Высокопрочный мелкозернистый бетон



Высокопрочный мелкозернистый бетон
Высокопрочный мелкозернистый бетон
Высокопрочный мелкозернистый бетон
Высокопрочный мелкозернистый бетон

Владельцы патента RU 2641813:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) (RU)

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из смеси для модифицированного бетона в гражданском, промышленном и транспортном строительстве Технический результат - получение смеси для модифицированного бетона марки по подвижности П2 с минимальным расходом цемента. Смесь для модифицированного бетона, содержащая портландцемент, песок, золь нанокремнезема, белую сажу, суперпластификатор и воду, отличающаяся тем, что в качестве суперпластификатора взята добавка Линамикс ПК, при следующем соотношении компонентов мас.%: песок 66,3-67,8, портландцемент 22-22,5, вода 5,8-6,1, Линамикс ПК 3,38-3,45, микрокремнезем 0,225-3, золь нанокремнезема 0,084-0,351, белая сажа 0,045-0,158. 4 табл.

 

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

Известен состав бетонной смеси, приведенный, РФ №2358938, МКП8 С04В 28/04. Данный состав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: портландцемент 18,0-19,04; глауконитовый песок 68,1-68,9; наполнитель 1,0-2,0; суперпластификатор С-3 0,1-0.2; вода 11,0-11,7.

Наряду с достоинствами данного состава (низкое водопоглощение, 3,1%), имеется недостаток - низкие показатели прочности при изгибе (4,1 МПа) и при сжатии (18,9 МПа).

Известен состав бетонной смеси, приведенный в патенте РФ №2435746, МПК8 С04В 28/04, С04В 111/20. Он включает компоненты: портландцемент марки не ниже М500 150-300; суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира 10-15% от массы цемента в перерасчете на сухое вещество; микрокремнезем 10-15% от массы цемента; кварцевый или полевошпатновый песок 400-550; щебень из плотных горных пород 800-850; молотый кварцевый песок или каменная мука 150-290; очень мелкий кварцевый песок 400-550; вода 140-170.

Наряду с достоинствами (низкий расход цемента на единицу прочности, не более 4,5 кг/МПа), имеются и недостатки - используется щебень из плотных горных пород марки по дробимости 800-1400, который является дефицитным и дорогостоящим.

Наиболее близкий состав бетонной смеси для получения мелкозернистого бетона приведен в RU 2013155156 А1, 20.06.2015, который имеет следующий состав, мас.%: портландецмент 24,7-25,0, песок 65,3-65,43, золь нанокремнезема 0,0025-0,0028, микрокремнезем 1,24-1,3, белая сажа 0,025-0,028, суперпластификатор «Реламикс» 0,2-0,21, вода 8,4-8,8%. Заявляемая смесь для модифицированного бетона отличается от известной соотношением компонентов и видом используемого пластификатора. Недостатком данного технического решения является недостаточная удобоукладываемость бетонной смеси, значительный расход цемента, повышенные пористость и водопоглощение.

Задачи изобретения - повысить удобоукладываемость смеси для модифицированного бетона (марку по подвижности) с уменьшением количества цемента и воды, увеличением прочности мелкозернистого бетона с минимальной пористостью и водопоглощением.

Для реализации задачи предлагается смесь для модифицированного бетона, содержащая портландцемент, песок, золь нанокремнезема, микрокремнезем, белую сажу, суперпластификатор и воду, отличающаяся тем, что в качестве суперпластификатора взята добавка Линамикс ПК, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 22,0-22,5
Песок 66,3-67,8
Золь нанокремнезема 0,084-0,351
Микрокремнезем 0,225-2
Белая сажа 0,045-0,158
Линамикс ПК 3,38-3,45
Вода 5,8-6,1

Составы предлагаемой смеси для модифицированного бетона и прототипа приведены в таблице.

