Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты)


 


Владельцы патента RU 2489381:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий. Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А с водой затворения, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-100 при следующем соотношении компонентов, мас.%: ВНВ-100 26,3-26,66, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2, гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88-33,2, нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052, вода 6,888-7,927. В варианте сырьевая смесь содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 с перлитом в качестве наполнителя при соответствующей корректировке соотношения компонентов сырьевой смеси. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности при сжатии и при изгибе в проектном возрасте и понижении значений водопоглощения, снижении расхода цемента. 4 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного мелкозернистого бетона, содержащая портландцемент, отсев дробления кварцитопесчанника и воду (см. Глаголев Е.С. Высокопрочный бетон на композиционных вяжущих и техногенных песках для монолитного строительства: Автореферат диссертации на соискание уч. ст.канд. техн. наук. - Белгород: Изд-во БГТУ им. Шухова, 2010-20 с.).

Недостатком известного состава сырьевой смеси является недостаточная прочность при сжатии мелкозернистого бетона.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон, включающий портландцемент, песок, гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, рН 5…6, и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 20,8-25,0
Песок 24,0-25,6
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 42,45-45,55
Добавка - кремнеземсодержащий
компонент, представленный золем
H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3,
рН 5…6 0,75
Вода 7,30-7,8

(см. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. - 2006. - №9. - с.89-90).

Недостатком состава сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона является ограниченность максимального значения прочности при сжатии, а также повышенное значение водопоглощения бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высоопрочного бетона с улучшенными строительно-техническими и эксплуатационными свойствами на основе композиционных вяжущих - вяжущих низкой водопотребности (ВНВ).

Технический результат изобретения - повышение прочности при сжатии и при изгибе в проектном возрасте, снижение расхода цемента за счет использования перлита в составе ВНВ-70 - до 30%.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, согласно изобретению в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают ультразвуковой обработке совместно с водой затворения в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100 26,3-26,66
Кварцполевошпатовый песок
с модулем крупности 2,1 32,88-33,2
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88-33,2
Нанодисперсный порошок
диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052
Вода 6,888-7,927

Технический результат достигается также тем, что сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, согл асно изобретению в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают ультразвуковой обработке совместно с водой затворения в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100 26,26-26,6
Кварцполевошпатовый песок
с модулем крупности 2,1 32,8-33,1
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,8-33,1
Нанодисперсный порошок
диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052
Вода 7,248-8,127,

кроме того, в составе ВНВ-70 в качестве наполнителя используется перлит.

Создание высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой с улучшенными строительно-техническими и эксплуатационными свойствами предусматривает использование в качестве вяжущих - ВНВ с применением перлитовых пород Мухор-Талинского месторождения Республики Бурятия. ВНВ получают совместным помолом в шаровой мельнице до удельной поверхности 450-550 м2/кг портландцемента и органического водопонижающего реагента на основе нафталинсульфокислоты с формальдегидом - суперпластификатора СП-1 (1-2 мас.%) для ВНВ-100, портландцемента, минерального наполнителя в виде кремнеземистого материала - перлита в количестве 30% и суперпластификатора СП-1 (1-2 мас.%) для ВНВ-70.

Предлагаемое изобретение предусматривает снижение расхода воды для получения бетона за счет использования органического водопонижающего реагента в составе вяжущих веществ, получение ВНВ, улучшающих реологические характеристики бетонных смесей, повышение подвижности бетонной смеси за счет введения модификатора -нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 и органического водопонижающего реагента, снижение расхода модификатора бетона, снижение расхода дорогостоящего компонента бетонной смеси - цемента за счет замены его до 30% эффузивными породами алюмосиликатного состава - перлитовыми породами, повышение прочностных показателей, в том числе в начальные сроки твердения, снижение водопоглощения бетона.

Бетонные смеси с использованием ВНВ-100, ВНВ-70 характеризуются повышенной вязкостью в состоянии покоя и значительным тиксотропным разжижением при механических воздействиях, предопределяющими высокую степень их уплотнения и низкие энергозатраты на процесс формования, высокой однородностью, нерасслаиваемостью, водоудерживающей способностью при транспортировании, укладке и уплотнении. Темпы набора прочности бетона отличаются высокой интенсивностью. Цементный камень и бетон на ВИВ отличаются низкой пористостью практически с отсутствием крупных капиллярных пор.

