Высокопрочный бетон



Высокопрочный бетон
Высокопрочный бетон

 


Владельцы патента RU 2515261:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при бетонировании густоармированных конструкций, а также при возведении сооружений специального назначения. Технический результат - уменьшение истираемости бетона. Высокопрочный бетон содержит портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, представленную золем гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3, водородным показателем 4,5-5,5 и добавкой Sika PerFin 300, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 14,50-15,00 и 85,00-85,50 соответственно, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: портландцемент 21,20-28,00; песок 21,80-24,70; щебень 42,40-44,50; указанная добавка 0,10-0,30; вода 7,70-9,30. 1 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при бетонировании густоармированных конструкций, 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 повышенное значение истираемости бетона.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 28/04, опубл. 20.07.2005г.), 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 повышенное значение истираемости бетона.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU, №2323910, С04В 28/04, 22/06, 111/20, опубл.: 10.05.2008 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, добавка является комплексной и состоит из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3, водородным показателем 4,5-5,5 и суперпластификатора Мурапласт ФК 63 на основе поликарбоксилатов, выпускаемый чехословацкой компанией (DIN EN ISO 9001) при следующем соотношении компонентов мас.%:

Золь гидроксида железа (III) с
плотностью ρ=1,021 г/см3, водородным
показателем 4,5-5,5 85,50-86,00
Суперпластификатор Мурапласт ФК 63 14,00-14,50

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Портландцемент 20,60-27,40
Песок 21,80-24,70
Щебень 42,40-44,50
Указанная добавка 0,70-0,90
Вода 7,70-9,30

Недостатком данного технического решения является повышенное значение истираемости бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с пониженным значением истираемости.

Технический результат достигается тем, что высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3, водородным показателем 4,5-5,5 и пластификатора, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит добавку Sika Perfin 300 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Золь гидроксида железа (III) с
плотностью ρ=1,021 г/см3, водородным
показателем 4,5-5,5 14,50-15,00
Добавка Sika PerFin 300 85,00-85,50

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Портландцемент 21,20-28,00
Песок 21,80-24,70
Щебень 42,40-44,50
Указанная добавка 0,10-0,30
Вода 7,70-9,30

Разработанная комплексная добавка дает сверхсуммарный эффект при производстве высокопрочного бетона, который выражается в том, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению обладает пониженной истираемостью в проектном возрасте.

Проведенные комплексные физико-химические исследования показали, что в присутствии указанной комплексной добавки увеличивается гидратационная активность цемента. В основном наблюдается усиление степени гидратации трехкальциевого силиката C3S, следствием чего является повышение прочности и понижение истираемости разработанного бетона.

Для силикатной составляющей наблюдаются следующие изменения: значительно уменьшаются линии при d/n=(2,75; 2,73; 2,60; 2,18; 1,94; 1,76)×10-10 м, характерные для алита, основного минерала портландцемента, а также наблюдается увеличение рефлексов при d/n=(4,93; 2,63; 1,93)×10-10 м, относящихся к образованию гидроокиси кальция и увеличению рефлексов при d/n=(3,07; 2,80; 2,40; 2,10)×10-10 м, соответствующих образованию тоберморитоподобных гидросиликатов. Таким образом, предлагаемая комплексная добавка оказывает основное влияние на гидратационную активность только силикатной составляющей портландцемента.

Использование данной комплексной зольсодержащей добавки обеспечивает уплотнение структуры искусственного камня и понижение истираемости, так как предлагаемая комплексная добавка обладает повышенным активирующим эффектом действия, обеспечивая повышение гидратационной активности цементсодержащей твердеющей системы.

Преимущества использования указанной комплексной добавки по сравнению с контрольным бездобавочным составом и прототипом состоят в следующем:

- значительное снижение количества воздушных пор в бетоне и как результат отсутствие раковин и др. дефектов на поверхности бетона;

- обеспечение высокого качества поверхности;

- отсутствие негативного влияния на свойства бетонной смеси и бетона;

- возможность изготовления высококачественного архитектурного бетона;

- снижение или исключение затрат на последующую доводку и ремонт конструкций или железобетонных изделий.

Оценка истираемости бетона, активированного предлагаемой комплексной добавкой, проводилась в последовательности, описанной ниже.

От твердости материала зависит его истираемость: чем выше твердость, тем меньше истираемость. Истираемость - это способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих усилий.

