Мелкозернистая самоуплотняющаяся бетонная смесь
Владельцы патента RU 2603991:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" (RU)
Изобретение относится к мелкозернистой самоуплотняющейся бетонной смеси и может быть использовано для ремонтных работ и для замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций, в том числе преднапряженных: балок, опор, мостовых плит, густоармированных поверхностей и, в частности, для труднодоступных участков конструкций, где по технологии требуется повышенная текучесть на стадии применения и высокая ранняя прочность. Технический результат - получение самоуплотняющейся мелкозернистой бетонной смеси обеспечивающей класс прочности бетона при сжатии не менее В 35 на третьи сутки твердения, которая может быть использована для ускоренного возведения бетонных конструкций и аварийного ремонта труднодоступных участков конструкций. Мелкозернистая самоуплотняющаяся бетонная смесь приготовлена путем затворения водой портландцемента с удельной поверхностью 360 м2/кг, кварцевого песка с модулем крупности Мкр=1,9 и кварцевого наполнителя с удельной поверхностью 100 м2/кг при водотвердом отношении 0,112-0,128 и перемешивания до однородности с последующим добавлением в полученную смесь суперпластификатора на основе поликарбоксилатного эфира Glenium® АСЕ 430 и ускорителя твердения X-SEED 100® на основе суспензии гидросиликата кальция и дополнительным перемешиванием до приобретения литой консистенции при следующем соотношении указанных компонентов в мас.%: указанный портландцемент 44,2-44,7, указанный кварцевый песок 33,1-39,1, указанный кварцевый наполнитель 5,6-11,1, указанный суперпластификатор 0,3-0,4, указанный ускоритель твердения 0,2, вода 10-11,1. 1 табл.
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к способу получения мелкозернистой самоуплотняющейся бетонной смеси, и может быть использовано для ремонтных работ и для замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций, в том числе преднапряженных: балок, опор, мостовых плит, густоармированных поверхностей и, в частности, для труднодоступных участков конструкций, где по технологии требуется повышенная текучесть на стадии применения и высокая ранняя прочность.
Известна сухая смесь «Прогресс-П», включающая портландцемент, песок, минеральную расширяющую добавку, ускоритель твердения (патент РФ на изобретение №2144908, МПК C04B 28/02, публ. 27.01.2000, бюл. №3).
Недостатком сухой смеси является то, что при затворении она не достигает литого состояния. Для повышения текучести необходимо увеличить водотвердое отношение, что снижает характеристики ранней прочности материала при сжатии и изгибе.
Известна сухая строительная смесь для ремонтно-восстановительных работ, включающая щебень фракции 3-10 мм, песок Мкр=2,4, минеральное вяжущее - портландцемент марки не менее 500, суперпластификатор С-3, сверхбыстротвердеющий цемент на основе сульфоалюмината кальция, стальную фибру (патент РФ на изобретение №2369575, МПК С04В 28/04, публ. 10.10.2009, бюл. №28).
Недостатком данного изобретения является низкая текучесть при заливке смеси в труднодоступные участки конструкций через отверстия диаметром 10-15 мм.
Известна сухая смесь, включающая минеральное вяжущее на основе портландцемента, песок, суперпластификатор С-3, ускоритель твердения (Патент РФ на изобретение №2259964, МПК С04В 28/02 // С04В 111:20, публ. 10.09.2005, бюл. №25), принятая за прототип. Недостатком указанной сухой смеси является неспособность к самоуплотнению и снижение конечной прочности под влиянием ускорителя твердения.
Целью заявляемого технического решения является создание строительной мелкозернистой бетонной смеси, способной к самоуплотнению, обеспечивающей класс прочности при сжатии не менее В 35 на третьи сутки твердения, которая может быть использована для ускоренного возведения монолитных конструкций и аварийного ремонта труднодоступных участков конструкций, например для ремонта шпунтовых соединений колонн, стыков колонн и фундамента, для замоноличивания узких стыковых зон сборно-монолитных железобетонных каркасных конструкций, для заливки пустот в теле бетонных и железобетонных конструкций. Данная смесь может подаваться к месту замоноличивания методом инъецирования через предельно малые отверстия диаметром до 4-10 мм.
