Высокопрочный бетон

Авторы патента:

Соловьев Дмитрий Вадимович (RU)

Иванова Вера Ефимовна (RU)

Степанова Ирина Витальевна (RU)

Смирнова Татьяна Владимировна (RU)

Сватовская Лариса Борисовна (RU)

Соловьева Валентина Яковлевна (RU)

C04B28/04 - портландцементы

C04B24/24 - высокомолекулярные соединения (C04B 24/14 имеет преимущество; высокомолекулярные соединения, содержащие сульфонатные или сульфатные группы C04B 24/16)

C04B22/06 - оксиды, гидроксиды

C04B103/14 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2562625:

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, а также при возведении сооружений специального назначения. Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,1, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента - золь H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³ и значением рН=4±0,5, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=8,0±0,5, состоящий из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5, поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5; глюконата натрия, C₆H₁₁NaO₇; формиата натрия (HCOONa) и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5 - 9,0-10,5; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5 - 10,5-11,0; глюконат натрия, C₆H₁₁NaO₇ - 2,5-2,9; формиат натрия (HCOONa) - 1,3-1,4; вода - 75,2-75,7 при следующем соотношении компонентов бетонной смеси для высокопрочного бетона, мас.%: портландцемент 38,5-40,5; указанный щебень 42,09-43,09; указанный песок 8,0-8,41; указанный кремнеземсодержащий компонент 0,1-0,11; указанная добавка 0,12-0,17; вода 9,19-9,72. Техническим результатом является повышение скорости набора прочности при сжатии в раннем возрасте. 2 табл.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (Ю.М. Баженов. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), Москва, 2002 г., с. 377), содержащая портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии в раннем возрасте до 7 суток.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 28/04, С04В 111:20, 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU №2256630, С04В 28/04, С04В 111:20, 20.07.2005 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5-6, добавку - калий железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆ и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент	43,58-47,08
Песок	14,43-15,69
Щебень	25,70-27,84
Кремнеземсодержащий компонент,
представленный золем H₂SiO₃ с
плотностью ρ=1,014 г/см³, рН=5-6	0,25-0,27
Добавка - калий
железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆	0,44-0,47
Вода	12,0-12,15

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной ранней прочностью при сжатии в возрасте до 7 суток.

Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон состоит из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду. Новым по сравнению с высокопрочным бетоном, выбранным за прототип, является то, что содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,1, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент представлен золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, значением рН=4±0,5, и добавку, представленную водным раствором, с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=8,0±0,5, состоящим из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³, рН=7±0,5, и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконата натрия, C₆H₁₁NaO₇, формиата натрия (HCOONa) и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поликарбоксилатный полимер
на основе метакриловой кислоты
с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5	9,0-10,5
Поликарбоксилатный полимер
на основе эфира аллила и
ангидрита малеиновой кислоты
с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5	10,5-11,0
Глюконат натрия, C₆H₁₁NaO₇	2,5-2,9
Формиат натрия, HCOONa	1,3-1,4
Вода	75,2-75,7

при следующем соотношении компонентов бетонной смеси для высокопрочного бетона, мас.%:

Портландцемент	38,5-40,5
Указанный щебень	42,09-43,09
Указанный песок	8,0-8,41
Указанный кремнеземсодержащий компонент	0,1-0,11
Указанная добавка	0,12-0,17
Вода	9,19-9,72

Совместное присутствие добавки, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров - поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5 и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконата натрия, C₆H₁₁NaO₇, формиата натрия (HCOONa) и воды в сочетании с золем кремниевой кислоты, способствует повышению скорости набора прочности при сжатии в раннем возрасте (до 7 суток), что соответствует росту прочности на 22%.

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

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см³, характеризуемого значением рН=4±0,5, и добавки с плотностью ρ=1,12 г/см³ и pH=8,0±0,5, представленной смесью поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5 и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконата натрия, C₆H₁₁NaO₇, формиата натрия (HCOONa) и воды, а именно увеличивает скорость набора прочности при сжатии в раннем возрасте до 7 суток, которая превышает рост прочности при сжатии на 22% относительно прототипа.

По мнению авторов и заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском строительстве и при монолитном возведении сооружений специального назначения.

Пример конкретного выполнения.

1. Приготовление золя кремниевой кислоты:

1.1. Дозируют натриевое жидкое стекло.

1.2. Дозируют воду.

1.3. Смешивают отдозированные компоненты по п. 1. и п. 2. до получения раствора с ρ=1,016 г/см³.

1.4. Раствор, приготовленный по п. 1.3, пропускают через катионитовую колонку, содержащую катионит КУ-2-8.