Характеристика компонентов смеси для модифицированного бетона

1. Портландцемент общестроительный класса ЦЕМ I 52,5 Н (марки ПЦ 500-Д0-Н), соответствующий ГОСТ 31108-2003. Изготовитель ООО «Тула-цемент», расположенный по адресу: Российская Федерация, Тульская область, Алексинский район, рабочий поселок Новогуровский, ул. Железнодорожная, д. 3. Физические характеристики цемента приведены в таблице 2.

2. Природный речной кварцевый песок в качестве заполнителя соответствует ГОСТ 8736-2014 и ГОСТ 26633-2012. Модуль крупности песка Мк=2,65, истинная плотность ρи=2,64 г/м3, насыпная плотность ρи=1,55 г/м3. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов Аэфф в песке составляет 82,3 Бк/кг. Содержание пылевидных и глинистых частиц 1%, глины в комках 0,2%.

3. Добавка Линамикс ПК. Основу добавки составляет смесь на основе полиоксиэтиленовых производных поликарбоновых кислот и полиэтиленгликоля. Добавка «Линамикс ПК» производится ООО «Полипласт Новомосковск», расположенным по адресу: Тульская обл., г. Новомосковск, ул. Комсомольское шоссе, д. 72. Применяемая добавка Линамикс ПК имеет следующие свойства: плотность раствора 1,09 г/см3; концентрация - 15,0%.

4. Микрокремнезем - TR680085008 (ОАО ЧЭМК г. Челябинск). Микрокремнезем - аморфный кремнезем, побочный продукт производства ферросилиция, осаждается в электрофильтрах. Большую часть образуют частички аморфного оксида кремния круглой формы средним размером 0,1 мкм и удельной поверхностью 16-22 м2/г.

5. Золь нанокремнезема производства ООО НПФ «Наносилика» со следующим содержанием аморфного кремнезема SiO2:SiO2 - 22,5%, ρ=1,14 г/см3. Минимальный размер составил 45 нм и средний размер 60 нм.

6. Белая сажа марки БС-50 по ГОСТ 18307-78 с массовой долью оксида кремния SiO2 не менее 76%. Белая сажа представляет собой гидратированный диоксид кремния с химической формулой mSiO2⋅nH2O. Материал обладает очень высокой площадью поверхности, что является основой его высокой пуццолановой активности.

Пример реализации

Дозировали сухие компоненты по массе, тщательно перемешивали, затем вводили раствор добавки и воду и вновь перемешивали до гомогенного состояния, затем определяли удобоукладываемость в соответствии с ГОСТ 10181-2014. После определения удобоукладываемости формовали образцы 100х100х100х мм и уплотняли на виброплощадке.

Твердение образцов происходило в нормальных условиях в ванне с гидравлическим затвором.

В возрасте 28 суток образцы подвергались испытанию на прочности при сжатии, определялась пористость и водопоглощение.

Результаты испытаний приведены в таблице 3,4.

Анализ результатов испытаний

Предлагаемое техническое решение позволило получить смесь для модифицированного бетона с удобоукладываемостью (марка по подвижности П2 и выше), с минимальным использованием цемента и воды по отношению к прототипу.

1. Оптимальным составом является состав №4, так как он обеспечивает максимальную прочность и имеет наибольшую подвижность.

По результатам сравнения показателей разработанного состава смеси для модифицированного бетона с показателями прототипа установлено следующее.

1. Прочность образцов на сжатие достигла 82,3 МПа.

2. Пористость снизилась до 4,3%.

3. Водопоглощение снизилось до 2,1%.

Такой результат объясняется совокупным действием добавок. Применение микро- и нанокремнеземных добавок совместно с суперпластификатором обеспечивает уплотнение и упрочнение структуры мелкозернистого бетона за счет заполнения пор кремнеземом, а также за счет перевода гидрооксида кальция, в следствие пуццоланических реакций в низкоосновные гидросиликаты.

Использование данных добавок в модифицированном бетоне приводит к следующим эффектам.

