Способ приготовления бетона
Владельцы патента RU 2462437:
Карпова Анна Игоревна (RU)
Стефанюк Богдан Михайлович (RU)
Барыльников Виктор Владимирович (RU)
Сенкус Витаутас Валентинович (RU)
Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU)
Пискаленко Владимир Витальевич (RU)
Сенкус Валентин Витаутасович (RU)
Филин Александр Николаевич (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству бетонов и железобетонов. Способ приготовления бетона включает смешивание вяжущего, заполнителя и добавок, затворения, укладку смеси в формы, уплотнение. Для затворения применяют жидкость, насыщенную углекислым газом, при этом смесь укладывают в форму и уплотняют ультразвуком с частотой 15-25 кГц, а через 3,5-4,5 ч обрабатывают ее вновь газированной жидкостью. Технический результат - повышение гидравлической активности вяжущего. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству бетонов и железобетонов.
Известен способ приготовления бетона путем смешения вяжущего (цемента) и заполнителей, затворения смеси структурированной жидкости, укладку в формы, уплотнение и твердение [1].
Недостаток этого способа заключается в низком качестве бетона, низкой прочности на сжатие и изгиб и низкой морозостойкости.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ приготовления бетона, включающий затворение структурированной жидкостью [2]. Способ включает приготовление бетонной смеси, затворение структурированной водой, укладку в формы, уплотнение и твердение.
Недостаток способа приготовления бетона заключается в низкой прочности и морозостойкости бетона.
Задачей изобретения является повышение прочности и морозостойкости бетонов.
Технический результат заключается в повышении гидравлической активности (вяжущего) шлакопортландцемента.
Решение поставленной задачи достигается тем, что для затворения смеси бетона применяют жидкость, насыщенную углекислым газом, при этом смесь укладывают в форму, уплотняют ультразвуком с частотой 15-25 кГц, а через 3,5-4,5 ч обрабатывают ее вновь газированной жидкостью.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве вяжущего для бетонов и растворов применяют портландцемент, шлакопортландцемент и другие разновидности цементов. Основными вяжущими веществами в цементе являются алит 3CaOSiO2 и белит 2CaO·SiO2 [3]. При затворении цемента алит реагирует с водой по реакции с образованием гидроксида кальция.
3CaO·SiO2+H2O→2CaO·SiO2·xH2O+Са(ОН)2
Гидроксид кальция Са(ОН)2 - это вещество не реагирует с другими компонентами бетона. При гидратации осуществляется процесс твердения бетона. Са(ОН)2 остается в бетоне, как балластный материал в виде мягких пластинок, т.е. гидроксид не участвует в твердении бетона, а вокруг него в результате гидратации и твердения образуется прочный монолит бетона, в котором содержится рыхлый материал Са(ОН)2. В результате снижается прочность бетона.
Извлечь из твердеющего бетона гидроксид кальция Са(ОН)2 не представляется возможным, поэтому для гидратации в состав строительной смеси для бетона добавляется углекислый газ растворенный в воде, получив жидкость, насыщенную углекислым газом и обрабатывают ультразвуком с частотой 15-25 кГц.
При этом будет осуществлено взаимодействие гидроксида кальция с углекислым газом по реакции Са(ОН)2+CO2·CaCO3.
При гидратации цемента карбонат кальция реагирует с белитом с образованием вяжущего соединения
2CaO·SiO2+CaCO3→2СаО·SiO2·CaCO3·xH2O.
Вещество 2CaO·SiO2·CaCO3·xH2O является отличным вяжущим материалом [3] и значительно повышает прочность бетонов и ликвидируется отрицательное воздействие Са(ОН)2 на бетон и используется для образования вяжущего вещества 2СаО·SiO2·CaCO3·xH2O, которое образуется при гидратации шлакопортландцемента.
В предлагаемом изобретении рекомендуется ввести углекислый газ CO2, сделав воду газированной по известным технологиям, и применять ее для затворения бетона совместно с обработкой ультразвуком с частотой 15-20 Гц.
В результате газированная жидкость реагирует с Са(ОН)2 с образованием CaCO3.
