Самоуплотняющийся бетон

Изобретение относится к строительству, и в частности к составам самоуплотняющихся бетонных смесей, и может быть использовано для монолитного бетонирования. Самоуплотняющийся бетон содержит цемент, инертный наполнитель разного гранулометрического состава, суперпластификатор, добавки и воду. Инертный наполнитель включает смесь песка и щебня в соотношении 5:4, в качестве суперпластификатора использован суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, а в качестве добавки использована зола рисовой шелухи, термически обработанная с последующим шоковым охлаждением, при следующем содержании ингредиентов, мас. %: портландцемент – 15 - 18,3; смесь песка и щебня – 71 - 72; суперпластификатор – 0,7 – 1; зола рисовой шелухи – 2 - 4; вода – остальное. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности бетонных конструкций, при одновременном снижении трудозатрат на вибрацию бетона в опалубке за счет применения самоуплотняющегося бетона, а также снижение стоимости конечной продукции с одновременным улучшением экологической обстановки за счет использования в составе бетона техногенных отходов. 2 табл.

 

Изобретение относится к строительству и, в частности, к составам самоуплотняющихся бетонных смесей и может быть использовано для монолитного бетонирования.

Известна бетонная смесь, включающая портландцемент, заполнитель, микрокремнезем и воду, причем она содержит высокоактивный метакаолин, в качестве суперпластификатора взят «Линамикс ПК» при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент - 19-20; песок природный средний - 67-68; микрокремнезем - 0,8-1,81; высокоактивный метакаолин - 0,5-1,08; суперпластификатор «Линамикс ПК» - 0,1-0,2; вода - остальное (см. патент РФ № 2627344, 2017г.).

Недостатком такого бетона является сложность применения для обделки подземных сооружений из-за недостаточных реологических характеристик.

Известен высокопрочный мелкозернистый бетон на основе композиционного вяжущего с применением техногенного сырья (патент РФ № 2627811, 2017г.), содержащий портландцемент, активную добавку, наполнитель, заполнитель, пластифицирующую добавку и воду, в качестве активной добавки используется глиноземистый цемент и микрокремнезем, в качестве наполнителя - техногенное сырье кварцитопесчаник, в качестве заполнителя - кварцевый песок и отсев дробления кварцитопесчаника, в качестве пластифицирующей добавки - гиперпластификатор Melflux 2651 F и воду при следующем соотношении компонентов, %: портландцемент - 21,0-21,7, глиноземистый цемент - 2,0-2,1, микрокремнезем - 2,0, техногенное сырье кварцитопесчаник - 1,6-1,9, кварцевый песок - 20,5-21,0, отсев дробления кварцитопесчаника - 46,5-47,0, гиперпластификатор Melflux 2651 F-0,2, вода - остальное.

К недостаткам данного бетона относится высокая стоимость и трудоемкость приготовления.

Известен высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, тонкомолотый 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 тонкомолотого наполнителя - тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м2/кг, а в качестве добавки - различные химические модификаторы (см. патент РФ № 2616964, 2017г.).

Недостатком данного бетона является необходимость уплотнения в опалубке.

Известен также самоуплотняющийся бетон, содержащий цемент, инертный наполнитель разного гранулометрического состава, суперпластификатор и добавки (см. патент РФ № 2359936, 2009г.).

Недостатками данного бетона является относительно низкая эксплуатационная надежность, что не позволяет его применять для подземных камер большого объема и многоэтажного подземного строительства.

Предлагаемое техническое решение решает задачу повышения эксплуатационной надёжности бетонных конструкций при монолитном бетонировании. Достоинством монолитной обделки из самоуплотняющегося бетона является возможность ее применения в широком диапазоне инженерно-геологических условий – в любых грунтах, способных оказать отпор бетонной смеси в процессе ее обжатия.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности бетонных конструкций, при одновременном снижении трудозатрат на вибрацию бетона в опалубке за счет применения самоуплотняющегося бетона, а также снижение стоимости конечной продукции с одновременным улучшением экологической обстановки, за счет использования в составе бетона техногенных отходов.

Для решения поставленной задачи, самоуплотняющийся бетон, содержащий цемент, инертный наполнитель разного гранулометрического состава, суперпластификатор, добавки и воду, отличается тем, что инертный наполнитель включает смесь песка и щебня в соотношении 5:4, в качестве суперпластификатора использован суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, а в качестве добавки использована зола рисовой шелухи, термически обработанная с последующим шоковым охлаждением, при следующем содержании ингредиентов, в мас. %:

портландцемент – 15 - 18,3;

смесь песка и щебня – 71 - 72;

суперпластификатор – 0,7 – 1;

зола рисовой шелухи – 2 - 4;

вода – остальное.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «…инертный наполнитель включает смесь песка и щебня в соотношении 5:4…» позволяет оптимизировать каркасную матрицу твердеющего бетона.

