Высокопрочный бетон

Авторы патента:

Соловьев Дмитрий Вадимович (RU)

Степанова Ирина Витальевна (RU)

Смирнова Татьяна Владимировна (RU)

Сватовская Лариса Борисовна (RU)

Сурков Владимир Николаевич (RU)

Соловьева Валентина Яковлевна (RU)

C04B28/04 - портландцементы

C04B24/24 - высокомолекулярные соединения (C04B 24/14 имеет преимущество; высокомолекулярные соединения, содержащие сульфонатные или сульфатные группы C04B 24/16)

C04B22/08 - кислоты или их соли

C04B103/40 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2555993:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения. Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности, Мкр.=2,6, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента - золь H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³ и значением рН=4±0,5, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=7,5±0,5, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5, поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконата натрия C₆H₁₁NaO₇ и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=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 рН=7±0,5 - 10,2-10,4; глюконат натрия C₆H₁₁NaO₇ - 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. Технический результат - повышение подвижности и живучести бетонной смеси. 2 табл.

Известна сырьевая смесь, для изготовления высокопрочного бетона (Ю.М. Баженов. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), Москва, 2002 г. С. 377), содержащая портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная подвижность и живучесть бетонной смеси.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU, №2256629, C04B 28/04, C04B 111:20, 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, pH=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная подвижность и живучесть бетонной смеси.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU, №2256630, C04B 28/04, C04B 111:20, 20.07.2005 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, pH=5-6, добавку - калий железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆ и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент	43,58-47,08
Песок	14,43-15,69
Щебень	25,70-27,84
Кремнеземсодержащий компонент,
представленный золем H₂SiO₃ с
плотностью ρ=1,014 г/см³, pH=5-6	0,25-0,27
Добавка калий
железистосинеродистый K₄Fe(CN)₆	0,44-0,47
Вода	12,10-12,15

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной подвижностью и живучестью бетонной смеси.

Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон содержит портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду. Новым по сравнению с высокопрочным бетоном, выбранным за прототип, является то, что содержит в качестве песка - песок кварцевый с модулем крупности, Мкр.=2,6, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, характеризуется значением рН=4±0,5, и добавка представлена водным раствором с плотностью ρ=1,12 г/см³ и pH=7,5±0,5, состоящая из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5, и поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5; глюконатом натрия, C₆H₁₁NaO₇ и водой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поликарбоксилатный полимер
на основе метакриловой кислоты
с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=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 рН=7±0,5	10,2-10,4
Глюконат натрия, С₆Н₁₁NaO₇	2,6-2,8
Вода	77,2-77,5

При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас.%

Портландцемент	21,1-23,2
Указанный щебень	41,99-42,82
Указанный песок	28,3-29,0
Указанный кремнеземсодержащий компонент	0,12-0,13
Указанная добавка	0,15-0,2
Вода	6,24-6,75

Совместное присутствие поликарбоксилатов разной природы в сочетании с золем кремниевой кислоты способствует увеличению подвижности бетонной смеси в 3 раза по отношению к контрольному составу. Добавление глюконата натрия повышает живучесть бетонной смеси, т.е. сохранение подвижности бетонной смеси повышается в 3 раза, с 30 минут до 90 минут.

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 золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см³, характеризуемого значением рН=4±0,5, и добавки с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=7,5±0,5, представленной смесью поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5, и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконатом натрия C₆H₁₁NaO₇ и водой, а именно, увеличивает подвижность и живучесть бетонной смеси.

По мнению авторов и заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском строительстве и при монолитном возведении сооружений специального назначения.

Пример конкретного выполнения.

1. Приготовление золя кремниевой кислоты:

1.1. Дозируют натриевое жидкое стекло.

1.2. Дозируют воду.

1.3. Смешивают отдозированные компоненты по п. 1. и п. 2. до получения раствора с ρ=1,016 г/см^3.

1.4. Раствор, приготовленный по п. 1.3, пропускают через катионитовую колонку, содержащую катионит КУ-2-8.

1.5. На выходе из колонки получают раствор золя H₂SiO₃, который имеет плотность ρ=1,014 г/см³, при этом готовым продуктом является золь со значением рН=4±0,5.

2. Приготовление добавки:

2.1. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5;

2.2. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5;

2.3. Дозируют глюконат натрия C₆H₁₁NaO_7.

2.4. Дозируют воду.

2.5. Отдозированные по п. 2.1, 2.2., 2.3 и 2.4 компоненты тщательно перемешивают до получения раствора с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=7,5±0,5.

3. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, песок кварцевый с модулем крупности, Мкр=2,6, и щебень гранитный фракции 5-10 мм.

3.1. Отдозированные компоненты по п. 3 транспортируют в бетоносмеситель любой современной конструкции, используемый на заводе.

