Способ приготовления бетонной смеси

Авторы патента:

Дебердеев Рустам Якубович (RU)

Ибрагимов Руслан Абдирашитович (RU)

Королев Евгений Валерьевич (RU)

Лексин Владимир Викторович (RU)

Дебердеев Тимур Рустамович (RU)

C04B40/00 - Способы вообще, для воздействия на свойства составов строительных растворов, бетона или искусственных камней, например их схватывание или твердение (активные ингредиенты C04B 22/00-C04B 24/00; твердение определенных составов C04B 26/00-C04B 28/00; получение пор, ячеек или облегчение C04B 38/00; механические аспекты B28; например кондиционирование материала, перед формованием B28B 17/02)

Владельцы патента RU 2667180:

Ибрагимов Руслан Абдирашитович (RU)
Дебердеев Тимур Рустамович (RU)

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам приготовления бетонной смеси и строительных растворов, бетонов и конструкций и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве. Способ приготовления бетонной смеси включает обработку твердого цементного вяжущего вихревым слоем анизотропных ферромагнитных тел в немагнитной емкости, расположенной в аппарате с наружным электромагнитным полем. При этом вяжущее совместно с углеродными нанотрубками и суперпластификатором в форме порошка посредством вращающегося шнека подают по внутренней полости немагнитной непрерывной трубы в зону вращающихся анизотропных ферромагнитных тел диаметром 1,2 мм и длиной 5-10 мм, имеющих энергонасыщенность рабочей зоны не менее 100 кВт/м³, движение которых обеспечивает аппарат с наружным электромагнитным полем. Техническим результатом является повышение подвижности бетонной смеси, повышение ранней и марочной прочности бетонных изделий на сжатие. 1 табл.

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

Известен способ приготовления бетонной смеси, в котором 50% расчетного количества цемента перемешивают с водой затворения, содержащей 50% расчетного количества суперпластификатора на основе эфира поликарбоксилата - REMICRETE SP11 - и одностенные углеродные нанотрубки TUBALL, подвергают механохимической активации в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2-3 мин с последующим перемешиванием оставшейся части цемента, заполнителя и оставшейся части суперпластификатора - REMICRETE SP11 - в бетоносмесителе в течение не менее 5 минут. Технический результат - повышение подвижности и сохраняемости бетонной смеси, повышение марочной прочности бетона (RU 2608830 C1, опубл. 25.01.2017, бюл. № 3).

Недостатком данного изобретения является невысокая прочность получаемого бетона, сложность оборудования, а также техническая сложность процесса приготовления бетонной смеси.

Известен способ активации вяжущего материала (цемента, извести, гипса) строительных изделий, включающий получение цементно-воздушной смеси в камере распыления, подачу ее в камеру заряжения, где осуществляется монополярная ионизация и встряхивание. Камеру выполняют из диэлектрика, оборудуют вертикально установленными коаксиальными электродами, осуществляющими встряхивание электромагнитным полем. Спиральные электроды обеспечивают ионизацию, а электроды в центре создают переменное электромагнитное поле, усиливающее встряхивание и перемешивание ионизированной воздушно-цементной смеси благодаря вихревым токам, а также за счет вибраций электродов, обусловленных их электромагнитным взаимодействием (RU 2366510 B02C 19/18, C04B 40/00 опубл. 10.09.2009, бюл. № 25).

Недостатком данного изобретения является невысокая прочность получаемого тяжелого бетона, низкая удельная поверхность цемента, сложность процесса активации цемента, сложность поддержания стабильного технологического процесса.

Прототипом данного изобретения является огнеупорная бетонная смесь и способ изготовления из нее бетона, который заключается в том, что часть компонентов смеси в сухом виде, состоящую из высокоглиноземистого цемента, порошкового муллита фракцией 50-100 мкм, наночастиц диоксида кремния и/или модифицированного оксида алюминия, предварительно обрабатывают вращающимся электромагнитным полем в аппарате с вихревым слоем в герметичной капсуле в течение 100-140 секунд, при соотношении обрабатываемых компонентов смеси и ферромагнитных частиц (2-4):1, затем добавляют остальные компоненты и затворяют смесь водой. Герметичная капсула выполнена из немагнитного твердосплавного материала. Напряженность магнитного поля аппарата с вихревым слоем составляет 0,18-0,22 Тл (RU 2530137, C04B 35/66, C04B 28/06, C04B 35/626, опубл. 10.10.2014, бюл. № 28).

Недостатком данного изобретения является невысокая ранняя и марочная прочность получаемого бетона.

Задача настоящего изобретения – повышение подвижности бетонной смеси, повышение ранней и марочной прочности бетонных изделий на сжатие.

