Высокопрочный бетон
Владельцы патента RU 2614177:
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, промышленном и дорожном строительстве и при монолитном изготовлении сооружений и дорожного покрытия. Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, комплексный наполнитель, добавку и воду, содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности 2,2, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-20 мм, в качестве комплексного наполнителя - комплексный наполнитель с удельной поверхностью 320 м2/кг, состоящий из известняка и электрофильтровой золы при следующем соотношении компонентов, мас.%: известняк 10-15; электрофильтровая зола 85-90, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,032 г/см3 и водородным показателем рН=5,5, состоящий из поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и водородным показателем рН=7,0; 40% водного раствора «Русский глиоксаль», хлорида кальция и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным показателем рН=7,0 - 10,0-17,0; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и водородным показателем рН=7,0 - 13,0-17,0; 40% водный раствор «Русский глиоксаль» - 3,5-4,0; хлорид кальция - 5,5-7,0; вода - 61,0-62,0, при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас.%: портландцемент - 13,5-16,0; указанный песок - 31,0-31,5; указанный щебень - 45,03-46,53; указанный наполнитель - 1,23-1,43; указанная добавка - 0,13-0,14; вода - 6,61-6,9. Техническим результатом является повышение водонепроницаемости. 1 табл.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в гражданском, промышленном и дорожном строительстве и при монолитном возведении сооружений и дорожного покрытия.
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 28/04, 20.07.2005 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см3, водородным показателем рН=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.
Недостатком данного технического решения является недостаточная водонепроницаемость высокопрочного бетона.
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256630, С04В 28/04, 20.07.2005 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см3, водородным показателем рН=5-6, добавку - калий железистосинеродистый K4[Fe(CN)6] и воду.
Недостатком данного технического решения является недостаточная водонепроницаемость высокопрочного бетона.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU №2555993, С04В 28/04, С04В 24/24, С04В 22/08, С04В 103/40, 10.07.2015 г., Бюл. №19), содержащий портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,6, щебень гранитный фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см3, водородным показателем рН=5-6, добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,1 г/см3 и водородным показателем рН=7,5±0,5, состоящим из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным показателем рН=7±0,5, и поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и водородным показателем рН=7±0,5, глюконата натрия и воды при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой | |
| кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным | |
| показателем рН=7±0,5 | 9,3-10,0 |
| Поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и | |
| ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и | |
| водородным показателем рН=7±0,5 | 10,2-10,4 |
| Глюконат натрия | 2,6-2,8 |
| Вода | 77,2-77,5 |
При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:
| Портландцемент | 21,1-23,2 |
| Указанный щебень | 41,94-42,82 |
| Указанный песок | 28,3-29,0 |
| Указанный кремнеземсодержащий компонент | 0,12-0,13 |
| Указанная добавка | 0,15-0,2 |
| Вода | 6,24-6,75 |
Недостатком данного технического решения является недостаточная водонепроницаемость высокопрочного бетона.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона, обладающего повышенной водонепроницаемостью.
Поставленная задача решается за счет того, что высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора с водородным показателем рН=7,5, состоящую из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и воды, содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм, дополнительно содержит комплексный наполнитель с удельной поверхностью 320 м2/кг, состоящий из известняка и электрофильтровой золы, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Известняк | 10-15 |
| Электрофильтровая зола | 85-90 |
Плотность водного раствора добавки составляет ρ=1,032 г/см3, водородный показатель рН=5,5, и она дополнительно содержит 40% водный раствор «Русский глиоксаль», хлорид кальция, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой | |
| кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным показателем | |
| рН=7,0 | 10,0-17,0 |
| Поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и | |
| ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и | |
| водородным показателем рН=7,0 | 13,0-17,0 |
| 40% водный раствор «Русский глиоксаль» | 3,5-4,0 |
| Хлорид кальция | 5,5-7,0 |
| Вода | 61,0-62,0 |
При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:
| Портландцемент | 13,5-16,0 |
| Указанный песок | 31,0-31,5 |
| Указанный щебень | 45,03-46,53 |
| Указанный наполнитель | 1,23-1,43 |
| Указанная добавка | 0,13-0,14 |
| Вода | 6,61-6,9 |
Использование добавки, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров, модифицированных 40% водным раствором «Русский глиоксаль» и хлоридом кальция, обладающей повышенным активирующим эффектом, в сочетании с комплексным наполнителем повышает однородность, связность и подвижность бетонной смеси, повышая гидратационную активность компонентов бетонной смеси, что приводит к образованию повышенного количества контактов между компонентами бетона. Все вышеуказанное способствует формированию однородной, плотной структуры бетона, следствием чего является повышение водонепроницаемости высокопрочного бетона.