Отличительной особенностью предлагаемой смеси для высокопрочного бетона является использование в качестве модифицирующей добавки бетона нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05, что способствует повышению подвижности цементного теста, а также бетонной смеси, и ее первоначальной сохраняемости во времени, сокращению сроков схватывания цемента, а также в качестве компонента ВНВ-70 - перлита. Экспериментально установлено, что, в зависимости от концентрации добавки, эффект повышения пластичности в начальный момент после завершения перемешивания составляет 50% и через 150 мин достигает максимума - 80%, а в зависимости от содержания перлита и суперпластификатора СП-1 - прочность ВНВ лежит в пределах 53-90 МПа.

Новая модифицирующая добавка - нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 получена способом (см. патент RU №2067077, МПК 7 С01В 33/18, опубл. в бюл. №27, 1996 г.) со средним размером первичных частиц около 53 нм, с удельной поверхностью 50,6 м2/г (по данным прибора для измерения удельной поверхности «Сорби-М»).

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 состоит более чем на 99% из аморфного кремнезема, содержание примесей, в мас.%: Al 0,01, Fe 0,01, Ti 0,03.

При использовании в качестве минеральной добавки в составе ВНВ кремнеземистого материала - кристаллического и закристаллизованного перлита решается задача повышения прочности и плотности структуры бетона из такого цемента. Это обеспечивается связыванием гидроксида кальция Ca(OH)2, выделяющегося в ходе растворения силикатных минералов цемента, аморфизированным кремнеземом SiO2 кремнеземистого минерального материала и добавки из нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 с образованием прочных тоберморитоподобных кристаллогидратов вида C-S-H(I), что обеспечивает высокую прочность бетона.

Предлагаемая сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: ВНВ-100 (ВНВ-70) 26,3-26,66 (26,26-26,5), кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2 (32,8-33,1), гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88 - 33,2 (32,8-33,1), нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052 (0,013-0,052), вода 6,888-7,927 (7,248-8,127). Экспериментально установлено, что именно такой состав сырьевой смеси для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении подвижности бетонной смеси на 20-25%, снижении расхода воды в среднем на 15-20%, а также в повышении прочностных показателей в среднем на 27-36% и понижении показателей водопоглощения в среднем на 50-55% по сравнению с контрольным бездобавочным составом бетона на основе ВНВ-100 и ВНВ-70.

Введение в состав сырьевой смеси для высокопрочного бетона новой модифицирующей добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 позволяет регулировать микроструктуру затвердевающего камня и, соответственно, его физико-механические свойства. Экспериментально установлено, что при введении в состав сырьевой смеси для высокопрочного бетона нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 менее 0,013% наблюдается незначительное повышение прочностных показателей по сравнению с контрольным бездобавочным составом на портландцементе, а введение нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 более 0,052% является нецелесообразным, так как ведет к удорожанию конечной стоимости готового продукта - бетона. При этом экспериментальными исследованиями установлено, что введение новой модифицирующей добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 в указанном интервале позволяет получить параметры прочности при сжатии, превышающие показатели прочности бездобавочного контрольного бетона в среднем на 25-36%.

Экспериментальные исследования показали, что количественное изменение соотношения компонентов сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (мас.%): ВНВ-100 (ВНВ-70) 26,3-26,66 (26,26-26,5), кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2 (32,8-33,1), гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88 - 33,2 (32,8-33,1), нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052 (0,013-0,052), вода 6,888-7,927 (7,248-8,127) позволяет варьировать состав бетона без ощутимого изменения прочностных показателей и водопоглощения.

Компоненты сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой подобраны таким образом, чтобы получаемые образцы имели максимальные прочностные показатели.

Для получения предлагаемой сырьевой смеси для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой применяют портландцемент М400 ДО ООО «Тимлюйский цементный завод», перлит Мухор-Талинского месторождения (Республика Бурятия) с содержанием стеклофазы 60-80%, кварц-полевошпатовый песок (содержание кварца 65,6 мас.%, полевых шпатов 27,4 мас.%) с модулем крупности Мкр.=2,1, гранитные отсевы ОАО «Горняк» фракции 2,5-5 мм, продукт конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом - суперпластификатор СП-1 ТУ 6-36-0204229-625.

Химический состав материалов представлен в таблице 1.

