Способ приготовления бетонной смеси
Владельцы патента RU 2399597:
Коровяков Василий Федорович (RU)
Алимов Лев Алексеевич (RU)
Воронин Виктор Валерианович (RU)
Государственное унитарное предприятие г. Москвы Научно-исследовательский институт московского строительства "НИИМосстрой" (ГУП "НИИМосстрой") (RU)
Изобретение относится к способу приготовления бетонной смеси с добавками суперпластификаторов и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном железобетоне и в монолитном строительстве. Технический результат - повышение подвижности бетонной смеси, сокращение расхода цемента без снижения прочности бетона, а также снижение энергозатрат. В способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание цемента с суперпластификатором, заполнителями и водой затворения, предварительно 5-10% цемента от расчетного количества перемешивают в течение 1-2 мин с водой затворения, содержащей добавку суперпластификатора, с последующим перемешиванием с остальным количеством цемента и заполнителями. При перемешивании цемента с водой затворения, содержащей добавку суперпластификатора, дополнительно вводят пеногаситель. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к способу приготовления бетонной смеси с добавками суперпластификаторов и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном железобетоне и в монолитном строительстве.
Известно использование в технологии приготовления бетонных смесей различного типа суперпластификаторов на основе сульфированных меламинформальдегидных смол, продуктов конденсации нафталинсульфокислоты, модифицированных лигносульфонатов, поликарбоксилатов и т.п. (см. Ю.М.Баженов «Технология бетона». М., 2002 г., стр.48, В.Г.Батраков «Модифицированные бетоны. Теория и практика». М., 1998 г., стр.143).
Наиболее близким к заявляемому является способ приготовления бетонной смеси, заключающийся в перемешивании части цемента с суперпластификатором и последующим перемешиванием с остальной частью цемента, заполнителем и водой затворения.
Сущность способа состоит в предварительной обработке части цемента совместно с суперпластификатором, при механическом воздействии в мельнице МБЛ-1 в течение 20-3,6·104 с последующим перемешиванием с остальным количеством цемента, заполнителями и водой (патент РФ № 2042653, кл. С04В 28/02, 1987).
Недостатком данного изобретения является необходимость использования специального оборудования с большим потреблением энергии.
Задачей изобретения является повышение подвижности бетонной смеси, сокращение расхода цемента без снижения прочности бетона, а также резкое снижение энергозатрат на стадии обработки части цемента с суперпластификатором.
Дополнительным преимуществом предложенного способа является использование обычного смесительного оборудования.
Перемешивание части цемента в воде затворения, содержащей суперпластификатор, предусматривается проводить в растворео и бетономешалках любого типа перед перемешиванием с остальным количеством цемента и заполнителями.
Решение поставленной задачи достигается тем, что предварительно 5-10% цемента от расчетного количества перемешивают в течение 1-2 мин с водой затворения, содержащей добавку суперпластификатора, с последующим перемешиванием с остальным количеством цемента и заполнителями. При необходимости совместно с суперпластификатором в воду затворения может быть введен пеногаситель с целью снижения пенообразования.
В качестве пеногасителя могут быть использованы известные органические соединения на основе кремнийорганических веществ, эфиров жирных спиртов, аминов.
Количество пеногасителя зависит от необходимой степени пеногашения и подбирается опытным путем.
Предварительное растворение части цемента в воде затворения, содержащей добавку суперпластификатора, ведет к образованию коллоидного раствора, содержащего повышенное количество микро- и наночастиц.
При этом резко повышается активность суперпластификатора, что в конечном результате приводит к повышению подвижности бетонной смеси.
Для осуществления способа используют следующие материалы: портландцемент М500ДО, щебень гранитный фракции 5-10 мм, песок кварцевый средней крупности, воду, суперпластификатор С-3 (на основе натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида).
Пример 1 (контрольный). В бетоносмесителе готовят бетонную смесь состава цемент: песок: щебень соответственно 1:2,1:3,2 (расход цемента составляет 376 кг/м3 при В/Ц=0,75), в которую вводят суперпластификатор С-3 в количестве 0,6% от массы цемента. Бетонная смесь имеет осадку конуса П4 (18 см ОК).
Пример 2 (по изобретению). В бетоносмесителе перемешивают 10% цемента от расчетного количества с водой затворения, содержащей 0,6% суперпластификатора С-3 от массы цемента, в течение 1-2 мин с последующим перемешиванием с песком, щебнем и остальным количеством цемента.
Соотношение компонентов бетонной смеси, как и в примере 1. Бетонная смесь имеет осадку конуса П5 (26 см ОК).
Пример 3 (для сравнения). В бетоносмесителе перемешивают 4% цемента от расчетного количества с водой затворения, содержащей 0,6% суперпластификатора С-3 от массы цемента, в течение 1-2 мин с последующим перемешиванием с песком, щебнем и остальным количеством цемента.
Соотношение компонентов бетонной смеси, как и в примере 1. Бетонная смесь имеет осадку конуса П4
Пример 4 (для сравнения). В бетоносмесителе перемешивают 20% цемента от расчетного количества с водой затворения, содержащей 0,6% суперпластификатора С-3 от массы цемента, в течение 1-2 мин с последующим перемешиванием с песком, щебнем и остальным количеством цемента.
Соотношение компонентов бетонной смеси, как и в примере 1. Бетонная смесь имеет осадку конуса П4.
Пример 5 (по изобретению). В бетоносмесителе перемешивают в течение 1-2 минут 10% от расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор и пеногаситель БТФ в количествах соответственно 0,6 и 0,104% от массы цемента, с последующим перемешиванием с заполнителями- песком и щебнем и с остальным количеством цемента, соотношение компонентов, как в примере 2. Бетонная смесь имеет осадку конуса П5(26 см ОК). Прочность образцов в 28-дневном возрасте нормального твердения составила 30 МПа, а без пеногасителя 25 МПа.
Свойства бетонных смесей и бетонов представлены в таблице.
| Таблица | ||||
| № примера | Состав бетона | В/Ц | Подвижность см, OK | Прочность при сжатии, МПа |
| 1 | 1:2,1:3,2 | 0,75 | 18 | 25 |
| 2 | 1:2,1:3,2 | 0,75 | 26 | 25,2 |
| 3 | 1:2,1:3,2 | 0,75 | 18 | 25 |
| 4 | 1:2,1:3,2 | 0,75 | 18 | 25,1 |
| 5 | 1:2,1:3,2 | 0,75 | 26 | 30 |
Таким образом, в примерах 3, 4, 5 показано, что введение части цемента в количестве менее 5% и более 10% не дает требуемого повышения подвижности бетонной смеси.
В качестве добавок по заявляемому способу помимо суперпластификатора С-3, использованного в примерах выполнения, с равным результатом могут быть использованы и другие суперпластификаторы, например, на основе сульфированных меламинформальдегидных смол, поликарбоксилатов.
1. Способ приготовления бетонной смеси, включающий перемешивание цемента с суперпластификатором, заполнителями и водой затворения, отличающийся тем, что предварительно 5-10% цемента от расчетного количества перемешивают в течение 1-2 мин с водой затворения, содержащей добавку суперпластификатора, с последующим перемешиванием с остальным количеством цемента и заполнителями.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при перемешивании части от расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей добавку суперпластификатора, дополнительно вводят пеногаситель.