1.5. На выходе из колонки получают раствор золя H₂SiO₃, который имеет плотность ρ=1,014 г/см³, при этом готовым продуктом является золь со значением рН=4±0,5.

2. Приготовление добавки:

2.1. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5.

2.2. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5.

2.3. Дозируют глюконат натрия, C₆H₁₁NaO₇.

2.4. Дозируют формиат натрия (HCOONa).

2.5. Дозируют воду.

2.6. Отдозированные по п. 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 и 2.5 компоненты тщательно перемешивают до получения раствора с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=8,0±0,5.

3. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, песок кварцевый с модулем крупности Мкр.=2,1, щебень гранитный фракции 5-10 мм.

3.1. Отдозированные компоненты по п. 3 транспортируют в бетоносмеситель любой современной конструкции, используемый на заводе.

3.2. Дозируют воду.

3.3. Дозируют кремнеземсодержащий компонент, приготовленный по п. 1.5.

3.4. Дозируют добавку, приготовленную по п. 2.5.

3.5. Компоненты, отдозированные по п. 3.3 и п. 3.4, транспортируют в отдозированную воду по п. 3.2.

3.6. Смесь, состоящую из воды и добавок, приготовленную по п. 3.5, транспортируют в бетоносмеситель.

3.7. Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3 минут и получают готовую бетонную смесь, которую транспортируют к месту изготовления изделий и отбора образцов для контроля качества по параметрам прочности при сжатии в раннем возрасте до 7 суток. Контроль прочности при сжатии осуществляется по ГОСТ 10181-2000.

Твердение бетона осуществляется в нормальных условиях, составы бетонной смеси и результаты представлены в табл. 1 и 2.

Анализ данных, представленных в табл. 1 и 2, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению по сравнению с контрольным составом повышает скорость набора прочности при сжатии в раннем возрасте, которая превышает рост прочности при сжатии на 22% относительно прототипа.

Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,1, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента - золь H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³ и значением рН=4±0,5, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=8,0±0,5, состоящий из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5 и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконата натрия, C₆H₁₁NaO₇, формиата натрия (HCOONa) и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поликарбоксилатный полимер
на основе метакриловой кислоты
с плотностью ρ=0,95 г/см³ и pH=7±0,5	9,0-10,5
Поликарбоксилатный полимер
на основе эфира аллила и
ангидрита малеиновой кислоты
с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5	10,5-11,0
Глюконат натрия, C₆H₁₁NaO₇	2,5-2,9
Формиат натрия, HCOONa	1,3-1,4
Вода	75,2-75,7

при следующем соотношении компонентов бетонной смеси для высокопрочного бетона, мас.%:

Портландцемент	38,5-40,5
Указанный щебень	42,09-43,09
Указанный песок	8,0-8,41
Указанный кремнеземсодержащий компонент	0,1-0,11
Указанная добавка	0,12-0,17
Вода	9,19-9,72

Похожие патенты:

Высокопрочный бетон // 2562310

Высокопрочный бетон относится к строительным материалам и может быть использован для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.

Порошковый состав редиспергируемой в воде краски // 2562297

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к порошковому составу редиспергируемой в воде краски, предназначенному для получения защитно-декоративных покрытий по неметаллическим подложкам в строительстве и в быту.

Сырьевая смесь для изготовления кирпича // 2562075

Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов сырьевых смесей для изготовления кирпича, который может быть использован для постройки малоэтажных зданий.

Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона // 2562070

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона содержит, мас.%: портландцемент 22,0-25,0; зола от сжигания бурого или каменного угля 64,5-70,0; кварцевый песок 7,0-10,0; асбест 0,9-1,4; 3%-ный раствор перекиси водорода 0,05-0,1, при водоцементном отношении 0,45-0,5.

Бетонная смесь // 2561392

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. Технический результат - снижение теплопроводности.

Бетонная смесь // 2561391

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. Бетонная смесь включает, мас.%: портландцемент 20-25; керамзитовый гравий фракции 20-40 мм 60,06-68,8; суперпластификатор С-3 1,05-1,35; лавсановое волокно длиной 5-50 мм 0,05-0,15; вода 10-13.

Вяжущее на основе нефелинового шлама для дорожного строительства // 2560740

Изобретение относится к составам вяжущего и может быть использовано в дорожном строительстве для укрепления оснований дорожных одежд. Вяжущее на основе нефелинового шлама, содержащее активатор твердения и минеральную добавку, согласно изобретению в качестве активатора твердения оно содержит измельченные крупностью не более 0,1 мм гипсосодержащие отходы алюминиевого производства, а в качестве минеральной добавки оно содержит пыль 4-5 полей электрофильтров печей спекания глиноземного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефелиновый шлам 80-93, гипсосодержащие отходы алюминиевого производства 5-15, пыль 4-5 полей электрофильтров печей спекания глиноземного производства 2-5.

