RU2616964C1

RU2616964C1 - Высокопрочный бетон

Info

Publication number: RU2616964C1
Application number: RU2016108531A
Authority: RU
Inventors: Лариса Борисовна Сватовская; Валентина Яковлевна Соловьева; Владимир Викторович Макаров; Николай Васильевич Ершиков; Анастасия Валерьевна Климова; Дмитрий Вадимович Соловьев
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-04-18

Abstract

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, 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 содержит водный раствор с плотностью ρ=1,030 г/см³ и водородным показателем pH=5,5, состоящий из 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 водородным показателем pH=7,0; глюконата натрия; 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 pH=7,0 - 12,0-15,0; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=7,0 - 11,6-12,0; глюконат натрия - 2,9-3,0; хлорид кальция - 1,4-1,5; вода - 69,1-71,5, при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %: портландцемент - 15,0-18,0; указанный песок - 30,25-31,25; указанный щебень - 41,21-42,71; указанный известняк - 2,15-2,25; указанная добавка - 0,15-0,17; вода - 8,24-8,62. Техническим результатом является понижение истираемости высокопрочного бетона. 1 табл., 1 пр.

Description

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, C04B 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 pH=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Недостатком данного технического решения является повышенная истираемость высокопрочного бетона.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256630, C04B 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 pH=5-6, добавку - калий железисто-синеродистый K₄[Fe(CN)₆] и воду.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является сырьевая смесь для высокопрочного бетона (RU №2555993, C04B 28/04, C04B 24/24, C04B 22/08, C04B 103/40, 10.07.2015 г., Бюл. №19), содержащая 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 pH=5-6, добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,1 г/см³ и водородным показателем pH=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 pH=7±0,5 и поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=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 pH=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 pH=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

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона, обладающего пониженной истираемостью.

Поставленная задача решается за счет того, что высокопрочный бетон из смеси, содержащей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора с водородным показателем pH=7,5, состоящую из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем pH=7,0; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=7,0; глюконата натрия и воды, содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, плотность водного раствора добавки составляет ρ=1,03 г/см³, водородный показатель pH=5,5 она дополнительно содержит 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	12,0-15,0
Поликарбоксилатный полимер
на основе эфира аллила и
ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и
водородным показателем pH=7,0	11,6-12,0
Глюконат натрия	2,9-3,0
Хлорид кальция	1,4-1,5
Вода	69,1-71,5

Портландцемент	15,0-18,0
Указанный песок	30,25-31,25
Указанный щебень	41,21-42,71
Указанный известняк	2,15-2,25
Указанная добавка	0,15-0,17
Вода	8,24-8,62

Использование тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м²/кг повышает связность бетонной смеси, добавка, состоящая из смеси поликарбоксилатных полимеров, модифицированных хлоридом кальция, обладает повышенным активирующим эффектом, что приводит к высокой гидратационной активности компонентов бетонной смеси и, как следствие, - образованию повышенного количества контактов между компонентами бетонной смеси. Использование указанной добавки в сочетании с указанным известняком повышает плотность и однородность бетонной смеси. По данным физико-химических исследований установлено, что в продуктах гидратации присутствует повышенное количество тоберморитоподобного гидросиликата типа CSH(I), а также присутствует гидросиликат гиллебрандит и афвиллит, которые характеризуются повышенной твердостью, которые способствуют повышению и твердости высокопрочного бетона, в составе которого присутствуют образованные комплексные гидратные соединения, следствием чего является повышение истираемости 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 тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м²/кг и добавки, представленной водным раствором с плотностью ρ=1,030 г/см³ и водородным показателем pH=5,5, состоящим из 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 водородным показателем pH=7,0; глюконата натрия; хлорида кальция и воды, а именно повышает однородность, плотность и прочность структуры бетона, следствием чего является понижение истираемости 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 добавки:

1.1 Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и водородным показателем pH=7,0;

1.2 Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем pH=7,0;

1.3 Дозируют глюконат натрия;

1.4 Дозируют хлорид кальция;

1.5 Дозируют воду;

1.6 Отдозированные по пп. 1.1; 1.2; 1.3; 1.4 и 1.5 компоненты тщательно перемешивают в вертикальной емкости с лопастной мешалкой до получения однородного водного раствора с плотностью ρ=1,030 г/см³ и водородным показателем pH=5,5;

1.7 Добавку, приготовленную по п. 1.6, транспортируют в накопительную емкость;

II. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, песок с модулем крупности М_кр=2,2; щебень гранитный фракции 5-20 мм, тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг;

2.1 Отдозированные компоненты по п. 2 транспортируют в бетоносмеситель любой современной конструкции, используемый на заводе;

2.2 Дозируют воду;

2.3 Дозируют добавку, приготовленную по п. 2.6;

2.4 Отдозированную добавку по п. 2.3 транспортируют в отдозированную по 2.2. воду;

2.5 Смесь, приготовленную по 2.4, транспортируют в бетоносмеситель по п. 2.1;

2.6 Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3 минут;

2.7 Готовую бетонную смесь для высокопрочного бетона транспортируют к месту приготовления изделий;

2.8 Непосредственно из бетоносмесителя отбирают бетонную смесь, приготовленную по п. 2.7, из которой изготавливают образцы-кубы с ребром 70,7 мм, дальнейшее хранение которых производят в нормальных условиях. и по достижении возраста, равного 28 суткам, образцы подвергают испытанию на истираемость по ГОСТ 13087-81. Полученные результаты представлены в таблице.

Проведенные исследования показали, что истираемость высокопрочного бетона понижается на 40% по сравнению с прототипом.

Claims

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: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью р=0,95 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0; глюконата натрия и воды, отличающийся тем, что содержит кварцевый песок с модулем крупности 2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, плотность водного раствора добавки составляет ρ=1,03 г/см³, водородный показатель рН=5,5 и она дополнительно содержит 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 12,0-15,0 Поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и водородным показателем рН=7,0 11,6-12,0 Глюконат натрия 2,9-3,0 Хлорид кальция 1,4-1,5 Вода 69,1-71,5

При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:
Портландцемент 15,0-18,0 Указанный песок 30,25-31,25 Указанный щебень 41,21-42,71 Указанный известняк 2,15-2,25 Указанная добавка 0,15-0,17 Вода 8,24-8,62