Высокопрочный бетон

Авторы патента:

Абу Хасан Рахеб (RU)

Соловьёв Дмитрий Вадимович (RU)

Иванова Вера Ефимовна (RU)

Абу-Хасан Махмуд (RU)

Степанова Ирина Витальевна (RU)

Сватовская Лариса Борисовна (RU)

Сычева Анастасия Максимовна (RU)

Соловьёва Валентина Яковлевна (RU)

C04B28/04 - портландцементы

C04B28/00 - Составы строительных растворов, бетона или искусственных камней, содержащие неорганические связующие или реакционный продукт из неорганических и органических связующих, например поликарбоксилатные цементы

C04B24/26 - получаемых реакциями с участием только ненасыщенных углерод-углеродных связей

C04B18/06 - остатки от сжигания, например продукты очистки дыма, копоти или выхлопных газов

C04B111/20 - 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 2717399:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" (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. Технический результат - создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью на растяжение при изгибе. Высокопрочный бетон, полученный из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, содержит в качестве песка песок с модулем крупности 2,4; в качестве щебня - щебень фракции 10-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый доменный шлак с удельной поверхностью 330 м²/кг; в качестве добавки содержит комплексную добавку, состоящую из водного раствора поликарбоксилатного полимера CP-WRM, представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты с плотностью ρ=1,033 г/см³, водородным показателем рН=6,5, и поликарбоксилатного полимера Sika Viscocrete 225 на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный поликарбоксилатный полимер CP-WRM 96,0-97,0; указанный поликарбоксилатный полимер Sika Viscocrete 225 3,0-4,0; при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 15,8-18,2; указанный песок 27,0-27,4; указанный щебень 40,4-41,5; указанный тонкомолотый доменный шлак 8,0-8,3; указанная комплексная добавка 0,2-0,3; вода 6,2-6,7. 1 табл.

Известна смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 28/04, 20.07.2009 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремневой кислоты H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, водородным показателем рН=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 44,4-46,0; песок 20,0-22,2; щебень 20,0-22,2; указанный кремнеземсодержащий компонент 0,43-0,48; добавка «ДЭЯ-М» 0,43-0,48; вода 10,34-11,44.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе.

Известна смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2323910, С04В 28/04; С04В 22/06 С04В 111/20, 10.05.2008 г.), которая содержит мас. %: портландцемент 23,6-26,9; песок 23,7-25,2; щебень 36,8-38,4; золь гидроксида железа Fe(OH)₃ с плотностью ρ=1,018 г/см³, водородным показателем рН=4,5-5,5 0,7-0,76; вода 11,9-12,04.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является смесь высокопрочного бетона (RU №2256630, CO4B 28/04, 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты H₂SiO₃ с плотностью ρ=1,014 г/см³, водородным показателем рН=5-6 добавку - калий железисто-синеродистый K₄Fe(CN)₆ и воду, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

портландцемент	43,58-47,08
песок	14,43-15,69
щебень	25,7-27,84
кремнеземсодержащий компонент, представленный
золем кремниевой кислоты H₂SiO₃
с плотностью ρ=1,014 г/см³, водородным
показателем рН=5-6	0,25-0,27
добавка - калий железисто-синеродистый K₄Fe(CN)₆	0,44-0,47
вода	12,1-12,15

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью на растяжение при изгибе.

Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон, полученный из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, содержит в качестве песка - песок с модулем крупности 2,4; в качестве щебня - щебень фракции 10-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый доменный шлак с удельной поверхностью 330 м²/кг; в качестве добавки содержит комплексную добавку, состоящую из водного раствора поликарбоксилатного полимера CP-WRM, представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты с плотностью ρ=1,033 г/см³, водородным показателем рН=6,5 и поликарбоксилатного полимера Sika Viscocrete 225 на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты; при следующем соотношении компонентов, мас. %:

указанный поликарбоксилатный
полимер CP-WRM	96,0-97,0
указанный поликарбоксилатный
полимер Sika Viscocrete 225	3,0-4,0

при следующем соотношении компонентов, мас. %:

портландцемент	15,8-18,2
указанный песок	27,0-27,4
указанный щебень	40,4-41,5
указанный тонкомолотый доменный шлак	8,0-8,3
указанная комплексная добавка	0,2-0,3
вода	6,2-6,7

Использование указанной комплексной добавки значительно усиливает гидратационную активность смеси для высокопрочного бетона, и при этом вступают в гидратационные процессы фазы тонкомолотого доменного шлака, представленные, например, окерманитом, 2CaO⋅MgO⋅2SiO₂, образуя магниевые гидросиликаты, типа сепиолита Mg₃[Si₄O₁₁]⋅nH₂O, который представлен в виде волокон, обладающих высокой прочностью на разрыв.

