Высокопрочный бетон

Авторы патента:

Старчуков Дмитрий Сергеевич (RU)

Степанова Ирина Витальевна (RU)

Смирнова Татьяна Владимировна (RU)

Сватовская Лариса Борисовна (RU)

Сурков Владимир Николаевич (RU)

Соловьева Валентина Яковлевна (RU)

C04B28/04 - портландцементы

Владельцы патента RU 2593404:

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

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. Технический результат заключается в уменьшении усадки высокопрочного бетона. Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, в качестве песка содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,7, в качестве щебня содержит щебень фракции 5-10 мм, и комплексную добавку с плотностью 1,07 г/см³ и водородным показателем 6,5±0,5, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5±0,5 и пластификатора из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиной кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7±0,5, и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5 - 10,5-11,5; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиной кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7±0,5 - 11,5-11,8; золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5,0±0,5 - 8,0-8,5; вода - 69,0-69,2, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: портландцемент - 17,7-18,4; указанный песок - 41,62-42,0; указанный щебень - 32,8-33,0; указанная добавка - 0,18-0,2; вода - 7,0-7,1. 1 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, содержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду.

Недостатком данного технического решения является повышенная усадка бетона.

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

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU, №2425814, С04В 28/04, 22/06, 24/24, 111/20, опубл. 10.08.2011 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 гиперпластификатора «Peramin SMF-10» на основе поликарбоксильных полимеров шведской компании «Perstorp» (ASTM С494 тип F, DIN 1045, BS 5075 части 1 и 3, EN 934-2), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³,
водородным показателем 4,5-5,5	85,50-86,00
Гиперпластификатор «Peramin» SMF-10	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	1,00-1,45
Вода	7,40-8,75

Недостатком данного технического решения является повышенное значение усадки бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение усадки высокопрочного бетона.

Технический результат достигается тем, что высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, содержит в качестве песка содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,7, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, и комплексную добавку с плотностью 1,017 г/см и водородным показателем 6,5±0,5, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5,0±0,5 и пластификатора из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7,0±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиной кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородный показатель 7,0±0,5, и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поликарбоксилатный полимер
на основе метакриловой кислоты
с плотностью 0,95 г/см³ и
водородным показателем 7,0±0,5	10,5-11,5
Поликарбоксилатный полимер
на основе эфира аллила
и ангидрита малеиновой кислоты
с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7±0,5	11,5-11,8
Золь гидроксида железа (III)
с плотностью 1,021 г/см³, водородным показателем 5,0±0,5	8,0-8,5
Вода	69,0-69,2

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Портландцемент	17,7-18,4
Указанный песок	41,62-42.0
Указанный щебень	32,8-33,0
Указанная добавка	0,18-0,2
Вода	7,0-7,1

Золь гидроксида железа (III) в сочетании с поликарбоксилатами разной природы, имеющими боковые цепочки различной длины, способствуют созданию равномерно армированной структуры бетона, обеспечивая усиление гидратационных процессов во всем объеме бетона и при этом золь гидроксида железа (III) переходит в гель, способствуя уплотнению структуры бетона и, как следствие, уменьшению его усадки более чем в 3 раза в возрасте 120 суток.

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 гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5,0±0,5, и пластификатора, представленного смесью поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7±0,5, а именно, равномерно во всем объеме бетона увеличивается гидратационная активность цемента и образуется дополнительно за счет перехода золя гидроксида железа (III) в гель повышенное количество геля, заполняющего поры бетона, таким образом, уплотняется структура бетона, что и способствует уменьшению усадки бетона.

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

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

Пример конкретного выполнения.

1. Приготовление добавки

1.1. Приготовление золя гидроксида железа (III):

1.1.1. Дозируют насыщенный раствор хлорида железа

1.1.2. Дозируют воду

1.1.3. Кипятят отдозированную воду

1.1.4. Смешивают компоненты, приготовленные по п. 1.1.1 и п. 1.1.3 до получения раствора вишнево-коричневого цвета, представляющего собой золь с коллоидными частицами гидроксида железа (III). Получаемый золь гидроксида железа должен иметь плотность 1,021 г/см³ и водородный показатель 5,0±0,5.

