Способ приготовления бетонной смеси
Владельцы патента RU 2443650:
Изотов Владимир Сергеевич (RU)
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КазГАСУ (RU)
Изобретение относится к способу приготовления бетонной смеси, в том числе для монолитного строительства. Технический результат - увеличение удобоукладываемости, сохранение подвижности бетонной смеси без снижения прочности бетона во все сроки твердения. В способе приготовления бетонной смеси, заключающемся в перемешивании цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, предварительно в заводских условиях перемешивают цемент, заполнители и часть воды затворения до получения бетонной смеси с осадкой конуса, равной 2-4 см, затем полученную смесь транспортируют на строительную площадку, где в нее не позднее 2-х часов с момента приготовления добавляют водный раствор суперпластификатора с оставшимся расчетным количеством воды затворения и бетонную смесь окончательно перемешивают не менее 3-х минут. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области строительства, в частности к технологии приготовления бетонной смеси с добавками суперпластификаторов, и может быть использовано при изготовлении монолитных изделий из железобетона.
Известен способ приготовления бетонной смеси по патенту RU 02029755 С1 27.02.1995, сущность которого заключается в том, что проводят предварительную активацию цемента, воды и песка в количестве 25-50% от общего количества с последующей активацией путем циркуляции через насос в течение 1-10 мин. В смесь может быть введен суперпластификатор. Технический результат - прочность бетона до 88 МПа при пластичности 22 см.
Данный способ требует дополнительных затрат на предварительную активацию и не обеспечивает длительное сохранение подвижности бетонной смеси.
Известен способ приготовления бетонной смеси по патенту RU 02028279 С1 09.02.1995, заключающийся в предварительном перемешивании песка, щебня, 40-60% воды затворения и добавки - 40-45%-ного водного раствора формиатно-спиртового пластификатора с последующим введением цемента и дополнительным перемешиванием с остальной частью воды затворения. В результате прочность бетона после пропаривания на 15.8% больше марочной.
Однако данный способ не обеспечивает в достаточной степени сохранения подвижности бетонной смеси и повышения морозостойкости бетона, особенно в монолитном строительстве.
Ближайшим к предлагаемому способу является способ приготовления бетонной смеси, заключающийся в предварительной обработке цемента суперпластификатором в количестве 2.2-20% от массы цемента при механическом воздействии 30-120 Вт на 1 кг обрабатываемой смеси в течение 20-36000 с, а затем полученное вяжущее перемешивают с заполнителем и водой затворения (А.С. SU 1812769 А1 опуб. 10.05.1996).
Недостатком данного способа являются высокие энергозатраты на механическую активацию цемента, недостаточная сохраняемость подвижности бетонной смеси.
Задача настоящего изобретения заключается в сохранении подвижности бетонной смеси без снижения прочности бетона во все сроки твердения, увеличении удобоукладываемости.
Результат достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, заключающемся в перемешивании цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды, предварительно в заводских условиях перемешивают цемент, заполнители и часть воды затворения до получения смеси с осадкой конуса 2-4 см, а суперпластификатор в виде водного раствора вводят в бетонную смесь с оставшимся количеством воды затворения после ее доставки на строительную площадку, но не позднее 2-х часов с момента ее приготовления, с последующим перемешиванием в течение не менее 3 минут в автобетоносмесителе.
Бетонную смесь готовят следующим образом.
В заводских условиях предварительно отдозированные заполнители и портландцемент перемешивают с частью воды затворения до достижения пластичности, характеризуемой осадкой конуса 2-4 см. Далее бетонную смесь загружают в автобетоносмеситель и отправляют на место бетонирования. Не позднее 2-х часов с момента приготовления бетонной смеси в нее добавляют водный раствор оптимального количества суперпластификатора совместно с оставшимся количеством воды затворения для получения бетонной смеси требуемой подвижности. Затем бетонную смесь перемешивают в течение не менее 3-х минут и заливают в опалубку или бункер бетононасоса. Данный способ позволяет увеличить подвижность бетонной смеси марки по удобоукладываемости с П1 до П4. При этом подвижность бетонной смеси увеличивается по сравнению с составом, в котором такое же количество суперпластификатора и воды затворения вводится на начальном этапе приготовления бетонной смеси. Физико-механические свойства бетона, изготовленного из бетонной смеси по предложенному способу, приведены в таблице.
