхности 4500-5000 см²/г ее компонентов - цемента, суперпластификатора С-3 и алюмосиликатного компонента, отличающийся тем, что для получения комплексной добавки по п.1 совместный помол осуществляют в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа при скорости вращения 3000-6000 об/мин, а перед помолом компоненты добавки одновременно загружают в смеситель циклического действия и перемешивают в течение 10-15 мин.

3. Технологическая линия для получения комплексной добавки для бетонной смеси способом по п.2, включающая бункера для хранения и выдачи компонентов - цемента, суперпластификатора С-3, микрокремнезема и алюмосиликатного компонента, соединенные материалопроводами через дозаторы со смесителем для сухих смесей, обеспечивающими их одновременный ввод в указанный смеситель, который соединен материалопроводом с аэродинамическим активатором дезинтеграторного типа, обеспечивающим скорость вращения ротора 3000-6000 об/мин.

4. Технологическая линия по п.3, в которой аэродинамический активатор дезинтеграторного типа выполнен в виде цилиндрического корпуса с ротором, вал которого пропущен через верхнее и/или нижнее основание корпуса и имеет расположенные параллельно ему и прикрепленные к нему посредством дисков или кронштейнов пальцы, между которыми в радиальном направлении расположены неподвижные пальцы, смонтированные на разделителе в виде кронштейна, имеющего форму кольца, закрепленного к корпусу, причем верхняя поверхность кольца выполнена с уклоном к оси вращения ротора, а оси неподвижных пальцев параллельны.

5. Технологическая линия по п.3, в которой аэродинамический активатор дезинтеграторного типа выполнен в виде цилиндрического корпуса с роторами, соосные валы которых пропущены через верхнее и нижнее основания корпуса с возможностью вращения в противоположные стороны с разным числом оборотов и имеют диски или кронштейны с расположенными по форме гребенки параллельно им пальцами, а корпус снабжен разделителями в виде колец с верхней поверхностью в виде обращенного большим основанием вверх усеченного конуса, образующими камеры измельчения и расположенными между дисками или кронштейнами.

6. Технологическая линия по п.4 или 5, в которой разделители снабжены закрепленными на их нижней поверхности пальцами.