Образование повышенного количества комплексных гидратных соединений способствует образованию повышенного количества контактов в формирующейся структуре бетона, следствием чего является повышение прочности бетона, а при образовании гидратных соединений, имеющих волокнистую структуру, в большей степени повышается прочность на растяжение при изгибе.

В данном случае, при использовании указанной добавки, смесь для высокопрочного бетона, содержащая дополнительно тонкомолотый доменный шлак, основной фазой которого являются кальций-магниевые силикаты, представленные окерманитом, и обеспечивает образование повышенного количества гидратных соединений, в том числе магниевых гидросиликатов, отличающихся волокнистой структурой, способствующих в наибольшей степени повышению прочности на растяжение при изгибе и как следствие повышению трещиностойкости высокопрочного бетона.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленный высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии предлагаемой комплексной добавки и тонкомолотого доменного шлака, а, именно, повышается гидратационная активность всей смеси для высокопрочного бетона и кроме того образуется повышенное количество комплексных гидратных соединений, обладающих волокнистой структурой, результатом чего является эффективное повышение прочности на растяжение при изгибе, которое составляет 21%, относительно прототипа. Смесь, включающая портландцемент, песок с модулем крупности 2,4, щебень фракции 10-20 мм, тонкомолотый доменный шлак с удельной поверхностью 330 м²/кг, добавку, представленную комплексной, состоящей из водного раствора поликарбоксилатного полимера CP-WRM представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты с плотностью ρ=1,033 г/см³ и водородным показателем рН=6,5; поликарбоксилатного полимера Sika Viscocrete на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты обеспечило получение высокопрочного бетона, характеризующегося повышенной прочностью на растяжение при изгибе.

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

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.

Пример конкретного выполнения.

1. Приготовление предлагаемой комплексной добавки.

1.1. Дозируют водный раствор поликарбоксилатного полимера СР-WRM представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты с плотностью ρ=1,033 г/см³ и водородным показателем рН=6,5.

1.2. Дозируют поликарбоксилатный полимер Sika Viscocrete 225 на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты.

1.3. Отдозированные компоненты п. 1.1. и п. 1.2 транспортируют в смеситель и тщательно перемешивают при помощи тихоходной мешалки до образования однородного раствора комплексной добавки, которую транспортируют в накопительную емкость.

2. Приготовление смеси для высокопрочного бетона:

2.1. Дозируют портландцемент;

2.2. Дозируют песок с модулем крупности 2,4;

2.3. Дозируют щебень фракции 10-20 мм;

2.4. Дозируют тонкомолотый доменный шлак с удельной поверхностью 330 м²/кг;

2.5. Дозируют воду;

2.6. Комплексную добавку, приготовленную по п. 1.3. транспортируют в отдозированную воду и перемешивают любым механическим способом.

2.7. Отдозированные компоненты по п. 2.1 - п. 2.6 тщательно перемешивают в бетоносмесителе любой конструкции, используемой на заводе.

Готовую смесь используют по назначению для изготовления конструкций из высокопрочного бетона для промышленного и гражданского строительства, а также для объектов специального назначения.

Для определения прочности на растяжение при изгибе изготавливают образцы-призмы размером 100×100×400 мм в количестве 6 штук и в возрасте 28 суток проводят испытания по ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».

Полученные результаты представлены в таблице.

По результатам испытаний, представленным в таблице, установлено, что прочность на растяжение при изгибе высокопрочного бетона по изобретению на 21% превышает прочность на растяжение при изгибе высокопрочного бетона относительно прототипа.

