Высокопрочный бетон

Авторы патента:

Кабанов Александр Александрович (RU)

Старчуков Дмитрий Сергеевич (RU)

Мандрица Дмитрий Петрович (RU)

Юров Олег Валерьевич (RU)

Сватовская Лариса Борисовна (RU)

Соловьева Валентина Яковлевна (RU)

Сычева Анастасия Максимовна (RU)

C04B28/04 - портландцементы

Владельцы патента RU 2577565:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" (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. Технический результат заключается в уменьшении истираемости бетона. Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, которая состоит из жидкого натриевого стекла с плотностью ρ=1,45 г/см³, водородным показателем pH=12 и золя гидроксида алюминия Al(ОН)₃ с плотностью ρ=1,12 г/см³, водородным показателем pH=4,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%: 85,00-88,50 и 11,50-15,00 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 1,50-2,50; вода 6,30-7,10. 1 табл.

Известна сырьевая смесь, для изготовления высокопрочного бетона (Баженов Ю.М. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), Москва, 2002 г., 377 с.), 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, C04B 28/04, опубл. 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, pH=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, №2256630, C04B 28/04, опубл. 20.07.2005 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, pH=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 р=1,014 г/см³,
водородным показателем рН=5-6	0,25-0,27
Добавка - калий железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆	0,44-0,47
Вода	12,10-12,15

Недостатком данного технического решения является повышенное значение истираемости бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение истираемости бетона.

Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержит портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, отличающийся тем, что комплексная добавка стоит из жидкого натриевого стекла с плотностью ρ=1,45 г/см³, водородным показателем pH=12,0 и золя гидроксида алюминия Al(ОН)₃ с плотностью ρ=1,12 г/см³, водородным показателем pH=4,0 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Жидкое натриевое стекло плотностью ρ=1,45 г/см³,
водородным показателем pH=12,0	85,00-88,50
Золь гидроксида алюминия Al(ОН)₃ с
плотностью ρ=1,12 г/см³,
водородным показателем pH=4,0	11,50-15,00

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. %:

Портландцемент	21,20-28,00
Песок	21,80-24,70
Щебень	42,40-44,50
Указанная добавка	1,50-2,50
Вода	6,30-7,10

В присутствии рассматриваемой комплексной добавки увеличивается гидратационная активность цемента в полученном бетоне. В основном наблюдается усиление степени гидратации трехкальциевого силиката C₃S, следствием чего является понижение истираемости разработанного бетона. Для силикатной составляющей разработанного бетона наблюдаются следующие изменения:

- значительно уменьшается содержание алита, основного минерала портландцемента;

- наблюдается увеличение содержания гидроокиси кальция;

- увеличивается содержание тоберморитоподобных гидросиликатов.

Предлагаемая комплексная добавка оказывает основное влияние на гидратационную активность только силикатной составляющей портландцемента, она обладает повышенным активирующим эффектом действия, обеспечивая повышение гидратационной активности цементсодержащей твердеющей системы, а ее использование обеспечивает уменьшение истираемости бетона.

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 других дефектов на поверхности бетона.

- обеспечение высокого качества поверхности;

- отсутствие негативного влияния на свойства бетонной смеси и бетона;

- снижение эксплуатационных затрат на ремонты железобетонных изделий.

Жидкое натриевое стекло с плотностью ρ=1,45 г/см³, водородным показателем pH=12,0 в сочетании с золем гидроксида алюминия Al(ОН)₃ с плотностью ρ=1,12 г/см³, pH=4,0 дает сверхсуммарный эффект, который позволяет получить высокопрочный бетон с уменьшенной истираемостью по сравнению с прототипом.