Таблица 1
Химический состав сырьевых материалов
Материал/оксиды SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 MgO K2O Na2O FeO SO3 ппп
Портландцемент 20,7 4,81 63,73 4,44 1,65 0,36 0,40 - 2,90 1,01
Перлит 71,4 12,1 0,52 0,77 0,37 3,21 5,2 0,56 - 5,87
Кварцполевошпатовый песок с Мкр.=2,1 74,54 13,45 2,5 1,66 0,64 6,21 - 0,15 1,66

Готовят шесть смесей: три смеси компонентов, мас.%: ВНВ-100 26,3-26,66, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,88-33,2, нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052, вода 6,888-7,927 (составы 1-3, табл.2); три смеси компонентов, мас.%: ВНВ-70 26,26-26,5, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,8-33,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,8-33,1, нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052, вода 7,248-8,127 (составы 4-6, табл.2). Одновременно готовят контрольные бездобавочные составы бетона на основе ВНВ-100 и ВНВ-70 (составы 7, 8, табл.2). Кроме того, готовят два известных состава бетона с использованием портландцемента, песка и золя H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3 и рН 5…6, мас.%: 20,8-25; 24,0-25,6; 42,45-45,55 и 0,75, соответственно (составы 9 и 10 по прототипу, табл.2).

Смеси для составов 1-6 готовят следующим образом. Модифицирующую добавку - нанодисперсный порошок диокида кремния Таркосил-05, полученный на ускорителе электронов со средним размером первичных частиц около 53 нм, с удельной поверхностью 50,6 м2/г (по данным прибора для измерения удельной поверхности «Сорби-М»), подвергают ультразвуковой обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут вместе с водой затворения. Портландцемент, перлит и суперпластификатор СП-1 совместно измельчают в шаровой лабораторной мельнице до удельной поверхности 450-550 м2/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 100; 70, перлит - 30, суперпластификатор СП-1 - 1-2. Полученные вяжущие низкой водопотребности ВНВ-100 и ВНВ-70 смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм, добавляют водную суспензию, содержащую модифицирующую добавку - нанодисперсный порошок диокида кремния Таркосил-05, при водоцементном отношении, равном 0,26-0,31, тщательно перемешивают в течение 4-5 минут, затем формуют образцы-призмы из полученной бетонной смеси одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм.

Аналогичным образом готовят образцы из контрольных смесей по составам 7, 8: вяжущие ВНВ-100, ВНВ-70 смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм, добавляют воду до водоцементного отношении 0,30-0,31, тщательно перемешивают в течение 4-5 минут, затем формуют образцы-призмы из полученной бетонной смеси одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95-98% в гидравлической ванне затвора.

Испытания проводятся по стандартным методикам и для каждого вида испытаний изготавливаются образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 10181.1-81 «Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости», ГОСТ 10180-90 (СТ СЭВ 3978-83) «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам», ГОСТ 12730.3-78 «Бетоны. Метод определения водопоглощения».Известные составы (9, 10 по прототипу) готовят следующим образом:из дистиллированной воды и жидкого стекла Na2SiO3 с плотностью ρ=1.46 г/см3, рН 11, готовят раствор с соотношением Na2SiO3:H2O=1:20. Отдозированные материалы помещают в стеклянную емкость и перемешивают до получения гомогенного раствора с ρ=1,014 г/см3, рН 10. Раствор Na2SiO3 с ρ=1.014 г/см3, рН 10 пропускают через катионитовуюколонку и получают на выходе золь H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3 рН 5…6, который представляет собой кремнеземсодержащий компонент. Отдозированный кремнеземсодержащий компонент помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси:портландцемент М400, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности Мкр.=2,1, гранитные отсевы камнедробления фр. 2,5-5 мм и воду, содержащую кремнеземсодержащий компонент, смешивают, затем формуют образцы-призмы одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95-98%. Исследуемые образцы испытывают на прочность через 3 и 28 суток.

В таблице 3 представлены физико-механические характеристики составов 1-10 исследуемых бетонов.