В качестве суперпластификатора могут быть использованы нейтрализованные продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида (основной компонент суперпластификаторов марок С-3, выпускаемого по ТУ 6-14-625-80, и С-4, выпускаемого по ТУ 14-6-188-81), продукт конденсации меламина с формальдегидом, гидросульфитом или сульфанилатом натрия (суперпластификаторы 10-03 по ТУ 44-3-505-81 и МФ-АР по ТУ 6-05-1926-82), нейтрализованный продукт конденсации сульфированных ароматических углеводов газойлевой фракции 200-400°С каталитического крекинга или пиролиза нефти с формальдегидом (суперпластификатор 40-03 по ТУ 38-402-58-82), сульфированные фенолформальдегидные олигомеры (суперпластификатор ФЛ-СА по ТУ 44-3-720-84), нейтрализованные продукты конденсации карбоциклических и гетероциклических сульфокислот с формальдегидом (суперпластификатор Н-1 по ТУ 44-3-639-83), эфиры поликарбоксилатов и полиакрилатов (Мобет марки 2 по ТУ 2600-003-54575429-2008, Одолит-К по ТУ 5745-01-96326574-08, добавки Sika® ViskoCrete®-20 HE и Sika® ViskoCrete®-5 Neu по ТУ 2493-002-13613997-2007).
Изобретение иллюстрируется следующим примером.
Для приготовления бетонной смеси производственного состава (М350) использовали цемент М400 Д20 Вольского завода, обогащенный песок Камского месторождения с модулем крупности, равным 2.7, щебень из гравия Камского месторождения фракции 5-20 мм, при следующем соотношении (масс.ч.):
Цемент: щебень: песок = 1:2,53:1,32 (расход цемента 450 кг/м3). Цемент, заполнители и часть воды затворения перемешивали традиционным методом до достижения удобоукладываемости, характеризуемой осадкой конуса 2 см. При этом В/Ц составило 0.31. В составе №2 (табл.) суперпластификатор Одолит-К вводился в бетонную смесь с оставшейся частью воды затворения в оптимальной дозировке непосредственно при приготовлении бетонной смеси, в составах №3-5 (в соответствии с предлагаемым изобретением) суперпластификатор вводился с оставшейся частью воды затворения через 1 час, 2 часа и 2,5 часа после приготовления бетонной смеси. Во всех случаях после введения суперпластификатора бетонная смесь тщательно перемешивалась в течение не менее 3-х минут, при этом В/Ц составило 0.34. Дозировка суперпластификатора Одолит-К принята 0.4% от массы цемента в пересчете на сухое вещество. Замеры, произведенные по осадке конуса, показали, что наибольшую подвижность (ОК 20 см) при одинаковом В/Ц имеет состав №3, характеризуемый тем, что суперпластификатор вводился через 1 час после приготовления бетонной смеси.
Из бетонных смесей изготавливались образцы - кубы с размерами 10×10×10 см. Через 1, 3, 7, 28 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность образцов на сжатие определяли в соответствии с ГОСТ 18105-86.
Результаты механических испытаний бетона и бетонной смеси приведены в таблице.
| № п/п | Сохранение подвижности б.с., мин | O.K. б.с., см | В/Ц | Ср. плотность бет. смеси, кг/м3 | Прочность при сжатии (МПа) бетона в возрасте, сут: | Способ введения СП | |||
| 1 | 3 | 7 | 28 | ||||||
| 1 | 30 | 16 | 0.47 | 2320 |
|
|
|
|
Контрольный состав без добавки |
| 2 | 110 | 16 | 0.34 | 2390 |
|
|
|
|
С добавкой СП, введенной сразу в бетонную смесь |
| 3 | 150 | 20 | 0.34 | 2390 |
|
|
|
|
С добавкой СП, введенной в бетонную смесь через 1 час |
| 4 | 180 | 18 | 0.34 | 2390 |
|
|
|
|
С добавкой СП, введенной в бетонную смесь через 2 часа |
| 5 | 120 | 14 | 0.34 | 2390 |
|
|
|
|
С добавкой СП, введенной в бетонную смесь через 2.5 часа |
| Примечание*: над чертой приведено среднее значение показателя; под чертой - относительное значение показателя в % от контрольного. |
На основании полученных данных видно, что применение в строительстве предлагаемого способа приготовления бетонной смеси позволит сохранить ее подвижность, повысить удобоукладываемость или снизить водопотребность при аналогичной удобоукладываемости и обеспечить высокое качество бетонных конструкций.
Способ приготовления бетонной смеси, заключающийся в перемешивании цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, отличающийся тем, что предварительно в заводских условиях перемешивают цемент, заполнители и часть воды затворения до получения бетонной смеси с осадкой конуса, равной 2-4 см, затем полученную смесь транспортируют на строительную площадку, где в нее не позднее 2-х ч с момента приготовления добавляют водный раствор суперпластификатора с оставшимся расчетным количеством воды затворения и бетонную смесь окончательно перемешивают в течение не менее 3-х мин.