1. Добавки микрокремнезема и белой сажи взаимодействуют с гидросиликатом кальция, проявляя пуццоланическй эффект. В полностью гидратированном портландцементе содержание Са(ОН)2 составляет около 20-25% твердого вещества. В результате пуццоланических реакций аморфный кремнезем связывает известь в низкоосновные гидросиликаты кальция. В результате менее плотная фаза Са(ОН)2 замещается более плотной фазой гидросиликатов типа C-S-H. Это приводит к снижению пористости и повышению плотности цементного камня.

2. Добавки микрокремнезема блокируют капиллярные каналы, что снижает водопоглощение и проницаемость бетона.

3. Высокая удельная поверхность микрокремнезема и белой сажи значительно повышает водопотребность бетонной смеси, но введение суперпластификатора Линамикс ПК позволяет нивелировать такой эффект.

Механизм действия суперпластификтора заключается в том, что он относится к поверхностно-активным веществам, поэтому его основное свойство заключается в адсорбции молекул на поверхности частиц цемента и формирующихся новообразований, образуя тончайший слой. При этом сглаживается микрошероховатость частиц, уменьшается коэффициент трения между частицами, а создание одноименного электрического заряда в результате адсорбции суперпластификатора на поверхности частиц твердой фазы исключает возможность их сцепления за счет электростатических сил. Кроме того, суперпластификатор предотвращает агрегацию частиц и высвобождает блокированную воду, которая участвует в дальнейшем увлажнении бетонной смеси.

Смесь для модифицированного бетона, содержащая портландцемент, песок, золь нанокремнезема, микрокремнезем, белую сажу, суперпластфикатор и воду, отличающаяся тем, что в качестве суперпластификатора взята добавка Линамикс ПК, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 22,0-22,5
Песок 66,3-67,8
Золь нанокремнезема 0,084-0,3 51
Микрокремнезем 0,225-2
Белая сажа 0,045-0,158
Линамикс ПК 3,38-3,45
Вода 5,8-6,1



 

Похожие патенты:

Предложена древесно-цементная смесь с модификатором, которая содержит измельченную древесину в виде опилок хвойных пород, портландцемент, жидкое стекло, хлорид кальция, полипропиленовые волокна, аморфный диоксид кремния с нанопористой структурой и удельной поверхностью от 120 до 400 м2/г при соотношении указанных компонентов, мас.

Изобретение относится к древесно-цементной смеси с наномодификатором, которая содержит измельченную древесину в виде опилок хвойных пород, портландцемент, жидкое стекло, хлорид кальция, базальтовое волокно в виде отрезков, аморфный диоксид кремния с нанопористой структурой и удельной поверхностью от 120 до 450 м2/г, при соотношении компонентов, мас.

зобретение относится к производству строительных материалов, а именно полимерцементных составов и композиций, применяемых в качестве защитных, отделочных и декоративных покрытий по бетонным, железобетонным, металлическим, асфальтовым и деревянным основаниям при строительстве, ремонте и реконструкции зданий и сооружений различного назначения.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к теплоизоляционным растворам, и может быть использовано при создании теплоизоляции для гражданского и промышленного строительства.

Изобретение относится к области производства бетонных изделий для дорожного строительства и может найти применение в бетонах для нижних слоев дорожных оснований, производстве бордюрных изделий, а также для устройства тротуарных покрытий.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к самоуплотняющимся бетонным смесям, и может быть использовано при изготовлении плитных конструкций плоских кровель зданий и сооружений, а также монолитных и сборных бетонных и железобетонных строительных изделий и конструкций с повышенными показателями морозостойкости, водонепроницаемости, трещиностойкости.

Изобретение относится к области производства бетонных изделий, декоративных плит, дорожных и тротуарных покрытий. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение бетонной смеси с улучшенными эксплуатационными показателями.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Сырьевая смесь для изготовления бетона, содержит, мас.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 25,0-27,0; кварцевый песок 42,94-47,9; просеянные через сито №5 гранулы полиэтилена 10,0-15,0; просеянная через сито №10 крошка пенополиэтилена 0,06-0,1; вода 14,0-17,0.
Изобретение относится к строительным материалам, используемым для укладки в качестве дорожного покрытия дороги IV категории, а также для сооружения насыпей земляного полотна и укрепления грунтовых оснований строительных и других площадок.