Признак, указывающий применение в составе бетонной смеси «суперпластификатора на основе поликарбоксилатного эфира» позволяет улучшить реологические характеристики бетонной смеси.

Признак, указывающий, что «в качестве добавки использована зола рисовой шелухи» позволяет достичь снижения расхода портландцемента путем замены его активированным наполнителем техногенного происхождения, источником аморфного кремнезема с содержанием SiO2 от 80 до 90%.

Признак, указывающий, что зола рисовой шелухи, «термически обработанная с последующим шоковым охлаждением» позволяет за счет нагрева до 800°C в течение 60 минут добиться дегидроксилирования золы, а следующее после нагрева шоковое охлаждение приводит к образованию трещин в частицах золы за счет внутреннего напряжения. Комбинация нагрева с последующим резким охлаждением способствует более высокой начальной реакционной способности золы, уменьшая время схватывания бетонной смеси и повышая механическую прочность самоуплотняющегося бетона.

Признаки, указывающие на соотношение масс ингредиентов, направлены на оптимизацию состава самоуплотняющегося бетона, направленную на достижение технического результата.

Таблица 1

Компоненты самоуплотняющегося бетона

Процесс приготовления самоуплотняющегося бетона включает пять этапов:

1. Золу рисовой шелухи нагревают до 800°C в течение 60 минут, затем немедленно охлаждают в воде. После этого порошок сушат при 300°С в течение 30 минут.

2. Смешивают песок, щебень и 10% общего количества воды.

3. Затем к данной смеси добавляют цемент, золу рисовой шелухи и еще 50% общего количества воды.

4. Оставшуюся часть воды добавляют к смеси с суперпластификатором, что позволяет получить гомогенную смесь.

5. Бетонную смесь доставляют в опалубку с помощью виброхобота, состоящего из металлических труб диаметром 350 мм с раструбным соединением, что способствует сохранению качеств самоуплотняющейся бетонной смеси и снижению трудозатрат.

Пятистадийное приготовление и подача в опалубку самоуплотняющейся бетонной смеси способствует регулированию структурообразования и гомогенизации многокомпонентной системы, а также позволяет снизить энерго- и ресурсоемкость производства.

Устройство монолитной обделки самоуплотняющимся бетоном осуществляют по мере перемещения проходческого щита в горизонтальном направлении. После обнажения породных стенок возводят опалубку, в которую подают бетон с помощью виброхобота. После достижения бетоном распалубочной прочности, опалубку устанавливают на следующей заходке.

Физико-механические характеристики монолитной обделки подземного сооружения при различных составах самоуплотняющегося бетона сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Физико-механические характеристики монолитной обделки подземного сооружения

Таким образом, предлагаемый состав имеет следующие преимущества по сравнению с известными:

- повышены прочностные характеристики на 9-15%;

- экономический эффект достигается за счет снижения расхода портландцемента путем замены его активированным наполнителем техногенного происхождения и предварительной подготовки данного наполнителя;

- применение самоуплотняющегося бетона, подаваемого по виброхоботу непосредственно в опалубку, позволяет снизить трудозатраты на возведение обделки.

Самоуплотняющийся бетон из смеси, содержащей портландцемент, заполнитель в виде смеси песка и щебня, суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, золу от сжигания рисовой шелухи и воду, отличающийся тем, что в смеси песок и щебень находятся в соотношении 5:4, используемая зола от сжигания рисовой шелухи подвергнyта нагреву до 800°С в течение 60 минут с последующим резким охлаждением в воде и сушкой при 300°С в течение 30 минут, при следующем соотношении указанных компонентов, мас. %:

портландцемент - 15-18,3;

заполнитель - 71-72;

суперпластификатор - 0,7-1;

указанная зола - 2-4;

вода - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве пенобетонов. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона включает, мас.%: портландцемент 16,1-33,8, вулканический пепел с максимальной крупностью зерен 1,25 мм 32,2-33,8, пенообразователь ПБ-2000 0,25, базальтовое волокно марки РНБ-9-1200-4с длиной 13 мм, а соотношение длины волокон к диаметру (l/d)=1444, 0,9, негашеную известь 0-16,1, строительный гипс 0-0,9, воду – остальное.

Изобретение относится к области промышленных строительных материалов, и может найти применение при ведении ремонтных работ в зоне переменного уровня воды плотин, каналов, мостов и других гидротехнических сооружений, и касается состава цементно-полимерной бетонной смеси для ремонта гидротехнических сооружений.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты различных поверхностей. Технический результат - повышение адгезионной прочности и морозостойкости защитного покрытия.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты различных поверхностей. Технический результат - понижение истираемости (на 38%) и уменьшение усадки защитного покрытия (на 43%).

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты различных поверхностей. Технический результат - повышение прочности на сжатие и повышение химической стойкости.