1.2. Дозируют золь гидроксида железа, приготовленный по п. 1.1.4.

1.3. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5.

1.4. Дозируют поликарбоксилатный полимер на эфира аллила ангидрита малеиновой кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 6,5±,5.

1.5. Дозируют воду.

2. Отдозированные по п. 1.2, 1.3, 1.4 и 1.5 компоненты тщательно перемешивают до получения раствора с плотностью 0,17 г/см³ и водородным показателем 6,5±0,5.

3. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности 2,7, гранитный щебень 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 добавку, приготовленную по п. 2.

3.4. Добавку, отдозированную по п. 3.3, транспортируют в отдозированную воду.

3.5. Смесь, приготовленную по п. 3.4, транспортируют в бетоносмеситель.

3.6. Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3 минут.

3.7. Готовую бетонную смесь для высокопрочного бетона транспортируют к месту изготовления изделий.

3.8. Непосредственно из бетоносмесителя отбирают бетонную смесь, приготовленную по п. 3.7, для контроля физико-механических характеристик. Определение усадки бетона осуществляют по ГОСТ 24544-81.

Результаты по усадке бетона представлены в таблице.

Проведенные исследования показали, что усадка бетона в возрасте 120 сут уменьшается в 3,16 раза.

Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, в качестве песка содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,7, в качестве щебня содержит щебень гранитный фракции 5-10 мм и комплексную добавку с плотностью 1,017 г/см³ и водородным показателем 6,5±0,5, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³ и водородным показателем 5,0±0,5 и пластификатора, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит смесь поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7,0±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиной кислоты с плотностью 1,03 г/см³ и водородным показателем 7,0±0,5, и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поликарбоксилатный полимер
на основе метакриловой кислоты
с плотностью 0,95 г/см³ и водородным показателем 7±0,5	10,5-11,5
Поликарбоксилатный полимер
на основе эфира аллила и ангидрита
малеиновой кислоты с плотностью 1,03 г/см³
и водородным показателем 7±0,5	11,5-11,8
Золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см³,
водородным показателем 7±0,5	8,0-8,5
Вода	69,0-69,2

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Портландцемент	17,7-18,4
Указанный песок	41,62-42,0
Указанный щебень	32,8 - 33,0
Указанная добавка	0,18 - 0,2
Вода	7,0-7,1

Похожие патенты:

Высокопрочный бетон // 2593402

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, например мостовых или дорожных.

Высокопрочный бетон // 2592322

Высокопрочный бетон // 2592318

Бетонная смесь // 2592270

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности бетона.

Бетонная смесь // 2591223

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат - повышение прочности бетона.

Мастика // 2591222

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мастики, которая может быть использована для нанесения на железобетонные конструкции.

Торкрет-масса // 2586655

Изобретение относится к производству строительных материалов, которые могут быть использованы для теплоизоляции. Торкрет-масса содержит, мас.%: портландцемент 24,0-27,0; просеянный через сито №10 шлакопемзовый заполнитель 58,0-65,0; асбест хризотиловый 6 сорта 6,5-10,5; молотый до прохождения через сито №0,14 циркон 4,5-5,5, при водоцементном отношении 0,5-0,55.

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.

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.

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.

Смесь строительных материалов, а также способ ее получения и применения // 2594031

Изобретение относится к смеси строительных материалов, используемой в качестве добавки к бетону, где смесь строительных материалов содержит пуццолановый носитель и фотокатализатор. Пуццолановый носитель и фотокатализатор присутствуют в виде сухой смеси. Фотокатализатор имеет размер первичных частиц от 2 нм до 100 нм , а пуццолановый носитель по меньшей мере на 90 мас. % состоит из летучей золы с размером зерен от 0,1 мкм до 1 мм. Носитель и фотокатализатор присутствуют в интенсивно смешанном состоянии, так что фотокатализатор присутствует, по меньшей мере, частично в распределенном состоянии на поверхности носителя. Изобретение относится также к способу получения фотокаталитической смеси. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения Технический результат - улучшение удобоукладываемости бетонной смеси в сравнении с применением других пуццолановых носителей для катализатора. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 ил.