Для определения истираемости материалов применяли специальную машину-круг истирания типа ЛКИ-3 (ГОСТ 13087-81) и изготавливали образцы размером 10×10×10 см. Истираемость, г/см2, оценивают потерей первоначальной массы образца материала к площади поверхности истирания и вычисляют по формуле:

где m1 - масса образца до испытаний, г;

m2 - то же, после испытаний при прохождении образцом (4×150) м=600 м пути испытания, где 150 м соответствует одному циклу испытания;

F - площадь поверхности образца, см2.

В качестве абразивного материала использовалось шлифзерно №16 в соответствии с ГОСТ 3647-80, которое заменялось 5 раз для каждого цикла, т.е. через каждые 30 м пути испытания. Испытанию на истираемость подвергались образцы в возрасте 28 суток, твердение которых осуществлялось в нормальных условиях. Сравнительная оценка истираемости контрольного и активированного бетона, полученные результаты представлены в таблице.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителей, заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Добавка Sika Perfin 300 представлена жидкостью светло-желтого цвета на основе модифицированного многоатомного спирта с плотностью ρ=1,000 г/см3, водородным показателем 3,2-4,2 (согласно паспорту изготовителя ООО «Зика», структурного подразделения швейцарского концерна Sika).

Эффективность добавки Sika PerFin-300 зависит от рецептуры бетона, от типа опалубки и смазки опалубки, она не содержит хлоридов и других веществ, вызывающих коррозию стали, ее можно применять при изготовлении железобетонных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии комплексной добавки, состоящей из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3 и водородным показателем 4,5-5,5 и добавки Sika Perfin 300, увеличивает гидратационную активность цемента, результатом чего является понижение истираемости бетона по сравнению с прототипом.

Смесь, включающая портландцемент, песок и щебень и предлагаемую комплексную добавку, обеспечила получение высокопрочного бетона, характеризуемого пониженной истираемостью в проектном возрасте (28 суток) на 14% до значения 0,23 г/см2 по сравнению с прототипом.

По мнению заявителей и авторов, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при бетонировании густоармированных конструкций, а также при возведении сооружений специального назначения.

Готовят сырьевую смесь следующим образом: к 100 см3 кипящей воды прибавляют 3-4 капли насыщенного раствора хлорида железа. При этом энергично протекает гидролиз хлорида железа и появляющиеся молекулы гидроксида железа (III) конденсируются в коллоидные частицы. Образующийся золь гидроксида железа (III) имеет вишнево-коричневый цвет.

Отдозированные золь и добавку Sika Perfin 300 помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: портландцемент М400 Д20, 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 истираемости.

Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях, и результаты испытаний согласно ГОСТ 13087-81, ГОСТ 3647-80 представлены в таблице.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению понижает истираемость в проектном возрасте (28 суток) на 14% до значения 0,23 г/см2 по сравнению с прототипом.

Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью, равной 1,021 г/см3, водородным показателем 4,5-5,5 и пластификатором, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит добавку Sika Perfin 300 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Золь гидроксида железа (III) с
плотностью ρ=1,021 г/см3, водородным
показателем 4,5-5,5 14,50-15,00
Добавка Sika PerFin 300 85,00-85,50

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
Портландцемент 21,20-28,00
Песок 21,80-24,70
Щебень 42,40-44,50
Указанная добавка 0,10-0,30
Вода 7,70-9,30



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при бетонировании густоармированных конструкций, а также при возведении ответственных конструкций сооружений специального назначения, подвергающихся неблагоприятным внешним воздействиям.

