Сырьевая смесь и способ приготовления бетона
Владельцы патента RU 2391308:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к строительной смеси и способу получения из нее бетона, и может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий. Строительная смесь включает цемент, песок, заполнители, комплексную добавку и затворяющую жидкость. В качестве цемента содержит шлакопортландцемент, в качестве песка используют горный песок - отход обогащения железных руд Абагурской агломерационно-обогатительной фабрики, в качестве заполнителя - доменный дробленый шлак, в качестве комплексной добавки - «Реламикс. Тип 2», а в качестве затворяющей жидкости - свежеструктурированную жидкость в количестве до жидкоподвижной массы, при следующем соотношении компонентов:
Способ приготовления бетона из указанной строительной смеси включает укладку затворенной смеси в формы, уплотнение и твердение, при этом строительную смесь, уложенную в формы, по прошествии 2,5-3 часов от момента затворения дополнительно обрабатывают структурированной водой. Технический результат - повышение качества бетона и снижение срока его твердения. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к строительной смеси и способу получения из нее бетона, и может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий.
Известна бетонная смесь, содержащая цемент, заполнитель суперпластификатор С-3, воду, грунт естественной влажности, гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-94 [1]. Недостаток этой смеси заключается в низком качестве бетона и повышенном сроке твердения.
Известен способ приготовления строительной смеси, включающий затворение бетонной смеси водой, в котором в качестве затворяющей жидкости применяют структурированную воду [2]. Недостаток этого способа заключается в повышении срока твердения бетона.
Известна также бетонная смесь, включающая портландцемент, песок, гравий, комплексную добавку и структурированную воду [2]. Недостаток этого состава заключается в низком качестве бетонов, высоком сроке твердения бетона.
Известен также способ приготовления бетона, включающий заливку в бетоносмеситель структурированной воды, загрузку цемента, гравия, песка, пластифицирующих добавок, смешение компонентов до жидкоподвижной массы с последующей укладкой смеси в формы [2]. Недостаток этого способа заключается в повышенной продолжительности твердения.
Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества бетона и снижении срока его твердения за счет затворения бетона свежеприготовленной структурированной водой и дополнительной обработки уложенного в формы и уплотненного бетона структурированной водой путем смачивания поверхности бетона.
Технический результат, полученный при осуществлении изобретения, заключается в применении для затворения бетона структурированной воды, которая способствует повышению качества бетона.
Для достижения предлагаемым изобретением технического результата, строительная смесь, включающая цемент, песок, заполнители, комплексную добавку и затворяющую жидкость, отличающаяся тем, что в качестве цемента содержит шлакопортландцемент, в качестве песка используют горный песок - отход обогащения железных руд Абагурской агломерационно-обогатительной фабрики, в качестве заполнителя - доменный дробленый шлак, в качестве комплексной добавки - «Реламикс. Тип 2», а в качестве затворяющей жидкости - свежеструктурированную жидкость в количестве до жидкоподвижной массы, при следующем соотношении компонентов:
| Шлакопортландцемент | 15-18 |
| Доменный шлак | 50-60 |
| Указанный горный песок | 21,9-34,7 |
| Реламикс.Тип 2 | 0,1-0,3 |
Для этого же в способе приготовления бетона из строительной смеси по п.1, включающем укладку затворенной смеси в формы, уплотнение и твердение, строительную смесь, уложенную в формы, по прошествии 2,5-3 часов от момента затворения дополнительно обрабатывают структурированной водой.
В предложенном способе в качестве затворяющей жидкости применяют свежеприготовленную структурированную воду, которая способствует повышению качества бетона, возрастает прочность на сжатие и изгиб, увеличивается морозостойкость и скорость гидратации и, соответственно, сокращается период твердения. Свойство кристаллической решетки воды ослабляется во времени, и через 3,5 часа структурированная вода переходит в обычное состояние, становится не структурированной.
Структурированная вода содержится во всех растениях, в травах, в ягоде, в фруктах и в овощах. Структурированная жидкость также содержится в теле животных и человека. Свежевзятое молоко животных является структурированным. Вода и водные растворы сохраняют свойства структурированной жидкости в течение 4,5 часов. Через 4,5 часа структурированная вода изменяет структуру и переходит в обычное состояние.
Известны способы структурирования воды и водных растворов, описанные в патентах: патент №2320545 С2 RU МПК C02F 1/36 2006.01 (2008.03.27) и «Способ структурирования воды» RU 2286134 С1 МПК A61K 8/02 (2006.01); а также «Способ получения активированной жидкости» RU 2270804 С2 C02F 1/48 (2006.01) и в статье [3].
Авторами установлено, что обычную воду можно приготовить в структурированную путем добавления к обычной воде структурированной. Обнаруженный эффект предлагается использовать в производстве бетона, и вторичная обработка структурированной водой в уложенном в формы бетоне приводит к структурированию всей воды, содержащейся в теле бетона. Для этого поверхность бетона смачивается структурированной водой любым известным способом. В результате увеличивается интенсивность образования новых минеральных кристаллов в теле бетона. Таким способом увеличивается на 3,5 часа период интенсивного образования новых минеральных кристаллов из цемента в бетоне и соответственно сокращается период твердения и набора прочности бетоном. В известных способах применяется пропарка бетона во влажной среде при температуре до 90°С в течение 24 часов. За это время бетон разогревается только с поверхности на глубину до 5 см. Внутри тела бетон не нагревается и скорость твердения не возрастает. Предлагаемый способ позволяет увеличить скорость твердения во всем теле бетонного изделия.