Дорожная полимермодифицированная смесь // 2597011

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть применено для стабилизирования верхних рабочих слоев грунтовых оснований дорожных одежд. Дорожная полимермодифицированная смесь содержит, масс.%: глинистый грунт - 62-86, портландцемент М400 - 4-8, «ДС-35» - 0,3-0,6, вода - остальное. Технический результат: видоизменение физико-химической структуры глинистых грунтов дорожных оснований, способствующих повышению прочности на сжатие, прочности на растяжение при изгибе, увеличению морозостойкости, повышение плотности основания путем сокращения водопоглощения. 4 табл.

Фиброгипсовермикулитобетонная сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия // 2597336

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано промышленными и строительными организациями для огнезащиты строительных конструкций. Технический результат - повышение огнестойкости строительных конструкций за счет расширения сырьевой базы, повышения прочности и водостойкости гипсовермикулитобетона, повышения трещиностойкости и огнезащитных свойств покрытия во время пожара. Фиброгипсовермикулитобетонная сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия включает, мас.%: гипс 40,0-47,7; вспученный вермикулит 35,40-45,33; вулканический пепел 3,0-3,5; портландцемент 10,0-12,1; базальтовое волокно 1,2-1,5; смолу древесную омыленную 0,07-0,1. 3 табл.

Сырьевая смесь // 2600238

Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут найти применение в качестве вяжущих строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности изделий. Сырьевая смесь содержит, мас.%: сульфат магния 0,3-0,8; магнезит 8,0-15,0; флогопит 3,0-6,0; портландцемент - остальное. 1 табл.

Гидравлическое вяжущее с низким содержанием клинкера // 2602248

Настоящее изобретение относится к гидравлическому вяжущему, включающему в частях по массе: (a) от 20 до 60 частей портландцементного клинкера; (b) от 20 до 40 частей шлака; и (c) от 5 до 60 частей неорганического материала, отличного от клинкера и шлака; причем сумма (a), (b) и (c) равна 100 частям; где вяжущее дополнительно включает активатор шлака, включающий на 100 частей суммы (a) и (b): от 1,4 до 6,55 частей соли щелочного металла в выражении на эквивалент Na2O; и от 1,1 до 11,0 частей сульфата кальция в выражении на SO3. Изобретение также относится к гидравлической композиции и способу её получения, к профилированному изделию и к применению гидравлической композиции. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - повышение прочности через 24 часа после приготовления и через 28 суток, снижение выделения углекислого газа. 2 табл.

Гидрофобизирующий гранулированный заполнитель на основе кремнеземистого сырья для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий, способ получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие // 2602436

Группа изобретений относится к производству строительных материалов и может быть использована для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении. Гидрофобизирующий гранулированный заполнитель для бетонной смеси выполнен в виде гранул размером 0,315-1,25 мм, состоящих из ядра и оболочки, где ядро получено гранулированием смеси совместно молотых до удельной поверхности 250-450 м2/кг кремнеземсодержащего компонента - опоки или золы-уноса, гидрофобизирующей добавки - стеарата кальция или ГКЖ-11 БСП, и гидроксида щелочного металла - гидроксида натрия при их массовом соотношении 0,840-0,949:0,001-0,010:0,05-0,15 со связкой - водным раствором силиката натрия плотностью 1,2-1,3 г/см3, а защитная оболочка на поверхности ядра сформирована его опудриванием в сухой пылевидной среде портландцемента или шлакопортландцемента с последующим твердением до прочности не менее 0,12 МПа. Бетонная смесь для изготовления строительных изделий включает, мас.%: указанный заполнитель 10-40, вяжущее 15-25, кварцевый песок 30-50, Полипласт СП-1 0,05-0,15, воду остальное. Способ получения бетонных строительных изделий включает смешение компонентов указанной выше смеси, формование строительных изделий, выдержку в формах и тепловлажностную обработку при атмосферном давлении и температуре 70-90°С. Бетонное строительное изделие, полученное указанным выше способом. Технический результат - повышение прочности, водостойкости, снижение водопоглощения бетонных строительных изделий и высолообразования на поверхности бетонных изделий. 4 н.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Сухая клеевая смесь на цементной основе // 2602458