3.2. Дозируют воду.

3.3. Дозируют кремнеземсодержащий компонент, приготовленный по п. 1.5.

3.4. Дозируют добавку, приготовленную по п. 2.5.

3.5. Компоненты, отдозированные по п. 3.3. и п. 3.4, транспортируют в отдозированную воду.

3.6. Смесь, приготовленную по п. 3.5, транспортируют в бетоносмеситель.

3.7. Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3 минут.

3.8. Готовую бетонную смесь для высокопрочного бетона транспортируют к месту изготовления изделий.

3.9. Непосредственно из бетоносмесителя отбирают бетонную смесь, приготовленную по п. 3.8, для контроля физико-механических характеристик. Определение физико-механических характеристик осуществляют следующим образом: подвижность бетонной смеси и живучесть бетонной смеси по ГОСТ.

Результаты по подвижности и живучести бетонной смеси представлены в таблице 1, 2.

Проведенные исследования показали, что подвижность бетонной смеси повышается в 3 раза по отношению к контрольному составу, и живучесть бетонной смеси, т.е. сохранение подвижности бетонной смеси, повышается в 3 раза с 30 минут до 90 минут.

Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности, Мкр.=2,6, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента содержит золь H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³ и значением рН=±0,5, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,12 г/см³ и рН=7,5±0,5, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=7±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см³ и рН=7±0,5, глюконата натрия С₆H₁₁NaO₇ и воды, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поликарбоксилатный полимер
на основе метакриловой кислоты
с плотностью ρ=0,95 г/см³ и рН=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 рН=7±0,5	10,2-10,4
Глюконат натрия, C₆H₁₁NaO₇	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

Похожие патенты:

Бетонная смесь // 2555966

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонной плитки для полов. Технический результат - повышение прочности.

Сырьевая смесь для изготовления облицовочной плитки // 2555962

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки.

Бетонная смесь для получения термостойкого огнезащитного покрытия // 2555730

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к бетонным смесям, обеспечивающим повышение предела огнестойкости железобетонных конструкций. Технический результат - разработка состава бетонной смеси для получения огнезащитного покрытия повышенной термостойки, имеющего улучшенные физико-механические характеристики и позволяющего повысить предел огнестойкости железобетонных конструкций.

Торфополимерная смесь // 2555689

Изобретение относится к составам сырьевых смесей на цементной основе, применяемых для производства теплоизоляционных строительных материалов, отличающихся повышенной пожаростойкостью.

Торфополимерная смесь для изготовления строительных изделий // 2555683

Торфополимерная смесь для изготовления теплоизоляционных изделий // 2555180

Облегченный тампонажный материал // 2555165

Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым для цементирования обсадных колонн нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, осложненных наличием пластов с низким давлением гидроразрыва.

Способ приготовления бетонной смеси // 2552263

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.

Бетонная смесь // 2552256

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.ч.: портландцемент 30,0-35,0; золошлаковый наполнитель 27,8-32,0; молотый до полного прохождения через сетку 014 спонголит 17,0-21,0; этилсиликонат натрия 1,0-1,5, при водоцементном отношении 0,45-0,5.

Способ приготовления бетонной смеси // 2551546

Комплексная добавка // 2552565

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонов и строительных растворов. Комплексная добавка содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: суперпластификатор на поликарбоксилатной основе Melflux 2651F - 15,00-29,00, пеногаситель Troykyd D128 - 0,12-0,33 и тиосульфат натрия - остальное.

Противоморозная комплексная добавка и способы получения сухой формы добавки (варианты) // 2543230

Группа изобретений относится к составу и способу получения комплексной добавки для бетонов и строительных растворов и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций (при бетонировании при низких температурах воздуха).

Смеси, содержащие олигомерные или полимерные соединения, их получение и применение // 2541564

Изобретение относится к области строительных материалов. Смесь, пригодная для использования в качестве добавки к строительным материалам, содержит: (A) по меньшей мере одно гидравлическое связующее средство или латентное гидравлическое связующее средство; (B) по меньшей мере один сополимер, получаемый путем превращения: (α1) по меньшей мере одного этиленненасыщенного сомономера по меньшей мере с одной функциональной группой, выбранной из СООН-групп, сульфокислотных групп, нитрильных групп, гидроксиалкильных групп и аминогрупп; с (β) по меньшей мере одним олигомерным или полимерным соединением, получаемым путем превращения: (a) по меньшей мере одной этиленненасыщенной дикарбоновой или поликарбоновой кислоты или ее ангидрида или сложного эфира; с (b) по меньшей мере одним по меньшей мере трифункциональным спиртом; и (c) по меньшей мере одним соединением общей формулы I: , в которой R1 выбран из алкила с 1-4 атомами углерода, А является одинаковым или разным и выбран из алкиленов с 2-6 атомами углерода, n означает число от 4 до 40.