Техническое решение указанной задачи обеспечивается применением мелкозернистой самоуплотняющейся бетонной смеси, включающей портландцемент с удельной поверхностью 360 м2/кг, чистый кварцевый песок с модулем крупности Мкр=1,9, молотый кварцевый наполнитель с удельной поверхностью 100 м2/кг, суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира Glenium® АСЕ 430 и ускоритель твердения X-SEED 100® на основе суспензии гидросиликата кальция (URL: интернет-ресурс «https://www.youtube.com/watch?v=seu6-LIy21c», дата выкладки 26.04.2012 г.).
Мелкозернистая самоуплотняющаяся бетонная смесь приготавливается в следующем порядке: твердые компоненты смеси (цемент, песок и кварцевый наполнитель) затворяются водой и перемешиваются до получения однородной массы; после перемешивания добавляются суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира Glenium® АСЕ 430, ускоритель твердения X-SEED 100® на основе суспензии гидросиликата кальция и смесь дополнительно перемешивается до приобретения литой консистенции: расплыв смеси при испытании в конусе Хегерманна - 220-240 мм.
Мелкозернистая бетонная смесь не вызывает коррозию арматуры, так как в ее составе отсутствуют солевые компоненты.
В таблице приведены результаты испытания смеси наливного типа.
| Состав № | Состав смеси, мас.% | Водотвердое отношение | Расплыв смеси в конусе Хегерманна, мм | Предел прчности | |||||||
| Цемент, Sуд=360 м2/кг | Кварцевый песок, Мкр=1,9 | Кварцевый наполнитель, Sуд=100 м2/кг | Glenium® ACE 430 | X-SEED 100® | Вода | 1 сутки | 2 сутки | 3 сутки | |||
| 1 | 44,2 | 33,1 | 11,1 | 0,3 | 0,2 | 11,1 | 0,128 | 220-240 | 20 | 38,5 | 50,2 |
| 2 | 44,7 | 39,1 | 5,6 | 0,4 | 0,2 | 10 | 0,112 | 220-240 | 22,2 | 42,5 | 54,6 |
Из мелкозернистой самоуплотняющейся бетонной смеси были получены составы с прочностью при сжатии через 3 суток твердения 50,2-54,6 МПа.
Проведенный патентный поиск позволил выявить отличительные признаки в заявляемом техническом решении, следовательно, заявляемая мелкозернистая самоуплотняющаяся бетонная смесь удовлетворяет критерию изобретения «новизна».
В обнаруженной информации отсутствуют сведения об указанном техническом результате, и из нее не выявляется влияние отличительных признаков на достижение технического результата, следовательно, данное техническое решение удовлетворяют критерию «изобретательский уровень».
Критерий изобретения «промышленная применимость» подтверждается тем, что внедрение предлагаемого технического решения не потребует капитальных затрат.
Мелкозернистая самоуплотняющаяся бетонная смесь, включающая портландцемент с удельной поверхностью 360 м2/кг, кварцевый песок с модулем крупности Мкр=1,9, кварцевый наполнитель с удельной поверхностью 100 м2/кг, суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира Glenium® АСЕ 430, ускоритель твердения X-SEED 100® и воду, отличающаяся тем, что она приготовлена путем затворения водой портландцемента, указанного кварцевого песка и указанного кварцевого наполнителя при водотвердом отношении 0,112-0,128 и перемешивания до однородности с последующим добавлением указанного суперпластификатора и указанного ускорителя твердения и дополнительным перемешиванием до приобретения литой консистенции при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 44,2-44,7 |
| Указанный кварцевый песок | 33,1-39,1 |
| Указанный кварцевый наполнитель | 5,6-11,1 |
| Суперпластификатор Glenium® АСЕ 430 | 0,3-0,4 |
| Ускоритель твердения Х-SEED 100® | 0,2 |
| Вода | 10-11,1 |