Высокопрочный бетон, полученный из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве песка песок с модулем крупности 2,4; в качестве щебня - щебень фракции 10-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый доменный шлак с удельной поверхностью 330 м²/кг; в качестве добавки содержит комплексную добавку, состоящую из водного раствора поликарбоксилатного полимера CP-WRM, представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты с плотностью ρ=1,033 г/см³, водородным показателем рН=6,5, и поликарбоксилатного полимера Sika Viscocrete 225 на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. %:

указанный поликарбоксилатный
полимер CP-WRM	96,0-97,0
указанный поликарбоксилатный
полимер Sika Viscocrete 225	3,0-4,0,

при следующем соотношении компонентов, мас. %:

портландцемент	15,8-18,2
указанный песок	27,0-27,4
указанный щебень	40,4-41,5
указанный тонкомолотый доменный шлак	8,0-8,3
указанная комплексная добавка	0,2-0,3
вода	6,2-6,7

Похожие патенты:

Высокопрочный бетон // 2717021

Способ активации воды затворения, цементная матрица с активированной водой затворения, применение способа активации воды затворения для повышения грибостойкости цементной матрицы // 2716755

Изобретение относится к способам защиты строительных материалов от воздействия грибковых заражений и может быть использовано в процессах производства строительных растворов, на основе минеральных вяжущих.

Строительный материал на основе портландцемента, трепела и отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки // 2716632

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов для жилищного и гражданского строительства.

Способ приготовления бетонной смеси // 2714895

В способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, в бетоносмеситель сначала загружают мелкий заполнитель, представляющий собой смесь природного кварцевого песка с модулем крупности до 1,5 и отсева камнедробления фракции 0-5 мм с модулем крупности не ниже 2,5 при соотношении соответственно (масс %): (40-50):(50-60), а в качестве суперпластификатора комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата и часть воды затворения в количестве 55-65% от общего ее расхода и предварительно перемешивают их в течение 80-90 с, затем в бетоносмеситель загружают крупный заполнитель, цемент и остальную часть воды затворения, после чего бетонную смесь окончательно перемешивают в течение 50-60 с.

Сырьевая смесь для пенобетона // 2713291

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления легкого бетона, используемого в промышленном и гражданском строительстве.

Сырьевая смесь для получения неавтоклавного пенобетона // 2712883

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве теплоизоляционного пенобетона неавтоклавного твердения. Сырьевая смесь для получения неавтоклавного пенобетона включает, мас.%: портландцемент 35-45, золу-уноса ТЭЦ процентной концентрации SiO2 60,7% 20-27, пенообразующую добавку на протеиновой основе 0,05-0,2, минеральную дисперсную кальций-силикатсодержащую или кальций-магний-силикатсодержащую горную породу - волластонит или диопсид с удельной поверхностью 100 м2/кг 0,1-0,7, воду - остальное.

Бетонная смесь // 2712873

Изобретение направлено на получение самоуплотняющихся высокопрочных бетонов с пределом прочности при сжатии не ниже 115 МПа, что соответствует классу В100 и выше, с улучшенными деформативными свойствами, характеризующегося значениями начального модуля упругости в диапазоне от 53 до 60 ГПа и сниженной величиной усадочных деформаций до 37,6⋅10-5.

Композиционная сырьевая смесь для изготовления дорожных покрытий // 2712215

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве. Предложена композиционная сырьевая смесь для изготовления дорожных покрытий, содержащая (в мас.%): промышленный отход металлургического производства - доменный основной гранулированный шлак (46-49), органоминеральную добавку - комплексную добавку, состоящую из «Линамикс ПК» (1-3) и битумной эмульсии (4-6), и кремнеземсодержащий компонент - гидроотвальную низкокальциевую буроугольную золу ТЭС (44-47).

Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого полимербетона, модифицированного микрокремнеземом // 2711169

Настоящее изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления бетонных изделий и конструкций, тротуарной плитки, бордюров, для устройства верхних слоев дорожного полотна и их последующем ремонте, а также для ремонта трещин и в качестве заполнителя соединительных швов.

Сухая смесь для приготовления расширяющегося тампонажного раствора // 2710943

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к сухим смесям для приготовления расширяющегося тампонажного раствора, используемого при цементировании скважин.