Таблица 3
№ составов Предел прочности при сжатии, МПа Водопоглощение, мас.%
после 3 суток после 28 суток
1 40 61 2,6
2 49 74 1,42
3 60 90 1,21
4 35 53 3,8
5 41 62 2,5
6 54 81 1,25
7 37 49 4,5
8 44 59 3,78
9 63 76 2,5
10 51 62 2,6

Анализ полученных результатов (табл.3) позволяет сделать следующие выводы:

- прочность высокопрочного бетона с использованием модифицирующей добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 лежит в пределах 53-90 МПа после 28 суток нормального твердения, что превышает прочность бетона без добавок в среднем на 60-62% и понижает показатели водопоглощения в среднем на 60-65%, а также превышает прочность бетона на основе ВНВ-100 и ВНВ-70 в среднем на 27-36% и понижает показатели водопоглощения в среднем на 50-55%;

- расход добавки - модификатора бетона - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 в 5-10 раз меньше по сравнению с введением в состав бетона кремнеземсодержащего компонента, представленного золем H2SiO3;

- применение полученных вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) позволяет экономить до 30% портландцемента без снижения прочностных показателей по сравнению с бетоном на основе портландцемента;

- повышение прочности связано с уменьшением расхода воды для получения бетона с одинаковой подвижностью за счет использования органического водопонижающего реагента, ускорением пуццолановой реакции и образованием большого количества гидросиликатов кальция (ГСК), преимущественно низкоосновных типа CSH(I), что приводит к ускорению твердения и повышению прочности;

- оптимальное водоцементное отношение для получения смеси для высокопрочного бетона лежит в пределах 0,26-0,31 на основе применения ВНВ и с использованием нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 (без использования нанодисперсной добавки диоксида кремния Таркосил-05 водоцементное отношение лежит в пределах 0,33-0,40), которое позволяет получить оптимальные физико-механические свойства бетона.

Предлагаемую сырьевую смесь для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой готовят следующим образом.

Отдозированный нанодисперсный порошок диокида кремния Таркосил-05, полученный на ускорителе электронов со средним размером первичных частиц около 53 нм, с удельной поверхностью 50,6 м2/г, помещают в отдозированную воду. Для лучшего диспергирования агломератов наночастиц диоксида кремния в воде компоненты подвергают ультразвуковой обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут вместе с водой затворения. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: вяжущее-ВНВ-100 (ВНВ-70) 26,3-26,66 мас.% (26,26-26,5 мас.%) смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 в количестве 32,88-33,2 мас.% (32,8-33,1 мас.%) и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм в количестве 32,88-33,2 мас.% (32,8-33,1 мас.%), добавляют водную суспензию, содержащую добавку - нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 в количестве 0,013-0,052 мас.% (0,013-0,052 мас.%), добавляют воду в количестве 6,888-7,927 мас.% (7,248-8,127 мас.%), при водоцементном отношении, равном 0,26-0,30 (0,27-0,31), помещают в бетоносмеситель, тщательно перемешивают компоненты в течение 4-5 минут, затем из полученной бетонной смеси формуют образцы-призмы одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм для контроля качества по параметрам прочности при сжатии, а также водопоглощения.

Твердение бетона осуществляют в нормальных условиях, а результаты испытаний согласно ГОСТ 10180-90 «Методы определения прочности по контрольным образцам» представлены в таблице 3.

Примеры, подтверждающие получение смеси для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой.

Пример 1. Модифицирующую добавку - нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 подвергают ультразвуковой обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А вместе с водой затворения в течение 10 минут. ВНВ-100 смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм.

Содержание компонентов в смеси, в мас.%:

ВНВ-100 26,3

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 32,88

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,88

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013.

После перемешивания в течение 4-5 минут добавляют воду в количестве 7,927 мас.% - В/Ц отношение 0,30, затем из полученной бетонной смеси формуют образцы-балочки размером 40×40×160 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95%.

Предел прочности при сжатии образцов в возрасте 3 суток 40 МПа, в возрасте 28 суток 61 МПа, водопоглощение 2,6 мас.%.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100 26,48

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 33,08

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 33,08

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,032.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 7,328 мас.%, В/Ц - отношение 0,28. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 49 МПа, 28 суток 74 МПа, водопоглощение 1,42 мас.%.

Пример 3. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100 26,66

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 33,2

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 33,2

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,052.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 6,888 мас.%, В/Ц - отношение 0,26. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 60 МПа, 28 суток 90 МПа, водопоглощение 1,21 мас.%.

Пример 4. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-70 - 26,26

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 32,8

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,8

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 8,127 мас.%, В/Ц - отношение 0,31. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 35 МПа, 28 суток 53 МПа, водопоглощение 3,8 мас.%.