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 добавки, представленной водным раствором с плотностью ρ=1,032 г/см3 и водородным показателем рН=5,5, состоящей из поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и водородным показателем рН=7,0; 40% водного раствора «Русский глиоксаль»; хлорида кальция и воды и комплексного наполнителя с удельной поверхностью 300 м2/кг, состоящего из известняка и электрофильтровой золы, а именно повышает однородность и плотность структуры бетона, следствием чего является повышение водонепроницаемости высокопрочного бетона.
По мнению авторов и заявителя, изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском, промышленном и дорожном строительстве и при монолитном возведении сооружений и дорожного покрытия.
Пример конкретного выполнения:
I. Приготовление комплексного наполнителя:
1.1 Дозируют известняк;
1.2 Дозируют электрофильтровую золу;
1.3 Отдозированные компоненты по п. 1.1 и п. 1.2 транспортируют в шаровую мельницу, где измельчают до удельной поверхности 320 м2/кг;
1.4 Комплексный наполнитель, приготовленный по п. 1.3, транспортируют в накопительную емкость.
II. Приготовление добавки:
2.1 Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным показателем рН=7,0;
2.2 Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и водородным показателем рН=7,0;
2.3 Дозируют 40% водный раствор «Русский глиоксаль», который состоит из диальдегида щавелевой кислоты и воды;
2.4 Дозируют хлорид кальция;
2.5 Дозируют воду;
2.6 Отдозированные по п. 2.1; 2.2; 2.3; 2.4 и 2.5 компоненты тщательно перемешивают в вертикальной емкости с лопастной мешалкой до получения однородного водного раствора с плотностью ρ=1,032 г/см3 и водородным показателем рН=5,5;
2.7 Добавку, приготовленную по п. 2.6, транспортируют в накопительную емкость.
III. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, песок с модулем крупности Мкр.=2,2; щебень гранитный фракции 5-20 мм, комплексный тонкомолотый наполнитель, приготовленный по п. 1.4;
3.1 Отдозированные компоненты по п. 3 транспортируют в бетоносмеситель любой современной конструкции, используемой на заводе;
3.2 Дозируют воду;
3.3 Дозируют добавку, приготовленную по п. 2.6;
3.4 Отдозированную добавку по п. 3.3 транспортируют в отдозированную по 3.2. воду;
3.5 Смесь, приготовленную по 3.4, транспортируют в бетоносмеситель п. 3.1;
3.6 Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3-х минут;
3.7 Готовую бетонную смесь для высокопрочного бетона транспортируют к месту приготовления изделий;
3.8 Непосредственно из бетоносмесителя отбирают бетонную смесь, приготовленную по п. 3.7, из которой изготавливают образцы-цилиндры высотой 15 см и диаметром 15 см, дальнейшее хранение которых производят в нормальных условиях и по достижении возраста равного 28 суткам образцы подвергают испытанию на водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5-84. Полученные результаты представлены в таблице.
Проведенные исследования показали, что водонепроницаемость бетона повышается на 33%.
Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора с водородным показателем pH=7,5, состоящую из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным показателем pH=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и воды, отличающийся тем, что содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм, комплексный наполнитель с удельной поверхностью 320 м2/кг, состоящий из известняка и электрофильтровой золы, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Известняк | 10-15 |
| Электрофильтровая зола | 85-90, |
водный раствор добавки с плотностью ρ=1,032 г/см3 и водородным показателем pH=5,5 дополнительно содержит 40% водный раствор «Русский глиоксаль», хлорид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой | |
| кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и водородным показателем | |
| pH=7,0 | 10,0-17,0 |
| Поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и | |
| ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и | |
| водородным показателем pH=7,0 | 13,0-17,0 |
| 40% водный раствор «Русский глиоксаль» | 3,5-4,0 |
| Хлорид кальция | 5,5-7,0 |
| Вода | 61,0-62,0, |
при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас.%:
| Портландцемент | 13,5-16,0 |
| Указанный песок | 31,0-31,5 |
| Указанный щебень | 45,03-46,53 |
| Указанный наполнитель | 1,23-1,43 |
| Указанная добавка | 0,13-0,14 |
| Вода | 6,61-6,9 |