Изобретение относится к способу цементирования, включающему подачу цементной композиции с отсроченным схватыванием, содержащей воду, пемзу, гашеную известь и замедлитель схватывания, активацию цементной композиции с отсроченным схватыванием жидкой добавкой для получения активированной цементной композиции, где жидкая добавка содержит одновалентную соль, полифосфат, диспергатор и воду, и где одновалентная соль присутствует в жидкой добавке в количестве от 0,1% до 30% по массе жидкой добавки, причем полифосфат присутствует в жидкой добавке в количестве от 0,1% до 30% по массе жидкой добавки, при этом диспергатор присутствует в жидкой добавке в количестве от 0,1% до 90% по массе жидкой добавки и при этом вода присутствует в жидкой добавке в количестве от 50% до 90% по массе жидкой добавки; и предоставление возможности активированной цементной композиции затвердеть.

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности к пластифицирующей добавке для строительных растворов, и может быть использовано в цементных и других гидравлических вяжущих в качестве пластифицирующей добавки полифункционального действия при производстве товарных бетонов, бетона для массивных конструкций, специальных бетонов.

Настоящее изобретение относится к добавке для гидравлически твердеющих композиций, содержащей водный, коллоидно-диспергированный состав по меньшей мере одной соли катиона поливалентного металла и по меньшей мере одного полимерного диспергирующего вещества, которое содержит анионные и/или анионогенные группы и боковые цепи простого полиэфира.

Изобретение относится к диспергатору гипса, который добавляют при изготовлении широкого спектра формованных продуктов из гипса. Технический результат заключается в улучшении текучести гипсовой суспензии даже в случае использования материалов исходного сырья для гипса, варьирующихся по качеству, и которые не задерживают отверждения гипсовой суспензии.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к сырьевой смеси для приготовления высокопрочного мелкозернистого бетона с применением техногенных продуктов, и может быть использовано для изготовления элементов каркаса зданий и сооружений как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к сырьевой смеси для приготовления высокопрочного мелкозернистого бетона на основе композиционного вяжущего с применением техногенного материала, и может быть использовано для изготовления элементов каркаса зданий и сооружений как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

Изобретение относится к макромономеру Формулы 1CH2=CR1-(CH2)m-O-(CH2CH2O)n--OCO-R2-COOH,где значения для групп R1, R2, m, n, приведены в формуле изобретения, который используется для приготовления добавки к цементу.

Настоящее изобретение относится к быстросуспендируемой порошкообразной композиции для применения в качестве сухого строительного раствора. Описана порошкообразная композиция для применения в качестве сухого строительного раствора, которая может быть получена приведением порошка, который содержит по меньшей мере одно неорганическое связующее вещество, в контакт с от 0.01 до 10 мас.%, в пересчете на общую массу композиции, жидкого компонента, содержащего по меньшей мере один сополимер, который может быть получен полимеризацией смеси мономеров, включающей (I) по меньшей мере один этиленово ненасыщенный мономер формулы (Ia) , где R1 и R2 каждый, независимо друг от друга, означают водород или алифатический углеводородный радикал, имеющий от 1 до 20 атомов углерода, Y означает Н, -COOMa, М означает водород, катион одновалентного или двухвалентного металла, ион аммония или радикал органического амина, а равно 1/2 или 1, (II) по меньшей мере один этиленово ненасыщенный мономер формулы (II) , где p равно целому числу от 0 до 6, у равно 0, v равно целому числу от 3 до 500, коэффициенты w являются, независимо друг от друга, одинаковыми или разными для каждой единицы (CwH2wO) и означают каждый целое число от 2 до 18, причем (CwH2wO) представляет собой хаотический сополимер этиленоксида-пропиленоксида, имеющий молекулярную массу от 160 до 10000 г/моль, в котором мольная доля пропиленоксидных единиц составляет от 10 до 30%, в пересчете на сумму этиленоксидных и пропиленоксидных единиц, R1 и R2 означают, как определено выше, R3 означает водород, алифатический углеводородный радикал, имеющий от 1 до 20 атомов углерода, циклоалифатический углеводородный радикал, имеющий от 5 до 8 атомов углерода, необязательно замещенный арильный радикал, имеющий от 6 до 14 атомов углерода, где жидкий компонент содержит от 1 до 60 мас.% по меньшей мере одного сополимера и от 30 до 98 мас.% органического растворителя.