Для получения предлагаемой строительной смеси применяли доменный дробленный шлак ОАО «Кузнецкий металлургический комбинат», шлакопортландцемент Кузнецкого цементного завода, в качестве песка использовали отходы обогащения железных руд Абагурской агломерационно-обогатительной фабрики (г.Новокузнецк), структурированную воду. Применялась также комплексная добавка для бетонов и растворов «Реламикс. Тип 2» (в форме сухого порошка) ТУ 5870-002-14153664-04 с изменениями. Изготовитель ООО «Полипласт-УралСиб, г.Первоуральск, Свердловской области.
Составы компонентов для строительной смеси приведены в таблице 1. Использовали песок горный, содержащий минералы гранатов до 15-20%, что способствовало повышению качества бетона. Шлак и песок предварительно сушили в сушильном шкафу при 115°С.
| Таблица 1 | ||||||||||
| Материал | Химический состав, мас.% | |||||||||
| SiO2 | Al2O3+ TiO2 |
FeO+Fe2O3 | CaO | MgO | MnO | P2O5 | SO3 | Na2O+K2O | П.П.П. | |
| Доменный дробле ный шлак |
36,4 | 12,3-17,0 | 0,6-2,6 | 38-42,2 | 4,8-9,9 | 0,2-1,0 | 0,4-1,1 | 0,13-0,17 | 0,10-0,15 | |
| Песок горный | 34,1-39,9 | 9,8-11 | 12,8-26,1 | 11,3-13,7 | 4,2-5,7 | 0,3-0,55 | 0,5-0,6 | 1,7-3,2 | 1,3-3,2 | 8,5-15 |
Состав бетонной смеси приведен в таблице 2. В опыте 4 для затворения применяли водопроводную воду питьевого качества, в опытах 1-3 для затворения использовали структурированную воду. Во всех опытах использовали для затворения воду в количестве 13% от массы замеса. В опыте 2 через 3 часа после затворения обработали бетон структурированной водой. В опыте 3 дважды обработали бетон структурированной водой через 3 и через 6 часов после затворения.
Из полученной строительной смеси изготавливали образцы-балочки размером 4*4*16 см с уплотнением на стандартной лабораторной виброплощадке в течение 3 минут. Твердение образцов осуществляли в нормальных условиях при комнатной температуре в изолированной от внешней среды емкости. Во втором опыте для затворения применяли структурированную воду, после затворения бетона, укладки в форму и уплотнения через 3 часа дополнительно обработали поверхность бетона структурированной водой.
| Таблица 2 | |||||||||
| Составы | № сос тава |
Содержание компонентов, мас.% | |||||||
| Порт ланд цемент М400 |
Шлакопортланд цемент М350 | Песок | Заполнители | Добавки «Рела микс. Тип 2» |
Марка бетона, М | ||||
| Реч ной |
Гор ный |
Гравий речной | Шлак доменный дроблёный | ||||||
| Предложенное | 1 | 15 | 34,7 | 50 | 0,3 | М350 | |||
| 2 | 18 | 21,9 | 60 | 0,1 | М400 | ||||
| 3 | 16,5 | 25,3 | 58 | 0,2 | М450 | ||||
| По патенту 2272796 | 4 | 11 | 28,4 | 55 | 0,6 тиокола | М300 |
Результаты испытаний приведены в таблице 2, из которой следует, что благодаря применению заявленного состава и способа со структурированной водой качество бетона повысилось. В опыте 1 период твердения составил 22 суток, в опытах 2 и 3 соответственно 19 и 17 суток, в опыте 4 - 28 суток. Применение структурированной воды способствует сокращению периода твердения бетона.
Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить качество бетона и сократить период тепловлажностной обработки в тепловых камерах.
Источники информации:
1. Патент РФ №2269499, МПК С04В 28/02, 2004
2. RU2319681 C1, С04В 40/02, 27.05.2000
3. Родионов В.Н., Стехин А.А., Яковлев Г.В., Родионова С.В. О релаксации свойств активированной воды и применении ее в строительстве. Строительные материалы, оборудование, технологии. №6, 2007.
1. Строительная смесь, включающая цемент, песок, заполнитель, комплексную добавку и жидкость затворения, отличающаяся тем, что в качестве цемента содержит шлакопортландцемент, в качестве песка используют горный песок - отход обогащения железных руд Абагурской агломерационно-обогатительной фабрики, в качестве заполнителя - доменный дробленый шлак, в качестве комплексной добавки - «Реламикс. Тип 2», а в качестве затворяющей жидкости - свежеструктурированную жидкость в количестве до жидкоподвижной массы при следующем соотношении компонентов:
| Шлакопортландцемент | 15-18 |
| Доменный шлак | 50-60 |
| Указанный горный песок | 21,9-34,7 |
| Реламикс. Тип 2 | 0,1-0,3 |
2. Способ приготовления бетона из строительной смеси по п.1, включающий укладку затворенной смеси в формы, уплотнение и твердение, при этом строительную смесь, уложенную в формы, по прошествии 2,5-3 ч от момента затворения дополнительно обрабатывают структурированной водой.