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

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

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

Готовят золь гидроксида алюминия Al(ОН)₃ следующим образом: к 20 мл воды добавляют 15 капель раствора AlCl₃ с массовой долей 20%, по каплям при энергичном перемешивании добавляют раствор (NH₄)₂СО₃ с массовой долей 10% до тех пор, пока выпадающий осадок гидроксида алюминия станет растворяться с трудом. Пептизатором служит избыток хлорида алюминия, не вступившего в реакцию. 2AlCl₃+3(NH₄)₂СО₃+3Н₂O→Al(ОН)₃↓+6NH₄Cl+3СO₂ [Барвинок М.С., Гарбудова Т.Ф. «Коллоиды» Л., ЛИИЖТ, 1970. - 16 с.; Коровин Н.В. «Общая химия» М., «Высшая школа», 2000. - 558 с.].

Готовят жидкое натриевое стекло следующим образом: на месте работ заводское растворимое стекло разбавляется водой до нужной концентрации, а именно до нормального жидкого натриевого стекла с плотностью ρ=1,45 г/см³, водородным показателем pH=12,0 по ГОСТ 13078-81.

Готовят сырьевую смесь следующим образом: отдозированное жидкое натриевое стекло и золь гидроксида алюминия Al(ОН)₃ с плотностью ρ=1,12 г/см³, pH=4,0 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 «Бетоны. Методы определения истираемости», представлены в таблице.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению понижает истираемость в проектном возрасте 28 суток на 11% до значения 0,26 г/см² по сравнению с прототипом.

Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержит портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, отличающийся тем, что комплексная добавка стоит из жидкого натриевого стекла с плотностью ρ=1,45 г/см³, водородным показателем pH=12 и золя гидроксида алюминия Al(OH)₃ с плотностью ρ=1,12 г/см³, водородным показателем pH=4,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое натриевое стекло
плотностью ρ=1,45 г/см³,
водородным показателем pH=12	85,00-88,50
Золь гидроксида алюминия Al(OH)₃
с плотностью ρ=1,12 г/см³,
водородным показателем pH=4,0	11,50-15,00

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Портландцемент	21,20-28,00
Песок	21,80-24,70
Щебень	42,40-44,50
Указанная добавка	1,50-2,50
Вода	6,30-7,10

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления гипсополистиролбетонных изделий, применяемых в несущих и ограждающих конструкциях зданий.

Сухая строительная смесь // 2577047

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству сухих строительных смесей, и может быть использовано для приготовления строительных растворов для производства внутренних высококачественных отделочных штукатурных работ.

Строительная смесь // 2576426

Изобретение относится к составам строительных смесей и может быть использовано для выполнения отдельных штукатурных и кладочных работ. Технический результат - получение строительной смеси, обладающей необходимой прочностью и подвижностью для выполнения штукатурных и кладочных работ при значительном уменьшении усадочных деформаций и обеспечении длительной совместной работы затвердевшего строительного раствора и стенового материала.

Фибробетонная смесь // 2575658

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам фибробетонных смесей, и может быть использовано при изготовлении монолитных и сборных железобетонных изделий и конструкций.

Сырьевая смесь для изготовления крупнопористого бетона // 2574746

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при производстве конструкций и изделий из крупнопористого бетона для гражданского, промышленного, гидротехнического и мелиоративного назначения, а также для изготовления каркаса в каркасных бетонных конструкциях.

Высокопрочный бетон // 2573664

Высокопрочный бетон // 2573503

Сырьевая смесь для производства штучных изделий из опилкобетона с добавлением золы-уноса // 2570727

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству стеновых и теплоизоляционных материалов и изделий из опилкобетона. Технический результат заключается в увеличении скорости набора прочности опилкобетонных штучных изделий в ранние сроки твердения без предварительной химической обработки и минерализации опилок.

Сырьевая смесь для получения опилкобетонных кирпичей ^методом полусухого вибропрессования // 2570726

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству стеновых и теплоизоляционных материалов и изделий из опилкобетона. Технический результат заключается в увеличении скорости набора прочности опилкобетонных полнотелых кирпичей в ранние сроки твердения без предварительной химической обработки и минерализации опилок.