Изобретение относится к сухой клеевой смеси на цементной основе, применяемой в качестве плиточного клея для выполнения облицовки наружных фасадов и внутренних стен зданий керамической плиткой. Смесь содержит портландцемент, песок кварцевый, пластификатор, полимерную и минеральную добавку и . дополнительно содержит в качестве минеральной добавки синтезированные алюмосиликаты, полученные осаждением из жидкого стекла с силикатным модулем 2,8 введением 15%-ного раствора технического сульфата алюминия Al2(SO4)3 с последующим промыванием дистиллированной водой полученного осадка и его высушиванием при температуре t=105±5°С в течение 24 ч с последующим измельчением до размера частиц 5,208-5,704 мкм, а в качестве полимерной добавки - Neolith Р 4400, в качестве пластификатора Кратасол ПФМ при следующем соотношении компонентов, масс. %: портландцемент М400 53,07-60,05, песок кварцевый, фракций, мм: 0,630-0,315 23,54-26,67, 0,315-0,14 5,89-6,67, синтезированные алюмосиликаты размером 5,208-5,704 мкм 6,05-15,92, добавка Кратасол ПФМ 0,28-0,79, добавка Neolith Р 4400 0,28-0,79. Технический результат - повышение адгезионной прочности и прочности при сжатии, уменьшение сползания плитки. 7 табл.

Тяжелый бетон с использованием доломитовых отходов // 2603316

Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к получению модифицированного экономически выгодного тяжелого бетона на основе отходов доломитового производства. Технический результат заключается в повышении прочности и утилизации отходов минерального сырья. Тяжелый бетон содержит, мас.%: портландцемент 33-37, песок 43-45, щебень 10-12, отходы доломита 10-12 (от мас. цемента), пластификатор 0,45-0,55, вода остальное. 1 табл.

Состав для дорожного строительства // 2603682

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог. Техническим результатом является повышение морозостойкости и прочности материалов из грунтовых, песчаных, и щебеночно-песчаных смесей, а также экономической эффективности строительства. Состав для дорожного строительства содержит минеральное вяжущее, заполнитель, воду и химические добавки октилтриэтоксисилан/эмульсия октилтриэтоксисилана и водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир, при следующем соотношении компонентов, масс. %: портландцемент - 6-12, заполнитель - 72-88, октилтриэтоксисилан/эмульсия октилтриэтоксисилана - 0,005-0,04, водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир - 0,02-0,20, - вода - 4,83-17,94. 1 табл., 1 пр.

Композиция для инъекционного раствора // 2603989

Изобретение относится к области строительства, а именно к составам для инъекционного закрепления лессовых грунтов в основании существующих и вновь строящихся зданий и сооружений. Техническим результатом является снижение затрат и повышение эффективности путем обеспечения высокой прочности и водостойкости грунтобетонного массива, закрепленного раствором на основе связующего компонента, с максимальным сокращением, - дорогостоящего импортного продукта ОТДВ «Микродур» и наполнителя из местного сырья - цементной пыли. Заявляемое изобретение позволяет получить грунтобетонные массивы с высокими прочностными свойствами (до 25 МПа) и повышенной водостойкостью при максимальном замещении (до 80%) местным сырьем дорогостоящего импортного продукта ОТДВ «Микродур», что обеспечивает снижение затрат и повышение эффективности при выполнении инъекционных работ по закреплению лессовых просадочных грунтов. 1 табл.