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.
Изобретение относится к составам бетонной смеси. Бетонная смесь содержит портландцемент, песок, щебень, арабиногалактан и воду, причем арабиногалактан в ней содержится в количестве 0,06-0,09 мас.%, при этом она дополнительно содержит нитрат натрия в качестве ускорителя твердения в количестве 0,17-0,20 мас.% при расчете на массу всех компонентов смеси.
Изобретение касается составов штукатурок, применяемых для декоративно-художественных работ. Технический результат - повышение теплоизоляционных свойств штукатурки.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов сырьевых смесей для изготовления кирпича, который может быть использован для теплоизоляции.
Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Сырьевая смесь для изготовления материала, имитирующего природный камень, включающая измельченную слюду и измельченный доменный шлак, дополнительно содержит воду, белый портландцемент, мелкий кварцевый песок, нарезанное на отрезки 5-15 мм капроновое волокно, суперпластификатор С-3 и, по меньшей мере, один компонент из группы: окись хрома, ультрамарин, охра, редоксайд, пиролюзит, сурик железный при следующем соотношении компонентов, мас.%: измельченная и просеянная через сетку №5 слюда 5,0-7,0, измельченный и просеянный через сетку №5 доменный шлак 0,5-5,0, вода 30,0-35,0, белый портландцемент 33,0-37,0, мелкий кварцевый песок 16,8-25,5, нарезанное на отрезки 5-15 мм капроновое волокно 0,25-0,5, суперпластификатор С-3, 0,25-0,5, по меньшей мере, один компонент из группы: окись хрома, ультрамарин, охра, редоксайд, пиролюзит, сурик железный 0,5-3,5.
Изобретение относится к строительству, а именно к гидроизоляционным составам для защиты бетонных и каменных конструкций. Технический результат - повышение водонепроницаемости, прочности сцепления с основанием, коррозионной стойкости конструкций, снижение усадки, паропроницаемость, возможность эффективного применения, как при позитивном, так и при негативном давлении воды, для защиты новых и ремонта старых конструкций.
Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Технический результат заключается в повышении водостойкости материала, имитирующего природный камень.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. Бетонная смесь включает, мас.%: портландцемент 25-30; керамзитовый гравий фракции 20-40 мм 13,8-19,2; керамзитовый песок фракции до 5 мм 30-35; омыленную канифоль 0,01-0,02; этилсиликонат натрия 0,78-1,18; воду 20-25.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления стеновых блоков для малоэтажного строительства.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при бетонировании густоармированных конструкций, а также при возведении ответственных конструкций сооружений специального назначения, подвергающихся неблагоприятным внешним воздействиям.

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.
Изобретение относится к составам минерального порошка и может быть использовано для получения асфальтобетонной смеси. Технический результат - повышение водостойкости, адсорбционной активности.
Изобретение относится к строительным материалам, применяемым для теплоизоляции промышленного оборудования и зданий различного назначения. Торфодревесная формовочная смесь для изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий, содержащая диспергированный в водной среде торф в качестве вяжущего, древесные опилки в качестве заполнителя и воду затворения, обработанную в течение 20-60 с магнитным полем, соответствующим магнитной индукции 40 мТл, в качестве воды затворения содержит воду, подвергнутую предварительной ионизации перед обработкой ее магнитным полем, а в качестве вяжущего - диспергированный в водной среде верховой или низинный торф или диспергированную в водной среде смесь из низинного и верхового торфов при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный торф или указанная смесь 20,5-28,5, древесные опилки 61,0-73,0, вода затворения 6,5-10,5.
Изобретение относится к составам бетонной смеси. Бетонная смесь содержит портландцемент, песок, щебень, арабиногалактан и воду, причем арабиногалактан в ней содержится в количестве 0,06-0,09 мас.%, при этом она дополнительно содержит нитрат натрия в качестве ускорителя твердения в количестве 0,17-0,20 мас.% при расчете на массу всех компонентов смеси.

Изобретение относится к составам бетонной смеси и может найти применение в строительстве при изготовлении высококачественных сборных бетонных или железобетонных изделий и конструкций.
Изобретение касается составов штукатурок, применяемых для декоративно-художественных работ. Технический результат - повышение теплоизоляционных свойств штукатурки.

Настоящее изобретение относится к составу вяжущего на основе сульфоглиноземистого клинкера и портландцементного клинкера и может найти применение в промышленности строительных материалов при изготовлении бетона и строительных элементов из бетона.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов сырьевых смесей для изготовления кирпича, который может быть использован для теплоизоляции.
Изобретение касается состава сырьевой смеси, которая может быть использована для изготовления скульптуры. Сырьевая смесь для изготовления скульптуры включает, мас.%: гипсовое вяжущее 98,5-99,0; крахмал 0,2-0,3; бура 0,2-0,3; капроновое волокно, нарезанное на отрезки 3-7 мм, 0,5-1,0.
Изобретение относится к составам минерального порошка и может быть использовано для получения асфальтобетонной смеси. Технический результат - повышение водостойкости. Минеральный порошок для асфальтобетонной смеси, активированный измельчением природного сырья, в качестве природного сырья содержит магнийсиликатную породу - верлит, а измельчение осуществляется в стержневой вибрационной установке в течение 13 минут до зернового состава, мас.%: менее 1,25 мм - 100; менее 0,315 мм - 94,2; менее 0,071 мм - 84,8. 3 табл.
Наверх