Далее СаCO3 реагирует с 2CaO·SiO2 с образованием нового вещества 2СаО·SiO2·СаCO3·xH2O, которое обладает вяжущими свойствами. Одновременно исключается вредное влияние Са(ОН)2 на качество бетона и образуется новое вещество 2СаО·SiO2·CaCO3·xH2O, которое повышает качество бетона, т.к, является высококачественным вяжущим веществом.
Известно, что газированная жидкость (вода) сохраняет свои свойства в течение 3,5-4,5 часов, далее кристаллическая решетка газированной жидкости превращается в обычную жидкость.
Газированная жидкость значительно повышает прочность бетона [4]. Для повышения прочности бетона предлагается повторно обработать поверхность бетона в форме через 3,5-4,5 ч газированной жидкостью (водой), при этом жидкость, содержащаяся в бетоне, становится вновь газированной, но с меньшим содержанием углекислого газа.
Пример. Для апробации предлагаемого изобретения подготовили строительные смеси трех составов по изобретению [1], составы смеси приведены в таблице 1. Для исследований применили шлакопортландцемент, речной песок, гравий, комплексную добавку «Реламикс. Тип 2». В качестве жидкости применяли свежий березовый сок, в который нагнетали под давлением 30 атмосфер углекислый газ из газового баллона.
Методика эксперимента: из указанных компонентов приготовили смеси, в них залили свежий березовый сок, насыщенный углекислым газом. В каждом опыте применяли 0,3 л воды до образования жидкоподвижного бетона, укладывали бетон в формы. Изготовленные балки размером 4×4×16 см и кубики размером 7×7×7 см подвергали уплотнению на лабораторной виброплощадке в течение 3 минут, через 3,5 ч после затворения повторно обработали поверхность балочек и кубиков в формах структурированной жидкостью.
Твердение образцов выполняли в термостате в течение 18 суток при 25°С. Опытные образцы испытывали на сжатие, изгиб и морозостойкость.
Результаты исследований приведены в таблице 1, из которой следует, что применение для затворения воды, насыщенной углекислым газом, позволяет повысить качество бетонов.
Источники информации
1. Патент РФ №2381195. Строительная смесь и способ ее обработки. МПК С04В 28/04, С04В 40/00 (2006.01). Патентообл. ГОУ ВПО «СибГИУ». Автор: Коробейников А.П. Опубл. 10.02.2010.
2. Патент РФ №2391308. Сырьевая смесь и способ приготовления бетона. МПК С04В 28/08, С04В 40/00 (2006.01). Патентообл. ГОУ ВПО «СибГИУ». Авторы: Коробейников А.П., Филин А.Н., Козлова Д.В., Рубанникова П.С. Опубл. 10.06.2010.
3. Ларионова З.М., Никитина Л.П., Гарашин В.Н. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. - М.: Стройиздат, 1997. - 262 с.
4. Родионов В.Н., Стехин А.А., Яковлев Г.В., Родионова С.В. О релаксации свойств активированной воды и применении ее в строительстве: Строительные материалы, оборудование, технологии. №6, 2007.
| Таблица 1 | |||||||
| Состав смеси и результаты испытаний | |||||||
| Составы | № состава | Содержание компонентов, масс.% | Морозостойкость | Марка бетона М | |||
| Шлакопортландцемент МЗОО | Песок горный | Шлак доменный дробленый | Добавки «Реламикс. Тип 2» | ||||
| Предложенный | 1 | 18 | 32 | 49,7 | 0,3 | 520 | М470 |
| 2 | 21 | 20 | 58,7 | 0,3 | 490 | М430 | |
| 3 | 24 | 27 | 48,7 | 0,3 | 500 | М450 | |
| По прототипу | 4 | 24 | 27 | 48,7 | 0,3 | 440 | М420 |
Способ приготовления бетона, включающий смешивание вяжущего, заполнителя и добавок, затворения, укладку смеси в формы, уплотнение, отличающийся тем, что для затворения применяют жидкость, насыщенную углекислым газом, при этом смесь укладывают в форму и уплотняют ультразвуком с частотой 15-25 кГц, а через 3,5-4,5 ч обрабатывают ее вновь газированной жидкостью.