Вяжущее на основе производных алюмосиликата кальция для строительных материалов // 2715583

Группа изобретений относится к гидравлическому вяжущему на основе шлаков доменной печи, применяемого в композициях для бетона или строительного раствора, которые при смешивании с водой позволяют получить строительные материалы.

Способ гидрофобизации бетона // 2713003

Изобретение относится к способам гидрофобизации бетона или строительного раствора. Технический результат - эффективная объемная и поверхностная гидрофобизация бетона без существенного ухудшения свойств, таких как удобоукладываемость.

Способ получения карбонатного связанного прессованного в пресс-форме изделия // 2705667

Группа изобретений относится к способу получения карбонатного связанного прессованного в пресс-форме изделия. Способ включает стадии получения дисперсного материала, который является карбонатизируемым и который содержит воду, прессования в пресс-форме дисперсного материала для получения уплотненной заготовки и карбонатизирования дисперсного материала в упомянутой уплотненной заготовке для получения карбонатов при преобразовании уплотненной заготовки в упомянутое карбонатное связанное прессованное в пресс-форме изделие.

Бесцементное вяжущее вещество и его применение // 2705646

Настоящее изобретение касается бесцементного вяжущего вещества и его применения. Бесцементное вяжущее вещество для бетона содержит от 60 до 87 мас.% зольной пыли, от 10 до 35 мас.% оксида кальция (CaO) и от 1 до 15 мас.% хлорида кальция (CaCl2), зольная пыль представляет собой угольную зольную пыль, образующуюся в результате сжигания угля, и содержит SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO и MgO в массовом соотношении от 28,5 до 66,0: от 12,5 до 55,0 : от 1,1 до 25,5 : от 1,4 до 22,4 : от 0,1 до 4,8, соответственно.

Высокопрочный бетон // 2705114

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из высокопрочного бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также для изготовления конструкций специального назначения.

Строительные смеси для внутреннего покрытия или штукатурки // 2698930

Группа изобретений относится к строительству. Технический результат – эффективное удаление альдегидов в течение нескольких лет с сохранением цвета покрытия.

Сухая штукатурная смесь для создания звукопоглащающего покрытия // 2693978

Изобретение относится к производству строительных материалов. Технический результат - создание акустического звукопоглощающего покрытия внутренних стен, потолков и других элементов зданий, возможность формировать вертикальный слой, наносимый на основание, толщиной от 20 до 50 мм за одно нанесение и слой до 20 мм, наносимый на потолок.

Способ противопожарной защиты резервуаров для хранения жидких горючих веществ и огнестойкое теплоизолирующее покрытие // 2691723

Изобретение относится к способам тушения больших площадей горения горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, хранящихся в емкостных хранилищах и резервуарах. Сущность заявляемого способа заключается в том, что в способе противопожарной защиты резервуаров для хранения жидких горючих веществ, включающем создание теплоизолирующего слоя из пористых сферических гранул на поверхности горения жидких горючих веществ и тушение очага пожара доступными средствами пожаротушения, при этом после образования теплоизолирующего слоя создают дополнительное огнестойкое теплоизолирующее покрытие на всей площади наружной поверхности пористых сферических гранул, причем при формировании этого покрытия используют быстротвердеющую пену, а в качестве материала для образования пористых сферических гранул применяют вулканическую пемзу.

Сухая смесь для выравнивания палуб судов // 2689959

Изобретение относится к сухим строительным смесям и может быть использовано для выравнивания бетонных и металлических оснований, включая палубы судов и морских нефтедобывающих платформ.

Применение гребенчатых полимеров для регулирования реологических свойств композиций минерального вяжущего вещества // 2681976

Изобретение относится к составу гребенчатого полимера, который используют для увеличения скорости потока и/или для уменьшения вязкости композиции минерального вяжущего вещества, где гребенчатый полимер содержит основную цепь, содержащую кислотные группы, и боковые цепи, присоединенные к основной цепи, причем среднечисленная молекулярная масса (Μn) всех боковых цепей составляет от 120 до 1000 г/моль и молярное отношение кислотных групп к боковым цепям составляет от 0,8 до 1,6.

Высокопрочный бетон // 2717021