Высокопрочный бетон
Владельцы патента RU 2433098:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)
Изобретение относится к высокопрочному бетону и может найти применение при изготовлении изделий в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения. Технический результат - повышение трещиностойкости бетона. Высокопрочный бетон приготовлен из сырьевой смеси, содержащей комплексную добавку из золя берлинской лазури с плотностью 1,013 г/см3, водородным показателем 4,7-5,3 и гиперпластификатора «Peramin SMF-10», при их следующем соотношении соответственно, мас.%: 85,50-86,00 и 14,00-14,50 и соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: портландцемент 22,40-28,30, песок 23,60-26,00, щебень 36,40-39,60, указанная добавка 0,06-0,08, вода 11,64-11,92. 1 табл.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (Ю.М.Баженов. Технология бетона. М., Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), 2002 г., с.377), содержащая портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду.
Недостатком данного технического решения является ограниченное значение трещиностойкости, а также пониженная морозостойкость.
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, C04B 28/04, опубл. 20.07.2005 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем ортокремниевой кислоты с плотностью 1,014 г/см3, водородным показателем 5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.
Недостатком данного технического решения является ограниченное значение трещиностойкости, а также пониженная морозостойкость.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU №2332379, C04B 28/04, опубл. 27.08.2008 г.), содержащий портландцемент, песок, щебень, добавку - золь берлинской лазури с плотностью 1,013 г/см3, водородным показателем 4,7-5,3 и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 22,40-28,30 |
| Песок | 23,60-26,00 |
| Щебень | 36,40-39,60 |
| Золь берлинской лазури, | |
| характеризуемый плотностью 1,013 г/см3, | |
| водородным показателем 4,7-5,3 | 0,06-0,08 |
| Вода | 11,64-11,92 |
Недостатком данного технического решения является ограниченное значение трещиностойкости, а также пониженная морозостойкость.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной трещиностойкостью и повышенным значением морозостойкости.
Технический результат достигается тем, что в высокопрочном бетоне, полученном из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, добавка является комплексной и состоит из золя берлинской лазури с плотностью 1,013 г/см3, водородным показателем 4,7-5,3 и гиперпластификатора «Peramin SMF-10» при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Золь берлинской лазури, | |
| характеризуемый плотностью 1,013 г/см3, | |
| водородным показателем 4,7-5,3 | 85,50-86,00 |
| Гиперпластификатор «Peramin SMF-10» | 14,00-14,50 |
при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
| Портландцемент | 22,40-28,30 |
| Песок | 23,60-26,00 |
| Щебень | 36,40-39,60 |
| Указанная добавка | 0,06-0,08 |
| Вода | 11,64-11,92 |
Золь берлинской лазури будет способствовать повышению гидратационной активности цемента. Это происходит благодаря введению структурного элемента, характеризуемого повышенной внутренней и внешней поверхностной энергией, что подтверждено данными физико-химических исследований (см. прототип), с образованием тоберморитоподобных гидросиликатов при межплоскостном расстоянии, равном (3,07; 2,80; 1,83)·10-10 м, и гидросиликатов, представленных гиллебрандитом, межплоскостное расстояние которого равно (12,60; 3,34; 2,92)·10-10 м, которые имеют слоистую и волокнистую структуру, что подтверждает большую степень гидратации цемента в активированном бетоне по сравнению с контрольным бездобавочным бетоном.
Присутствие указанных минералов способствует повышению прочности бетона и особенно прочности при изгибе, что и обеспечивает повышение трещиностойкости камня, которое оценивается отношением RИЗГ/RСЖ. Повышенное количество образующихся гидратных новообразований способствует уплотнению структуры камня и, как следствие, повышению морозостойкости бетона.
Золь берлинской лазури в сочетании с гиперпластификатором «Peramin SMF-10» позволяет получить высокопрочный бетон с повышенной трещиностойкостью и морозостойкостью по сравнению с прототипом.
За счет уменьшения количества химически несвязанной воды в бетоне путем применения указанного гиперпластификатора повышается плотность искусственного камня.
На дату подачи заявки, по мнению заявителя, заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии указанной комплексной добавки, а именно увеличивает трещиностойкость материала на 23% до значения RИЗГ/RСЖ, равного 0,25, и повышает морозостойкость материала на 33% до значения 700 циклов по сравнению с прототипом.
Смесь, включающая портландцемент, песок, щебень и добавку, представленную золем берлинской лазури с плотностью 1,013 г/см3, водородным показателем 4,7-5,3 и гиперпластификатором «Peramin SMF-10», обеспечила получение высокопрочного бетона, характеризуемого повышенным значением трещиностойкости и морозостойкости.
По мнению заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.
Готовят сырьевую смесь в следующей последовательности: получают золь берлинской лазури, характеризуемый плотностью 1,013 г/см3, водородным показателем 4,7-5,3 - 0,1 см3 насыщенного на холоде раствора хлорида железа, вводят в 100 см3 воды. В разбавленный раствор вводят при взбалтывании 1 каплю 20%-ного раствора калия железистосинеродистого. Образуется золь берлинской лазури (хлорид гексоцианоферрата железа (III)) синего цвета.
Таким образом получают золь берлинской лазури (хлорид гексоцианоферрата железа (III)) (Н.В.Коровин «Общая химия», М., «Высшая школа», 2000. - 558 с.).
Отдозированный золь берлинской лазури и гиперпластификатор «Peramin SMF-10» на основе поликарбоксильных полимеров шведской компании «Perstorp» (совместимый со спецификациями ASTM C494 тип F, DIN 1045, BS 5075 части 1 и 3, EN 934-2), помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: портландцемент М400, песок с модулем крупности 2,1, щебень фракции 5-10 мм и воду, содержащую отдозированную комплексную добавку, помещают в бетоносмеситель, где осуществляется перемешивание компонентов и приготовление бетонной смеси, из которой изготавливают требуемые бетонные изделия и образцы для контроля качества по параметрам трещиностойкости и морозостойкости.
Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях и результаты испытаний согласно ГОСТ 10180-90 «Методы определения прочности по контрольным образцам», ГОСТ 10060.0-95 «Методы определения морозостойкости» представлены в таблице.
Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению характеризуется повышенной трещиностойкостью материала на 23% до значения RИЗГ/RСЖ, равного 0,25, и повышенной морозостойкостью материала на 33% до значения 700 циклов по сравнению с прототипом.
Высокопрочный бетон, полученный из сырьевой смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, отличающийся тем, что добавка является комплексной и состоит из золя берлинской лазури с плотностью 1,013 г/см3, водородным показателем 4,7-5,3 и гиперпластификатора «Peramin SMF-10» при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Золь берлинской лазури, | |
| характеризуемый плотностью 1,013 г/см3, | |
| водородным показателем 4,7-5,3 | 85,50-86,00 |
| Гиперпластификатор «Peramin SMF-10» | 14,00-14,50 |
при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
| Портландцемент | 22,40-28,30 |
| Песок | 23,60-26,00 |
| Щебень | 36,40-39,60 |
| Указанная добавка | 0,06-0,08 |
| Вода | 11,64-11,92 |