Настоящее изобретение относится к добавкам для гидравлических твердеющих систем. Описан полимер Р, содержащий: a) m мольных % по меньшей мере одного структурного звена А Формулы (I): b) n мольных % по меньшей мере одного структурного звена В Формулы (II):c) о мольных % по меньшей мере одного структурного звена С Формулы (III):где R1 и R2, каждый независимо, представляет собой СОО-М, R3 представляет собой Н или СН3, R4 представляет собой , R5 представляет собой алкиленовую группу с 1-6 С-атомами, R6 представляет собой алкильную группу с 1-20 С-атомами, R7 представляет собой Н или СН3, R8 представляет собой М, гидроксиалкильную группу с 1-6 С-атомами; где заместители А, независимо, представляют собой от С2- до С4-алкиленовую группу, индекс q имеет значение от 2 до 300, в частности от 2 до 50, индекс r равен 0; где М = катион, предпочтительно Н+, ион щелочного металла, ион щелочноземельного металла, ион двухвалентного или трехвалентного металла, NH4+ или органическое аммониевое соединение, особенно предпочтительно Н+, Na+, Са++/2, Mg++/2, NH4+ или органическое аммониевое соединение; где m, n, о каждый независимо, представляет собой числа, где сумма m+n+о=100 и m>0, n>0 и о>0; и где m=10-80, n=10-50, о=10-50.

Изобретение относится к применению гребенчатого полимера KP как диспергатора в связующей композиции. Применение гребенчатого полимера KP в качестве диспергатора в связующей композиции, содержащей щелочную активирующую добавку, при том, что активирующая добавка является подходящей, в частности, для активирования латентного гидравлического и/или пуццоланового связующего, и при том, что гребенчатый полимер KP имеет основную цепь полимера, состоящую из множественных мономеров основной цепи и имеет множество полимерных боковых цепей, каждая состоит из множества мономерных боковых цепей и связана с основной цепью, и при том, что, по меньшей мере, часть мономеров основной цепи имеют одну или больше ионогенных групп, при этом структурная константа K гребенчатого полимера KP определена как ,является по меньшей мере равной 70, где n означает среднее количество боковых цепей на молекулу гребенчатого полимера, N означает среднее количество мономеров основной цепи на боковую цепь, Р означает среднее количество мономеров боковой цепи на боковую цепь и z представляет среднее количество ионогенных групп на мономер основной цепи без боковой цепи, при этом введение гребенчатого полимера KP обеспечивает коэффициент относительного изменения в напряжении пластического течения Δтrel<0,90.

Вяжущее // 2631270
Изобретение относится к составам вяжущих, которые могут быть использованы в производстве бетонных изделий. Вяжущее содержит, мас.%: портландцемент 74,0-78,0; молотый до прохождения через сито 008 гранулированный никелевый шлак 18,0-20,0; молотый до прохождения через сито 008 бой силикатного кирпича 4,0-6,0.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из смеси для модифицированного бетона в гражданском, промышленном и транспортном строительстве Технический результат - получение смеси для модифицированного бетона марки по подвижности П2 с минимальным расходом цемента. Смесь для модифицированного бетона, содержащая портландцемент, песок, золь нанокремнезема, белую сажу, суперпластификатор и воду, отличающаяся тем, что в качестве суперпластификатора взята добавка Линамикс ПК, при следующем соотношении компонентов мас.: песок 66,3-67,8, портландцемент 22-22,5, вода 5,8-6,1, Линамикс ПК 3,38-3,45, микрокремнезем 0,225-3, золь нанокремнезема 0,084-0,351, белая сажа 0,045-0,158. 4 табл.

Наверх