Бетонная смесь // 2560446

Наномодифицированный бетон и способ его получения // 2559269

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из наномодифицированного бетона как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

Высокопрочный бетон // 2559254

Высокопрочный бетон // 2562310

Сополимеры с гем-бисфосфоновыми группами // 2560159

Изобретение относится к сополимеру, содержащему основную углеводородную цепь и боковые группы, содержащие карбоксильные группы и полиоксиалкильные группы, характеризующемуся тем, что он также содержит гем-бисфосфоновые группы.

Высокопрочный бетон // 2555993

Комплексная добавка // 2552565

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонов и строительных растворов. Комплексная добавка содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: суперпластификатор на поликарбоксилатной основе Melflux 2651F - 15,00-29,00, пеногаситель Troykyd D128 - 0,12-0,33 и тиосульфат натрия - остальное.

Противоморозная комплексная добавка и способы получения сухой формы добавки (варианты) // 2543230

Группа изобретений относится к составу и способу получения комплексной добавки для бетонов и строительных растворов и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций (при бетонировании при низких температурах воздуха).

Смеси, содержащие олигомерные или полимерные соединения, их получение и применение // 2541564

Изобретение относится к области строительных материалов. Смесь, пригодная для использования в качестве добавки к строительным материалам, содержит: (A) по меньшей мере одно гидравлическое связующее средство или латентное гидравлическое связующее средство; (B) по меньшей мере один сополимер, получаемый путем превращения: (α1) по меньшей мере одного этиленненасыщенного сомономера по меньшей мере с одной функциональной группой, выбранной из СООН-групп, сульфокислотных групп, нитрильных групп, гидроксиалкильных групп и аминогрупп; с (β) по меньшей мере одним олигомерным или полимерным соединением, получаемым путем превращения: (a) по меньшей мере одной этиленненасыщенной дикарбоновой или поликарбоновой кислоты или ее ангидрида или сложного эфира; с (b) по меньшей мере одним по меньшей мере трифункциональным спиртом; и (c) по меньшей мере одним соединением общей формулы I: , в которой R1 выбран из алкила с 1-4 атомами углерода, А является одинаковым или разным и выбран из алкиленов с 2-6 атомами углерода, n означает число от 4 до 40.

Разжижающая смесь для композиции с основой из гидравлического вяжущего // 2536898

Настоящее изобретение относится к гидравлической композиции, включающей: по меньшей мере одно гидравлическое вяжущее, по меньшей мере одну первую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере одну фосфоновую амино-алкиленовую группу, по меньшей мере одну вторую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере один полимер с гребенчатой структурой, причем концентрация по массе сухого остатка второй добавки составляет от 25% до 100% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки.

Комплексная добавка для бетонных смесей и строительных растворов // 2532816

Изобретение относится к строительной технике и может применяться при изготовлении изделий из бетона для улучшения их основных физико-химических свойств. Технический результат - улучшение основных свойств бетона: повышение прочности и снижение влагопроницаемости.

Диспергирующее средство, содержащее смесь сополимеров // 2531083

Изобретение относится к композиции полимеров, используемой в составе диспергирующего средства, ее получению и применению. Предложена композиция полимеров для использования в качестве диспергирующего средства, содержащая 5-95 мас.% сополимера Н и 2-60 мас.% сополимера K, сополимеры Н и K каждый имеют полиэфирные макромономерные структурные элементы и кислотные мономерные структурные элементы, присутствующие в сополимерах Н и K в каждом случае в молярном соотношении от 1:20 до 1:1, и по меньшей мере 20 мол.% всех структурных элементов сополимера Н и по меньшей мере 25 мол.% всех структурных элементов сополимера K присутствуют в каждом случае в форме кислотных мономерных структурных элементов.

Водные дисперсии полимеров // 2530888

Изобретение относится к водной дисперсии полимера для применения в качестве добавки для композиций, содержащих гидравлическое вяжущее вещество или вяжущее вещество с латентными гидравлическими свойствами, многокомпонентной композиции для получения вяжущих растворов, строительных растворов или цемента, затвердевшей композиции для применения в конструкции гражданского строительства или строительной конструкции, к указанным строительным конструкциям, а также к применению вышеуказанной водной дисперсии полимера.

Высокопрочный бетон // 2562310