Древесно-мраморно-цементная смесь // 2570215

Древесно-мраморо-цементная смесь для изготовления теплоизоляционных и конструкционных строительных материалов содержит в качестве неорганической добавки полипропиленовые волокна длиной 8-30 мм и диаметром 0,08-0,3 мм, а также микромрамор с частицами крупностью не более 10 микрометров, в том числе до 0,02 мас.% частиц крупностью до 0,5 микрометров, включая наночастицы, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 38-39, известь строительная гидратная гашеная 4-5, опилки хвойных пород 43,6-45,6, микромрамор 4-5, жидкое стекло 6-7,5, хлорид кальция 2,3-4,3, полипропиленовые волокна 0,1-0,2, причем добавка воды к указанной смеси выполнена до получения водоцементного отношения, равного 0,8-1,2.

Высокопрочный бетон // 2579837

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. Технический результат заключается в повышении морозостойкости бетона. Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, состоящую из жидкого натриевого стекла с плотностью ρ=1,45 г/см3, водородным показателем pH=12 и золя берлинской лазури с плотностью ρ=1,013 г/см3, водородным показателем рН=4,5-5,5, при следующем соотношении компонентов, мас. %: 86,00-89,50 и 10,50-14,00 соответственно, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. %: портландцемент 24,30-31,70; песок 23,60-26,00; щебень 36,40-39,60; указанная добавка 1,25-1,55; вода 7,05-8,55. 1 табл.

Бетонная смесь // 2580678

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 50,49-51,79; просеянный через сетку №063 кварцевый песок 21,96-23,74; крошку пенополистирола с размером частиц 0,5-3,5 мм и насыпной плотностью 13-15 кг/м3 2,02-2,07; суперпластификатор С-3 0,44-0,46; полиэтиленсилоксан 2,39-2,52; воду 20,79-21,33. Технический результат - повышение теплостойкости бетона. 1 табл.

Бетонная смесь // 2580679

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности, к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас. %: портландцемент 49,47-50,62; просеянный через сетку №063 кварцевый песок 10,61-10,88; крошка пенополистирола с размером частиц 0,5-3,5 мм и насыпной плотностью 13-15 кг/м 2,02-2,07; просеянный через сетку №008 шамот 10,61-10,88; суперпластификатор С-3 0,44-0,46; жидкое натриевое стекло с плотностью 1300-1500 кг/м3 и силикатным модулем 2,6-3 2,39-2,52; полиэтиленсилоксан 2,39-2,52; вода 20,79-21,33. Технический результат - повышение теплостойкости бетона. 1 табл.

Сырьевая смесь для защитного покрытия поверхности карналлитовой породы // 2581062

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты поверхности карналлитовой породы. Технический результат - повышение трещиностойкости и адгезионной прочности к поверхности пород, представленных смесью хлоридов калия, натрия и магния. Сырьевая смесь, состоящая из портландцемента, заполнителя, комплексной добавки и воды, в качестве заполнителя содержит микрокальцит фракции 100 мк, а комплексная добавка состоит из полимера, представленного винилацетатом, суперпластификатора трихлорэтилфосфата и полипропиленового волокна длиной 6 мм, при следующем соотношении компонентов, мас. %: 93,2-94,2; 0,4-0,5; 5,4-6,3 соответственно, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. %: портландцемент 34,4-36,48; указанный заполнитель 43,72-44,82; указанная добавка 6,4-6,9; вода 13,4-13,8. 2 табл.

Сырьевая смесь для изготовления кирпича // 2582139

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 кирпича включает, мас.%: кварцевый песок 48,3-58,9; портландцемент 20,0-25,0; лигносульфонат 0,1-0,2; вода 20,0-25,0; синтетическое волокно длиной 2-20 мм 1,0-1,5. Техническим результатом изобретения является повышение прочности получаемого кирпича. 1 табл.

