RU2548303C1

RU2548303C1 - Высокопрочный легкий фибробетон

Info

Publication number: RU2548303C1
Application number: RU2014114357/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Иноземцев; Евгений Валерьевич Королев
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2015-04-20

Abstract

Изобретение относится к составу высокопрочного фибробетона и может найти применение в промышленности строительных материалов. Высокопрочный легкий фибробетон, полученный из смеси, содержащей цемент, микрокремнезем со средним размером частиц 0,01-1 мкм, каменную муку, продукт измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700-800 м²/кг, кварцевый песок фракции 0,16-0,63 мм, гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе, базальтовое и/или полипропиленовое волокно и воду, дополнительно содержит наполнитель микросферы при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 34,5-52,7, микрокремнезем - 7,0-13,65, указанная каменная мука - 1,5-11,9, указанный кварцевый песок - 5,1-31,3, микросферы - 4,3-19,2, указанный гиперпластификатор - 0,3-0,48, указанное волокно - 0,3-1,5, вода - остальное. Технический результат - повышение прочности при изгибе и сжатии, улучшение деформативных свойств. 2 табл.

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при возведении сооружений специального назначения.

Наиболее близким по технической сущности является состав высокоэффективных реакционно-порошковых высокопрочных и сверхпрочных бетонов и фибробетонов (Патент RU 2012113330 А, опубликовано 10.10.2013), включающих портландцемент (серый или белый) марки не ниже ПЦ 500 Д0 - 30,9…34%; суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира - 0,2…0,5%; микрокремнезем - 3,2…6,8%; молотый кварцевый песок (микрокварц) или каменная мука - 12,3…17,2%; тонкозернистый кварцевый песок - 41,5…53,4%; фибра стальная металлокорд 1,5…5,0% по объему бетона; фибра базальтовая и углеродные волокна 0,2…3,0% по объему бетона; вода - В/Т=0,12…0,95.

Недостатком такого бетона является высокая средняя плотность, в многоэтажном строительстве повышает требования по прочности и трещиностойкости к конструкциям первых этажей. Кроме того, ограничивается изделиями небольшого объема по причине сложности производства и монтажа массивных и многотоннажных конструкций из такого бетона.

Цель изобретения - получение легкого бетона высокой прочности с повышенными показателями деформативных свойств.

Высокопрочный легкий фибробетон, полученный из смеси, содержащей цемент, микрокремнезем со средним размером частиц 0,01…1 мкм, каменную муку, продукт измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700…800 м²/кг, гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе, базальтовое и/или полипропиленовое волокно и воду, и отличающийся тем, что дополнительно содержит наполнитель - микросферы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент	34,5…52,7
Микрокремнезем	7,0…13,65
Указанная каменная мука	1,5…11,9
Указанный кварцевый песок	5,1…31,3
Микросферы	4,3…19,2
Указанный гиперпластификатор	0,3…0,48
Указанное волокно	0,3…1,5
Вода	остальное

Для приготовления фибробетона использовали портландцемент, например, марки М-500 Д0 по ГОСТ 31108-2003. Минеральная часть, в состав которой входит кварцевый песок фракционированный (фр. 0,16…0,63 мм), соответствующий ГОСТ 8739-93, каменная мука - продукт измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700…800 м²/кг и микрокремнезем, обеспечивает заполнение межзерновых пустот наполнителя, образуя плотную структуру.

В качестве наполнителя используются стеклянные или алюмосиликатные полные микросферы, индивидуальные свойства которых обеспечивают снижение средней плотности при обеспечении высокой прочности высокопрочного легкого фибробетона.

Для снижения величины продольных и поперечных деформаций при осевом нагружении используется дисперсно-армирующая добавка, представляющая собой базальтовые или полипропиленовые волокна. Введение базальтовой фибры способствует повышению стойкости к образованию и распространению трещин. Кроме того, наличие более крупной по отношению к наполнителю (микросферам) минеральной составляющей - кварцевого песка фр. 0,16-0,63, обладающей большей прочностью и модулем упругости, обуславливается дополнительным влиянием на повышение способности фибробетона сопротивляться трещинообразованию и повышение модуля упругости и коэффициенту Пуансона.

Применение поликарбоксилатного гиперпластификатора типа «Melflux 1641F», «Melflux 2651F», «Sika Viscocrete 5 new» или «Одолит-Т» позволяет увеличить подвижность и снизить водопотребность бетонной смеси.

Высокопрочный легкий фибробетон готовят следующим образом. Предварительно перемешивают портландцемент, каменную муку и микрокремнезем с микросферами для образования равномерного слоя на их поверхности. Компоненты загружают в смеситель, добавляют дисперсно-армирующую добавку, перемешивают и вводят растворенный в воде гиперпластификатор, перемешивая до получения однородной смеси, после чего добавляют фракционированный песок и перемешивают в соответствии с EN 196-1-ASTM С305. Из полученной смеси изготавливают образцы для испытаний: балочки размером 40×40×160 мм, кубы 70×70×70 мм и призмы 70×70×280 мм.

Испытания проводятся по следующим методикам:

- ГОСТ 12730.1-78. Бетоны. Методы для определения плотности;

- ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы для определения прочности по контрольным образцам;

- ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона.

Составы предлагаемого легкого фибробетона приведены в таблице 1, а его физико-механические и деформативные свойства - в таблице 2.

Таблица 2
Показатель	Состав							Прототип
Показатель	1	2	3	4	5	6	7	Прототип
Средняя плотность р_ср, т/м³	1,40	1,32	1,43	1,49	1,28	1,35	1,79	2,34
Предел прочности при изгибе R_изг, МПа	3,9	3,9	4,1	5,5	3,2	4,4	7,6	14,3
Предел прочности при сжатии R_сж, МПа	46,1	45,2	47,9	59,9	39,3	57,1	63,8	104,5
Удельная прочность R_уд, МПа	32,9	34,2	33,5	40,1	30,7	42,3	35,7	44,5
Модуль упругости Е, ГПа	6,48	5,77	6,99	8,08	5,51	5,85	-	4,6
Коэффициент Пуассона µ	0,134	0,128	0,135	0,109	0,140	0,13		0,26
Коэффициент трещиностойокости k_тр	0,086	0,087	0,086	0,092	0,083	0,086	0,120	0,137

Примечания. Удельная прочность, рассчитывается по формуле R_уд=R_сж/Р_отн, где R_сж - предел прочности при сжатии, МПа, P_отн - относительная плотность; коэффициент трещиностойкости - отношение предела прочности при изгибе к пределу прочности при сжатии.

Как видно из таблицы 2, предлагаемый высокопрочный легкий фибробетон обладает высокими показателями прочностных и деформативных свойств, соотносимыми со значениями для тяжелого бетонов, но при этом обладает меньшей на 23,5…45,3% средней плотностью.

Claims

Высокопрочный легкий фибробетон, полученный из смеси, содержащей цемент, микрокремнезем со средним размером частиц 0,01…1 мкм, каменную муку, продукт измельчения кварцевого песка с удельной поверхностью 700…800 м²/кг, кварцевый песок фракции 0,16…0,63 мм, гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе, базальтовое и/или полипропиленовое волокно и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит наполнитель микросферы при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент 34,5…52,7 Микрокремнезем 7,0…13,65 Указанная каменная мука 1,5…11,9 Указанный кварцевый песок 5,1…31,3 Микросферы 4,3…19,2 Указанный гиперпластификатор 0,3...0,48 Указанное волокно 0,3…1,5 Вода остальное