Состав смеси высокопрочного бетона
Владельцы патента RU 2609784:
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-исследовательский институт энергетических сооружений" (RU)
Изобретение относится к составу сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона и может найти применение в промышленности строительных материалов. Состав сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона, содержащий портландцемент, заполнитель, кремнеземсодержащий компонент, гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира и воду, в качестве заполнителя содержит смесь фракций кварцевого песка с размерами частиц от 0,1 до 0,4 мм и 0,4÷1,2 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента - микрокремнезем, состав дополнительно содержит диабазовую муку и дисперсно-армирующий компонент при следующем соотношении компонентов , мас. %: портландцемент 29-33, кварцевый песок фр. 0,4÷1,2 мм 30÷33, кварцевый песок фр. 0,1÷0,4 мм 8÷10, микрокремнезем 8÷10, микронаполнитель 8÷10, дисперсно-армирующий компонент 1,5, пластификатор 1,5÷2, вода 5,5-6,0. Технический результат - повышение прочности, водонепроницаемости и морозостойкости бетона. 3 табл.
Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, а именно к производству смеси высокопрочного бетона, и может найти применение при возведении и капитальном ремонте различных ответственных конструкций гидротехнических сооружений.
Техническим результатом изобретения является получение особо прочного бетона с высокими физико-механическими свойствами.
Известен состав мелкозернистого с высокой прочностью бетона, содержащего портландцемент, мелкий и крупный заполнитель, кремнеземистый компонент и воду, у которого повышение его плотности и прочности обеспечивается введением в состав смеси пеногасителя гиперпластификатора [патент РФ 2358938]. Недостатком данного технического решения является недостаточно высокая прочность бетона в виду того, что пеногаситель не только снижает воздухововлечение и повышает плотность бетона, но так как он обладает и гидрофобными свойствами, то снижает еще и прочность бетона.
Более близким техническим решением является состав смеси особо прочного бетона, содержащего портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, где кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H4SiO4 с плотностью ρ=1,014 г/см3, характеризуется значением pH=4±0,5 и добавка представлена поликарбоксилатным полимером с плотностью ρ=1,012 г/см3 и pH=6±0,5 [патент РФ 2515665]. Недостатком данного технического решения является невозможность регулирования размера частиц золя в широких пределах. Также золь кремневой кислоты необходимо концентрировать, в результате чего производительность процесса в целом не достаточно высокая.
Техническим результатом изобретения является получение особо прочного бетона с высокими физико-техническими свойствами.
Решение технической задачи достигается тем, что высокая прочность бетона обеспечивается специально подобранным соотношением между компонентами, определенным порядком введения компонентов, получением достаточно пластичной смеси при В/Ц=0,24÷0,28 и уплотнением бетона путем вакуумирования на небольших оборотах рабочего органа.
Состав бетонной смеси для получения высокопрочного бетона включает портландцемент, заполнитель, минеральный микронаполнитель, микрокремнезем, дисперсно-армирующий компонент, гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира и воду, при этом в качестве заполнителя используют смесь фракций кварцевого песка с размерами частиц от 0,1 до 0,4 мм и 0,4÷1,2 мм, в качестве минерального микронаполнителя - диабазовую муку, в качестве дисперсно-армирующего компонента - фибру стальную или базальтовое волокно, бетонная смесь содержит компоненты в соотношении, мас. %:
| портландцемент | 29÷33 |
| кварцевый песок, фр. 0,4÷1,2 мм | 30÷33 |
| кварцевый песок, фр. 0,1÷0,4 мм | 8÷10 |
| микрокремнезем | 8÷10 |
| диабазовая мука | 8÷10 |
| дисперсноармирующий компонент | 1,5 |
| гиперпластификатор | 1,5÷2 |
| вода | 5,5÷6 |
В бетоносмеситель компоненты смеси загружаются в следующем порядке:
- вода,
- гиперпластификатор,
- фибра стальная или базальтовое волокно,
- портландцемент,
- кварцевый песок, фр. 0,1÷0,4 мм,
- микрокремнезем,
- диабазовая мука,
- кварцевый песок, фр. 0,4÷1,2 мм.
После загрузки в определенном порядке смесь сначала в течение 5÷15 мин перемешивается в смесителе со скоростью вращения рабочего органа до 900 об/мин, а затем вакуумируется при давлении 0,1÷0,3 атм.
С целью достижения высоких физико-механических показателей бетонной смеси уложенный материал подвергают вакуумированию. Для проведения вакуумирования между опалубкой и бетоном устраивают тонкую воздушную полость, в которой при помощи вакуум-насоса создают вакуум. Полость создают прокладкой двух слоев металлической тканой и плетеной сеток, прикрепляемых на внутренней поверхности опалубки.
Чтобы предотвратить унос из бетонной смеси цементных частиц, всю поверхность сетки, обращенную к бетону, покрывают фильтрующей тканью.
Удаленные из бетонной смеси вода и воздух поступают через отверстие в центре вакуумполости в трехходовой кран, далее - в гибкий всасывающий рукав, соединенный с коллектором, затем - в водосборники.
Продолжительность вакуумирования зависит от степени разрежения в вакуумполости, состава, плотности и подвижности бетонной смеси, толщины вакуумированной конструкции. Так, для бетона класса В15 с подвижностью 4-6 см при разрежении 70 кПа, температуре смеси 20°C продолжительность вакуумирования слоев толщиной 10, 20 и 30 см соответственно составляет 10, 25 и 55 мин.
Результаты испытаний формовочной смеси и образцов, изготовленных по разработанной рецептуре и выпиленных из конструкции, приведенные в таблицах 2 и 3, показывают, что поставленная техническая задача получения особо прочного бетона с высокими физико-механическими свойствами решена.
Состав бетонной смеси для получения высокопрочного бетона, содержащий портландцемент, заполнитель, кремнеземсодержащий компонент, гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира и воду, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют смесь фракций кварцевого песка с размерами частиц от 0,1 до 0,4 мм и 0,4÷1,2 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента - микрокремнезем, состав дополнительно содержит диабазовую муку и дисперсно-армирующий компонент, а бетонная смесь содержит компоненты в соотношении, мас. %:
| портландцемент | 29÷33 |
| кварцевый песок, фр. 0,4÷1,2 мм | 30÷33 |
| кварцевый песок, фр. 0,1÷0,4 мм | 8÷10 |
| микрокремнезем | 8÷10 |
| диабазовая мука | 8÷10 |
| дисперсно-армирующий компонент | 1,5 |
| гиперпластификатор | 1,5÷2 |
| вода | 5,5÷6 |