Пример 5. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-70 26,38

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 32,96

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,96

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,032.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 7,668 мас.%, В/Ц - отношение 0,29. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 41 МПа, 28 суток 62 МПа, водопоглощение 2,5 мас.%.

Пример 6. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-70 26,5

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 33,1

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 33,1

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,052.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 7,248 мас.%, В/Ц - отношение 0,27. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 54 МПа, 28 суток 82 МПа, водопоглощение 1,25 мас.%.

В таблице 4 приведены сравнительные данные по прочности при сжатии в возрасте 3 и 28 суток нормального твердения, водопоглощения по массе высокопрочного бетона, полученного по предлагаемому изобретению в сравнении с прототипом (См. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. - 2006. - №9. - с.89-90).

Таблица 4
Физико-технические свойства Единица измерения Бетон с нанодисперсным порошком диоксида кремния Таркосил-05 Бетон с золем H2SiO3
Средняя плотность кг/м3 2450 2400
Прочность при сжатии после 3 сут МПа 32-60 51-63
Прочность при сжатии после 28 сут МПа 53-90 62-76
Водопоглощение % по массе 1,2-3,5 2,5-2,6

Таким образом, предлагаемый состав для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой - нанодисперсным порошком диоксида кремния Таркосил-05 имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом (см. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. - 2006. - №9. - с.89-90):

- эффект увеличения прочности достигается вследствие применения нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05, в результате которой происходит ускорение пуццолановой реакции и образование большого количества гидросиликатов кальция, преимущественно низкоосновных типа CSH(I), что приводит к ускорению твердения и повышению прочности;- прочность при сжатии полученного бетона с использованием новой добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 выше прочности при сжатии бетона с использованием золя H2SiO3, что объясняется повышенной плотностью полученного бетона, а количество добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 лежит в пределах 0,013-0,052%, в то время как в бетоне с золем H2SiO3 содержание добавки составляет 0,75%;

- получение вяжущего низкой водопотребности с использованием перлитовых пород позволяет экономить до 30% портландцемента без снижения прочностных показателей.

Предлагаемая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой на основе портландцемента, кварцполевошпатового песка с модулем крупности 2,1, гранитных отсевов и новой добавки нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 может быть использована для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.

1. Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А с водой затворения, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100 26,3-26,66
Кварцполевошпатовый песок
с модулем крупности 2,1 32,88-33,2
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88-33,2
Нанодисперсный порошок
диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052
Вода 6,888-7,927

2. Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А с водой затворения, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-70 26,26-26,5
Кварцполевошпатовый песок
с модулем крупности 2,1 32,8-33,1
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,8-33,1
Нанодисперсный порошок
диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052
Вода 7,248-8,127,

кроме того, в составе ВНВ-70 в качестве наполнителя используется перлит.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к составу строительного материала, содержащего сшитое производное крахмала с содержанием амилопектина более 85%, при этом 5% водная вязкость чистого производного крахмала по Брукфельду составляет 1000-10000 мПа·с при 100 об/мин и 20°С, предпочтительно она составляет 2000-7000 мПа·с.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов, которые могут быть использованы в малоэтажном строительстве.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к ремонтно-гидроизолирующей композиции и добавке в виде волластонитового комплекса для ремонтно-гидроизолирующей композиции, строительных растворов, бетонов и изделий на их основе.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (блоков) из древесно-цементных композиций, используемых, преимущественно, в сельском строительстве.
Изобретение относится к составу сырьевой смеси для получения искусственной породы и может найти применение в промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов дегтебетонных смесей, которые могут быть использованы для устройства и ремонта дорог, тротуаров.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в строительстве, судостроении, атомной промышленности для защиты от пожара служебных и жилых помещений в составе огнестойких конструкций, а также в качестве среднего слоя панелей, облицованных декоративно-отделочными материалами.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для приготовления строительных растворов, используемых при проведении внутренних и наружных штукатурных работ.
Шпаклевка // 2487103
Изобретение относится к области производства строительных материалов на основе фосфогипсового вяжущего. .
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно крупноразмерных тонкостенных панелей. .

Изобретение относится к области строительных материалов. .

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве раствора для изготовления гидроизоляционного покрытия проникающего действия.

Изобретение относится к катализаторам получения алифатических углеводородов. .
Наверх