Разжижающая смесь для композиции с основой из гидравлического вяжущего // 2536898

Настоящее изобретение относится к гидравлической композиции, включающей: по меньшей мере одно гидравлическое вяжущее, по меньшей мере одну первую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере одну фосфоновую амино-алкиленовую группу, по меньшей мере одну вторую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере один полимер с гребенчатой структурой, причем концентрация по массе сухого остатка второй добавки составляет от 25% до 100% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки.

Комплексная добавка для бетонных смесей и строительных растворов // 2532816

Изобретение относится к строительной технике и может применяться при изготовлении изделий из бетона для улучшения их основных физико-химических свойств. Технический результат - улучшение основных свойств бетона: повышение прочности и снижение влагопроницаемости.

Диспергирующее средство, содержащее смесь сополимеров // 2531083

Изобретение относится к композиции полимеров, используемой в составе диспергирующего средства, ее получению и применению. Предложена композиция полимеров для использования в качестве диспергирующего средства, содержащая 5-95 мас.% сополимера Н и 2-60 мас.% сополимера K, сополимеры Н и K каждый имеют полиэфирные макромономерные структурные элементы и кислотные мономерные структурные элементы, присутствующие в сополимерах Н и K в каждом случае в молярном соотношении от 1:20 до 1:1, и по меньшей мере 20 мол.% всех структурных элементов сополимера Н и по меньшей мере 25 мол.% всех структурных элементов сополимера K присутствуют в каждом случае в форме кислотных мономерных структурных элементов.

Водные дисперсии полимеров // 2530888

Изобретение относится к водной дисперсии полимера для применения в качестве добавки для композиций, содержащих гидравлическое вяжущее вещество или вяжущее вещество с латентными гидравлическими свойствами, многокомпонентной композиции для получения вяжущих растворов, строительных растворов или цемента, затвердевшей композиции для применения в конструкции гражданского строительства или строительной конструкции, к указанным строительным конструкциям, а также к применению вышеуказанной водной дисперсии полимера.

Диспергирующее вещество, содержащее сополимерную смесь // 2529189

Изобретение относится к композиции полимеров, используемой в составе диспергирующего средства, ее получению и применению. Предложена полимерная композиция для использования в качестве диспергирующего вещества, содержащая 3-95 весовых % сополимера Н и 3-95 весовых % сополимера К, при этом каждый из сополимеров Н и К содержит структурные звенья макромономера простого полиэфира и структурные звенья мономера кислоты, которые присутствуют в сополимерах Н и К, в каждом случае, в молярном соотношении 1:20-1:1, и по крайней мере 20 мольных % всех структурных звеньев сополимера Н и по крайней мере 25 мольных % всех структурных звеньев сополимера К, в каждом случае, присутствуют в виде структурных звеньев мономера кислоты, при этом структурные звенья макромономера простого полиэфира сополимеров Н и К содержат боковые цепи, в каждом случае, содержащие, по крайней мере, 5 атомов кислорода простого эфира, при этом количество атомов кислорода простого эфира в боковой цепи структурных звеньев макромономера простого полиэфира сополимеров Н и К, в каждом случае, варьируется таким образом, что соответствующие диаграммы плотности распределения вероятностей, где количество атомов кислорода простого эфира в боковой цепи структурного звена макромономера простого полиэфира, в каждом случае, отображается на оси абсцисс и соответственно соответствующие частоты встречаемости сополимеров Н или К, в каждом случае, отображаются на оси ординат, содержат, в каждом случае, по крайней мере, 2 максимума, значения абсциссы которых, в каждом случае, отличаются друг от друга более чем на 7 атомов кислорода простого эфира, при этом диаграммы плотности распределения вероятности сополимеров Н и К отличаются друг от друга тем, что значение абсциссы, по крайней мере, одного максимума сополимера Н, в каждом случае, отличается более чем на 5 атомов кислорода простого эфира от значений абсциссы всех максимумов сополимера К, и/или тем, что средние арифметические атомов кислорода простого эфира структурных звеньев макромономера простого полиэфира сополимеров Н и К отличаются друг от друга более чем на 5 атомов кислорода простого эфира.

Комплексная добавка для бетонов и строительных растворов // 2528342

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам добавок, используемых при производстве сборного железобетона и товарного бетона.

Бетонная смесь // 2525565

Изобретение относится к составу сырьевой смеси для получения бетона с повышенной плотностью, отсутствие крупных пор снижает риск коррозии бетона, что увеличивает долговечность бетона и повышает возможность использования его в условиях агрессивной среды, поэтому может быть использовано для производства бетона высокого качества.

Комплексная добавка // 2552565