Настоящее изобретение относится к гидравлическому вяжущему, содержащему в частях массовых: (a) 40-70 частей портландцементного клинкера; (b) 30-60 частей зольной пыли; (c) необязательно до 30 частей неорганического материала, иного, чем клинкер или чем зольная пыль; (d) 2,5-15 частей сульфата натрия, выраженных в частях эквивалентов Na2O, по отношению к 100 частям зольной пыли; и (e) 2-14 частей сульфата кальция, выраженных в частях SO3, по отношению к 100 частям клинкера; зольная пыль, имеющая значение Dv97, равное или меньшее чем 40 мкм, и сумму значений (a), (b) и (c), равную 100.

Изобретение относится к вяжущему составу, который включает по меньшей мере один вяжущий материал и по меньшей мере одну уменьшающую трещины добавку, содержащую: (I) от 0 до приблизительно 5 массовых процентов по меньшей мере одного спирта из расчета общей массы добавки, за исключением воды; и (II) соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III): ,где v представляет собой целое число от 0 до 50 и w представляет собой целое число от 0 до 50 при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для огнезащиты строительных конструкций. Технический результат - эффективное повышение огнестойкости строительных конструкций за счет расширения сырьевой базы, повышение прочности с одновременным снижением стоимости покрытия.
Группа изобретений относится к кровельной черепице из бетонного материала, а также к способу изготовления такой кровельной черепицы. Способ включает замешивание бетонного материала, включающего связующий материал, зернистый заполнитель, легковесный заполнитель и воду для замеса.

Изобретение относится к дорожному и аэродромному строительству и может быть использовано для стабилизации и укрепления грунтов при реконструкциях, ремонтах, для устройства дополнительных слоев оснований, оснований и покрытий со слоем износа всех типов дорожных одежд для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца до -30°C.

Изобретение относится к области промышленных строительных материалов, и может найти применение при ведении ремонтных работ в зоне переменного уровня воды плотин, каналов, мостов и других гидротехнических сооружений, и касается состава цементно-полимерной бетонной смеси для ремонта гидротехнических сооружений.

Изобретение относится к катионному сополимеру, способу его получения, а также к применению этого сополимера в качестве диспергатора для систем геополимерного связующего вещества.

Изобретение относится к катионному сополимеру, способу его получения, а также к применению этого сополимера в качестве диспергатора для систем геополимерного связующего вещества.

Изобретение относится к строительству и электроэнергетике и, в частности, к области создания композиционных материалов на основе природного и техногенного сырья с получением электропроводящего бетона, обладающего электропроводностью и удельным сопротивлением, достаточным для того, чтобы использовать материал в качестве электропроводящего конструкционного и нагревательного конструкционного материала, а также изготовления элементов заземляющих устройств и антистатических полов.

Изобретение относится к области дорожного и аэродромного строительства и может быть использовано для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из самоуплотняющегося бетона.

Изобретение относится к способу получения композиции, ускоряющей отверждение, к применению композиции, ускоряющей отверждение, в строительных материалах, к смеси строительных материалов, содержащих композицию, ускоряющую отверждение.

Изобретение относится к способу получения композиции, ускоряющей отверждение, к применению композиции, ускоряющей отверждение, в строительных материалах, к смеси строительных материалов, содержащих композицию, ускоряющую отверждение.

Изобретение относится к составу бетонной смеси для получения торкрет-бетона с высокими показателями прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и адгезии к поверхности получаемого бетона.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к мелкозернистому бетону и способу приготовления бетонной смеси для его получения, и может быть использовано для изготовления бетонных изделий и конструкций как монолитных, так и сборных, используемых в промышленности строительных материалов и строительстве, где по технологии требуется повышенная текучесть смеси на стадии применения и высокая прочность мелкозернистого бетона.

Изобретение относится к способу приготовления армированного волокном цементирующего композитного материала, который находит широкое применение в различных строительных и связанных с ними вариантах применения.

Изобретение относится к строительству, и в частности к составам самоуплотняющихся бетонных смесей, и может быть использовано для монолитного бетонирования. Самоуплотняющийся бетон содержит цемент, инертный наполнитель разного гранулометрического состава, суперпластификатор, добавки и воду. Инертный наполнитель включает смесь песка и щебня в соотношении 5:4, в качестве суперпластификатора использован суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, а в качестве добавки использована зола рисовой шелухи, термически обработанная с последующим шоковым охлаждением, при следующем содержании ингредиентов, мас. : портландцемент – 15 - 18,3; смесь песка и щебня – 71 - 72; суперпластификатор – 0,7 – 1; зола рисовой шелухи – 2 - 4; вода – остальное. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности бетонных конструкций, при одновременном снижении трудозатрат на вибрацию бетона в опалубке за счет применения самоуплотняющегося бетона, а также снижение стоимости конечной продукции с одновременным улучшением экологической обстановки за счет использования в составе бетона техногенных отходов. 2 табл.

Наверх