Результат достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем предварительную активацию вяжущего совместно с углеродными нанотрубками и с суперпластификатором в форме порошка, цементное вяжущее посредством вращающегося шнека подают по внутренней полости немагнитной непрерывной трубы в зону вращающихся анизотропных ферромагнитных тел диаметром 1,2 мм и длиной 5-10 мм, имеющих энергонасыщенность рабочей зоны не менее 100 кВт/м³, движение которых обеспечивает аппарат с наружным электромагнитным полем, далее активированное вяжущее перемешивают с крупным и мелким заполнителем, затворяют водой и дополнительно перемешивают в бетоносмесителе в течение не менее 5 мин.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Для приготовления бетонной смеси производственного состава использовали цемент М400 ПЦ Д20 Ульяновского завода, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 31108-2003, песок Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93 и ГОСТ 8735-88 и щебень Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТов для бетонов, при следующем соотношении (масс. ч.): цемент : песок : щебень = 1:1,13:2,68. Расход цемента на 1 м³бетона составил 490 кг.

Активацию цемента совместно с углеродными нанотрубками и суперпластификатором проводили в аппарате вихревого слоя в течение 5-8 мин с использованием в качестве ферромагнитных частиц металлических волокон в виде цилиндров диаметром 1,2 мм и длиной 5-10 мм. При этом энергонасыщенность рабочей зоны аппарата составила не менее 100 кВт/м³.

В качестве суперпластификатора использовали добавку С-3 в форме порошка, выпускаемую по ТУ 5745-001-97474489-2007 в количестве 1,0-1,5 % от массы цемента.

В качестве углеродных нанотрубок использовали одностенные углеродные нанотрубки TUBALL компании OCSIAL в количестве 0.0005% от массы цемента, соответствующие требованиям ТУ 2166-001- 91735575-2014.

Активированный цемент перемешивали с крупным и мелким заполнителем, затворяли водой и дополнительно перемешивали в бетоносмесителе в течение не менее 5 мин.

Из бетонных смесей изготавливались образцы – кубы с размерами 10×10×10. Через 1 и 28 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 10180-2012. Удельную поверхность исходного, активированного и полученного по прототипу цемента определяли на приборе ПСХ-9.

Результаты физико-механических испытаний образцов приведены в таблице 1.

Таблица 1

№ п/п	Время активации, сек.	В/Ц	ОК, см	Сред. плот. бетона кг/м³	Прочность при сжатии в возрасте 1 сут., МПа	Прочность при сжатии в возрасте 28 сут., МПа
1	-	0.37	9	2485	7,2 100%	45,4 100%
2	300	0.37	22	2490	24,86 345%	73,4 162%
3	480	0,37	20	2495	26,7 371%	74,9 165%
4 (прототип)	100	0,37	10	2485	12,4 172%	54,9 121%

Примечание*: над чертой приведено среднее значение показателя; под чертой – относительное значение показателя в % от прототипа.

Из данных табл. 1 видно, что бетон, полученный на основе активированного цемента, позволяет получить прочность на сжатие тяжелого бетона в 2,0-2,2 раза выше в первые сутки твердения, и на 34-36 % выше в марочном возрасте по сравнению с тяжелым бетоном, полученным по прототипу. При этом подвижность бетонной смеси по предлагаемому способу возрастает на 10-12 см, измеряемая осадкой стандартного конуса по ГОСТ10181-2014.

Способ приготовления бетонной смеси, включающий обработку твердого цементного вяжущего вихревым слоем анизотропных ферромагнитных тел в немагнитной емкости, расположенной в аппарате с наружным электромагнитным полем, отличающийся тем, что вяжущее совместно с углеродными нанотрубками и суперпластификатором в форме порошка посредством вращающегося шнека подают по внутренней полости немагнитной непрерывной трубы в зону вращающихся анизотропных ферромагнитных тел диаметром 1,2 мм и длиной 5-10 мм, имеющих энергонасыщенность рабочей зоны не менее 100 кВт/м³, движение которых обеспечивает аппарат с наружным электромагнитным полем.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам приготовления бетонной смеси и строительных растворов, бетонов и конструкций, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.

Полиуретановое связующее для армированных минерал-полимерных композитов и способ его получения // 2667178

Изобретение относится к полиуретановому связующему для композиционного материала на основе природного щебня и гравия из плотных горных пород, который может быть использован при строительстве и ремонте откосов железных и автомобильных дорог, берегоукрепительных сооружений, конусов насыпей, подходов к искусственным сооружениям, а также в производстве облицовочных строительных изделий - плиток, блоков, панелей.

Отверждаемая органополисилоксановая композиция // 2667164

Изобретение относится к отверждаемым органополисилоксановым композициям, способу их приготовления и применению для изготовления искусственных камней. Отверждаемая композиция для изготовления формованных изделий, содержащая (А1) смоляной компонент, состоящий из по меньшей мере одной органополисилоксановой смолы, которая состоит из звеньев приведенной формулы, компонент (А1) имеет среднемассовую молекулярную массу Mw от 500 до 11000 г/моль и среднечисленную молекулярную массу Mn от 500 до 5000 г/моль, а также полидисперсность (Mw/Mn) от 1 до 5, (А2) кремнийорганический компонент, состоящий из по меньшей мере одного кремнийорганического соединения, которое состоит из звеньев приведенной формулы, и (Б) по меньшей мере один наполнитель.