Мастика // 2582684

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мастики, которая может быть использована для нанесения на железобетонные конструкции. Технический результат - повышение морозостойкости мастики. Мастика включает, мас.%: портландцемент 30,0-35,0; кварцевый песок 60,0-65,0; асбест 6 сорта 2,0-3,0; 3%-ный раствор перекиси водорода 2,0-3,0, при водоцементном отношении 0,45-0,55. 1 табл.

Состав фибробетона // 2583965

Изобретение относится к составу фибробетона, применяемого для изготовления сборных и монолитных строительных конструкций. Технический результат изобретения - получение фибробетона с высокой прочностью при сжатии, морозостойкостью и водонепроницаемостью при минимальном расходе цемента, а также снижение себестоимости состава в целом. Фибробетонная смесь, включающая портландцемент, микрокремнезем, пластификатор, волокнистый наполнитель, песок и воду содержит в качестве пластификатора гиперпластификатор Stachement 2061/151.2, в качестве волокнистого наполнителя полипропиленовое волокно длиной 18 мм и диаметром 20 мкм, песок крупный с модулем крупности МК=2,5÷3,0 в нефракционированном виде при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 19,00-22,00, микрокремнезем 1,50-2,50, пластификатор 0,15-0,60, полипропиленовое волокно 0,02-0,15, песок 65,00-75,00, вода остальное. 1 табл.

Бетонная смесь // 2584905

Изобретение относится к составу бетонной смеси и может найти применение в промышленности строительных материалов. Бетонная смесь для производства облицовочных плит, включающая портландцемент, керамзитовый песок, кварцевый песок, воду, дополнительно содержит молотое до прохождения через сетку №5 медицинское стекло при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 26,5-27; керамзитовый песок 11-12,5; кварцевый песок 32,5-35; вода 16-17; молотое до прохождения через сетку №5 медицинское стекло 10-12,5. Технический результат - повышение морозостойкости. 1 табл.

Сырьевая смесь для защитного покрытия // 2585217

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты различных поверхностей. Технический результат - повышение коррозионной устойчивости относительно магнезиальной коррозии. Сырьевая смесь содержит портландцемент, песок фракции 0,315 мм, воду и комплексную добавку, состоящую из кремнеземсодержащего компонента, представленного белой сажей БС 50, и поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты при их соотношениях, мас.%: 93,7-94,3 и 5,7-6,3 и соответственно при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: портландцемент 34,48-36,48, указанный песок 43,72-44,82; указанная добавка 6,4-6,9; вода 13,4-13,8. 1 табл.

Облегчённая сухая кладочная смесь // 2586354

Изобретение относится к области строительства, в частности к составам сухих кладочных смесей, предназначенных для устройства ограждающих конструкций из эффективных мелкоштучных элементов. Сухая кладочная смесь содержит портландцемент, облегчающий наполнитель -полые керамические (алюмосиликатные) микросферы (KMC) фракции 100-500 мкм, модифицирующие добавки (суперпластификатор Peramin SMF 10, воздухововлекающая добавка ASCO 93, редиспергируемый порошок Vinnapas 8034 H, ускоритель твердения карбонат лития, замедлитель схватывания винная кислота) при следующем соотношении компонентов, масс. %: портландцемент - 59,32…72,16, полые керамические микросферы - 21,65…35,59, суперпластификатор - 0,24…0,29, воздухововлекающая добавка - 0,02, редиспергируемый порошок - 1,78…2,16, ускоритель твердения 2,96…3,61, замедлитель схватывания 0,09…0,11. Технический результат - снижение средней плотности растворной смеси до 800…1100 кг/м3 в зависимости от расхода микросфер и их насыпной плотности, средней плотности раствора в высушенном состоянии до 600…900 кг/м3, получение раствора с пределом прочности на сжатие 19,8…27,4 МПа, на растяжение при изгибе 5,8…7,4 МПа, снижение коэффициента теплопроводности раствора в сухом состоянии до 0,146…0,245 Вт/(м×°С). 4 табл.