Мелкозернистая бетонная смесь и способ ее приготовления


 


Владельцы патента RU 2494061:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова" (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к мелкозернистой бетонной смеси и способу ее приготовления, и может быть использовано для изготовления бетонных конструкций, как монолитных, так и сборных, используемых в промышленности строительных материалов и в строительстве. Техническим результатом является получение мелкозернистой бетонной смеси с повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами на основе заполнителя из местного сырья. В способе приготовления мелкозернистой бетонной смеси, включающем предварительное модифицирование поверхности заполнителя с последующим смешением указанного заполнителя с цементом и водой, в качестве модификатора использован алкилдиметилбензиламмония хлорид в количестве 0,1% от массы цемента, а в качестве заполнителя в соотношении 1:1 использована смесь кварцевого песка с модулем крупности 1,9 и отсева дробления горных пород Аргунского месторождения фракции 5-10 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 19-25, заполнитель - 68-75, вода - 6-7. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к мелкозернистым бетонным смесям, и может быть использовано для изготовления бетонных конструкций как монолитных, так и сборных, используемых в промышленности строительных материалов и в строительстве.

Известна и наиболее близка по технической сущности к заявляемому изобретению мелкозернистая бетонная смесь, включающая цемент, песок, воду и комплексную добавку (Магдеев А.У. «Вибропрессованные элементы мощения с повышенными эксплуатационными свойствами из мелкозернистого бетона», диссертация кандидата технических наук: 05.23.05. - Москва, 2003).

Недостатком этого технического решения является использование дефицитных средних и крупных песков, а также применение дорогостоящих щебня фракций 5-10 мм и химических добавок.

Известен способ приготовления растворных смесей, включающий предварительное модифицирование кварцевого песка растворами N-цетилпиридиний хлорида (Гладких Ю.П. Ядыкина В.В. Завражина В.И. Влияние модифицированного ЦПХ кварцевого песка на формирование структуры цементно-песчаного бетона//Проблемы материаловедения и совершенствование технологии производства строительных изделий. Белгород: БТИСМ, 1990, с.109).

Недостатки этого технического решения - дефицит и высокая стоимость модификатора, недостаточное повышение прочности изделий.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ приготовления растворных смесей, включающий предварительную обработку мелкого кварцевого заполнителя водным раствором хлоридов алкилбензилдиметиламмония (АБДМ) и последующее перемешивание с цементом до получения однородной растворной смеси (Гладких Ю. П. Ядыкина В.В. Завражина В.И. Гидрофобизации кварцевого песка катионактивными веществами и ее влияние на прочность мелкозернистого бетона//ЖПХ, 1985, №6, с.1313-1317).

Недостатком является использование дефицитного сырья и дорогой добавки, а также невысокие показатели прочности изделий.

Техническим результатом является получение мелкозернистой бетонной смеси на основе заполнителя из местного сырья с повышенными показателями прочности (на сжатие, изгиб и растяжение), модуля упругости, водопоглощения, морозостойкости и истираемости.

Технический результат достигается за счет способа приготовления мелкозернистой бетонной смеси, включающего предварительную модификацию поверхности заполнителя катионактивной добавкой алкилдиметилбензиламмония хлоридом в количестве 0,1% от массы цемента, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 19-25
Заполнитель 68-75
Вода 6-7

Для приготовления бетонной смеси используют портландцемент ЦВМ 1 42,5Н, соответствующий требованиям ГОСТ 10178-85 (также могут быть использованы различные виды портландцементов с АМД). В качестве заполнителя используют кварцевые пески Червленского месторождения с модулем крупности 1,9 и отсев от дробления горных пород Аргунского месторождения фракции 5-10 мм. Модификатор заполнителей катионактивная добавка алкилдиметилбензиламмония хлорид (АДМАХ), представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с молярной массой µср=346-376, ТУ 2482-008-04706205-2004.

Способ приготовления бетонной смеси включает следующие операции. В лабораторных условиях смешанный заполнитель (песок/отсев дробления=1/1) естественной влажности в лабораторной бетономешалке перемешивали в течение 10 мин с АДМАХ в количестве 0,1% от массы цемента. Далее добавляли необходимое количество цемента и воду, затем полученную смесь перемешивали еще в течение 2 мин. Для проведения экспериментов в специально сконструированной пресс-форме (высота и диаметр 7 см) изготавливались серии образцов-цилиндров, которые прессовались при удельном давлении 30 МПа. До испытания образцы-цилиндры выдерживали 28 сут во влажной среде при температуре 18-20°C.

Исследованиями влияния модифицированной катионактивной добавкой АДМАХ заполнителя на процессы структурообразования и свойства мелкозернистого бетона установлено, что при обработке заполнителя катионактивной добавкой происходит избирательно-ориентированная адсорбция его макромолекул, полярная концевая группа молекул заряжена положительно, и поэтому в нейтральном или щелочном растворе она притягивается отрицательно заряженной поверхностью кремнезема, и одновременно гидрофобные углеводородные цепи молекул стремятся освободиться от воды и присоединиться друг к другу, формируя в растворе адсорбционный монослой, в результате этого поверхность становится гидрофобной. Такой характер адсорбции способствует более полному смачиванию, а, следовательно, лучшему прониканию цементной композиции в микрорельеф заполнителя, тем самым создают благоприятные условия для получения прочного адгезионного контакта. Установлено, что использование модифицированного АДМАХ заполнителя улучшает уплотняемость формовочных смесей, изменяет характер открытой пористости и повышает прочностные характеристики бетона.