Способ переработки бетонного лома (варианты) // 2666388

Изобретения относятся к области строительства и производства строительных материалов и могут быть использованы при производстве кирпича, тротуарной плитки и других мелкоштучных изделий, устройстве оснований, в том числе оснований дорог.

Радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав, способ его изготовления и нанесения // 2665541

Изобретение относится к области ремонта и содержания покрытий в автодорожной отрасли и может быть применено при ремонте асфальтобетонных дорожных покрытий, изготовленных из различных асфальтобетонов.

Способ изготовления вяжущего состава // 2665325

Изобретение относится к способу набухания способных к набуханию полимерных микросфер. Способ набухания способных к набуханию полимерных микросфер включает изготовление вяжущего состава или вяжущего продукта, содержащего состав, содержащий (i) приведение водной суспензии, содержащей ненабухшие, способные к набуханию полимерные микросферы, в контакт с паром, непосредственно до и/или во время изготовления вяжущего состава; (ii) необязательно предварительное смачивание набухших полимерных микросфер; и (iii) включение набухших полимерных микросфер в вяжущий состав, где набухшие полимерные микросферы имеют средний диаметр, который составляет от 40 до 216 мкм, и водная суспензия необязательно дополнительно содержит добавку для вяжущего состава, и ненабухшие, способные к набуханию полимерные микросферы имеют средний диаметр, который составляет 100 мкм или меньше.

Состав и способ изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона // 2662820

Настоящее изобретение относится к жаростойким бетонам. Состав для изготовления хромомагнезитового жаростойкого бетона, включающий связующее, хромомагнезитовый заполнитель, тонкомолотые наполнители и воду, содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6.5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния при их соотношении 1:1,6, перемешивании при 100°C в течение 3,0 ч с выдержкой не более 0,5 ч, и в качестве тонкомолотого наполнителя – тонкомолотый хромомагнезит и тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий при следующем соотношении компонентов, мас.%: хромомагнезитовый заполнитель фракции 0,18-7 мм 60-80, тонкомолотый хромомагнезит Sуд=2500-3000 см2/г 8-16, коллоидный нанодисперсный полисиликат натрия 5-12.5, тонкомолотый лом периклазохромитовых изделий Sуд=2500-3000 см2/г 7-11.5, вода из расчета В/Т 0.12-0.14.

Способ производства сухих строительных смесей с пониженным пылеобразованием // 2660709

Изобретение относится к производству сухих строительных смесей с пониженным пылеобразованием за счет использования в качестве супрессивного средства изоляционного масла и может быть использовано в строительстве и промышленности строительных материалов для изготовления сухих строительных смесей (ССС), кладочных и штукатурных растворов, а также составов для устройства полов, стяжек, заделки стыков, щелей и т.п.

Способ получения самоуплотняющегося бетона и бетонная смесь // 2659290

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из самоуплотняющегося бетона.

Способ получения строительного раствора // 2656301

Настоящее изобретение относится к области строительных материалов, а именно к изготовлению модифицированных строительных растворов, и может быть использовано при строительстве кирпичных зданий для кирпичной кладки, в том числе лицевой кладки стен, для которой актуально применение решений, предупреждающих образование высолов на поверхности стен.

Способ приготовления базальтофибробетонной смеси // 2667402

Изобретение относится к технологии производства дисперсно-армированных бетонных смесей для изготовления строительных изделий и конструкций. Согласно изобретению сначала готовят сухую бетонную смесь из крупного и мелкого заполнителей и 90% цемента, которую затворяют водой в количестве 40-50% от проектного объема. Из оставшихся 10% сухого цемента, базальтовых волокон, взятых в количестве 0,4-0,6% от общей массы цемента и оставшейся воды затворения готовят суспензию, смешивая все компоненты в высокоскоростном роторном смесителе. Приготовленную суспензию вводят в частично затворенную бетонную смесь и перемешивают в высокоскоростном роторном смесителе до однородного состояния. Для приготовления суспензии используют или всю оставшуюся воду затворения в количестве 60-50%, или 55-40% оставшейся воды затворения. В последнем случае в 5-10% оставшейся воды растворяют гиперпластификатор PowerFlow 1190, взятый в количестве 0,4-0,8% от общей массы цемента. Полученный водный раствор гиперпластификатора PowerFlow 1190 вводят в фибробетонную смесь на последнем этапе ее перемешивания. Технический результат - обеспечение высокой степени однородности базальтофибробетонной смеси, повышение прочностных характеристик бетона и стабильность прочностных показателей. 2 ил.