Результаты исследования физико-механических и эксплуатационных свойств мелкозернистых бетонов с использованием модифицированного катионактивной добавкой АДМАХ заполнителя представлены в таблице.

Таким образом, предложенные эффективные составы с использованием заполнителя, обработанного катионактивной добавкой АДМАХ позволяют повысить кубиковую прочность на сжатие и призменную прочность примерно на 70%. Величина статического и динамического модуля упругости увеличилась, но не значительно. Испытания на морозостойкость показали марку F400 и выше при испытании образцов с использованием модифицированного АДМАХ заполнителем, у образцов прессованных, но без модификаторов F200. Таким образом, для создания бетона, наиболее стойкого при переменном замораживании и оттаивании, необходимо использовать методы создания направленных структур бетона, в частности применение поверхностно-активных веществ. Эти добавки, используемые для обработки заполнителя, адсорбируются на зернах заполнителя и гидратных соединений. Добавка АДМАХ химически взаимодействует с гидратом окиси кальция цементного теста. В результате реакции образуется соответствующая кальциевая соль и выделяется молекулярный водород, который распределяется в виде мелких пузырьков в твердеющем цементном камне.

Использование модифицированного заполнителя, обработанного АДМАХ, снижает открытую пористость бетонов, что также приводит к уменьшению водопоглощения и повышению водостойкости бетонов. Определение фактической водонепроницаемости прессованных бетонов показало, что исследуемые составы бетонов выдерживают давление 0,8-2,0 МПа. Использование модифицированного заполнителя и снижение начального водосодержания сказалось на водонепроницаемости композита. Если у прессованных бетонов без модификаторов водонепроницаемость 0,8-1,2 МПа, то водонепроницаемость прессованных бетонов с использованием обработанного заполнителя АДМАХ составила 1,4-2,0 МПа.

Такое влияние модифицированного заполнителя на водонепроницаемость бетона обусловлено тем, что увеличивается сцепление цементного камня с заполнителем, который в свою очередь вступает в реакцию с клинкерными минералами, образуя низкоосновные гидросиликаты кальция, что приводит к снижению проницаемости бетонов. Таким образом, исследуемые прессованные мелкозернистые бетоны имеют достаточно высокую водонепроницаемость.

Анализ представленных результатов показывает то, что истираемость прессованных бетонов с применением модифицированных заполнителей значительно ниже требуемой для дорожных покрытий с интенсивным движением (до 0,5 г/см). Применение заполнителя, обработанного катионактивной добавкой, снизило истираемость бетона с 0,46 до 0,33 г/см2.

Таким образом, использование модифицированного катионактивной добавкой алкилдиметилбензиламмония хлоридом заполнителя в приготовлении мелкозернистых бетонных смесей, положительно влияет на процессы структурообразования, повышает их физико-механические и эксплуатационные свойства.

1. Способ приготовления мелкозернистой бетонной смеси, включающий предварительное модифицирование поверхности заполнителя, с последующим смешением указанного заполнителя с цементом и водой, отличающийся тем, что в качестве модификатора использован алкилдиметилбензиламмония хлорид в количестве 0,1% от массы цемента, а в качестве заполнителя в соотношении 1:1 использована смесь кварцевого песка с модулем крупности 1,9 и отсева дробления горных пород Аргунского месторождения фракции 5-10 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 19-25
Заполнитель 68-75
Вода 6-7

2. Мелкозернистая бетонная смесь, полученная способом по п.1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Сырьевая смесь для получения искусственной породы включает, мас.%: портландцемент 28-30; силициды углерода 36-38; оксиды железа 4-6; вода 28-30.

Смесь для приклеивания плит предназначена для приклеивания керамических плиток и плит из натурального камня и содержит, масс.% портландцемент - 30-34,5, кварцевый песок - 55-59,5, известняк - 5-7, эфир целлюлозы - 0,20-0,25, сополимер винилацетата с винилверсататом - 1,0-1,5, сополимер меламинсульфокислоты и формальдегида - 0,3-0,5, формиат кальция - 1,0-1,2.

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.
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. .

Смесь для приклеивания плит предназначена для приклеивания керамических плиток и плит из натурального камня и содержит, масс.% портландцемент - 30-34,5, кварцевый песок - 55-59,5, известняк - 5-7, эфир целлюлозы - 0,20-0,25, сополимер винилацетата с винилверсататом - 1,0-1,5, сополимер меламинсульфокислоты и формальдегида - 0,3-0,5, формиат кальция - 1,0-1,2.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при изготовлении комплексных добавок для производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

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

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве раствора для изготовления гидроизоляционного покрытия проникающего действия.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве бетонов на заполнителе, содержащем активный реакционноспособный кремнезем.
Изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонных смесей и строительных растворов и может найти широкое применение при производстве монолитных и сборных конструкций преимущественно для гидротехнических сооружений и дорожных бетонов.

Изобретение относится к составу и способу получения комплекской добавки, применяемой в качестве модификатора свойств бетонов и строительных растворов, изготовляемых на вяжущих на основе портландцементного клинкера.
Изобретение относится к способу приготовления наномодификатора из отходов промышленности и может быть использовано при получении бетонных смесей, применяемых при производстве строительных изделий и конструкций.
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 строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из аглопоритобетона, как в гражданском, так и в промышленном строительстве.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Сырьевая смесь для получения искусственной породы включает, мас.%: портландцемент 28-30; силициды углерода 36-38; оксиды железа 4-6; вода 28-30.
Наверх