Способ зимнего бетонирования строительных конструкций

Авторы патента:

Мухаметрахимов Рустем Ханифович (RU)

C04B40/0204 - 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)

C04B40/02 - выбор условий для твердения

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

C04B14/36 - неорганические материалы, не предусмотренные в рубриках C04B 14/04-C04B 14/34

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 2750772:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) (RU)

Изобретение относится к области строительной индустрии и может быть использовано в производстве железобетонных и бетонных монолитных конструкций зданий и сооружений при ускоренных темпах их возведения и выполнении работ при отрицательных температурах. Способ зимнего бетонирования строительных конструкций заключается в добавлении в строительную смесь - бетон класса В30 молотого токопроводящего минерала шунгита и воздействие на них электрическим полем, создаваемым при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов. При этом строительная смесь дополнительно содержит пластифицирующую добавку - водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430», содержание которой составляет 0,5-1% от массы портландцемента строительной смеси, и минеральный компонент - метакаолин, содержание которого составляет составляет 5-10% от массы портландцемента. При этом содержание молотого токопроводящего минерала шунгита составляет 1-10% от массы портландцемента, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, степень помола шунгита - 200-400 м²/кг. Техническим результатом является увеличение темпов набора прочности бетона при отрицательных температурах, увеличение конечной прочности бетона, снижение усадочных деформаций строительных конструкций.

Известен способ высокоскоростного возведения монолитных конструкций здания в условиях пониженных температур, включающий предварительную подготовку бетона, заключающуюся в его выдерживании при температуре +20°С, укладку бетона в нагретую опалубку, тепловую обработку бетона при температуре 65-80°С мощностью греющих проводов 2,5-5 кВт на 1 м³ бетона, изотермический прогрев бетона в течение не менее шести часов при температуре 70-85°С при электрической мощности 1,2-2,5 кВт на 1 м³ бетона и остывание бетона [1].

Недостатком данного изобретения является относительно сложная технология его осуществления вследствие наличия предварительного этапа, на котором производится предварительный разогрев опалубки и выдерживание бетона при температуре +20°С, что приводит к возрастанию затрат электроэнергии при осуществлении данного способа.

Известен способ прогрева бетона, включающий установку в забетонированной конструкции электронагревателя в виде закладной трубы, заполненной текучим теплоносителем с погруженным в него нагревательным элементом [2].

Недостатком данного изобретения является высокая трудоемкость его осуществления, связанная с установкой закладной трубы и ее заполнением текучим теплоносителем, а также невозможность извлечения электронагревателя в виде закладной трубы из бетонируемой конструкции, что приводит к его удорожанию. Кроме того область применения данного способа ограничена только вертикально расположенными бетонными и железобетонными элементами.

Известен способ электродного прогрева бетона, основанный на принципе преобразования электрической энергии в тепловую, путем его включения в цепь переменного тока в качестве сопротивления [3].

Недостатком данного способа является снижение эффективности электродного прогрева бетона по мере его твердения и испарения воды, что приводит к существенному увеличению электрического сопротивления. При достижении бетоном 40% марочной прочности дальнейший прогрев становится затруднителен, и в ряде случаев бетон не успевает набрать критическую прочность. Данный способ не позволяет осуществлять прогрев бетона до достижения им марочной прочности.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ бетонирования при отрицательных температурах и ферромагнитная примесь для бетона, заключающийся в добавлении в строительную смесь частиц шлама от выплавки стали, покрытых полиэтиленовой оболочкой от 2 до 10% от общей массы строительной смеси, с последующим воздействием на них пульсирующим электромагнитным полем [4].

Недостатком данного изобретения является сложность его осуществления, связанная с наличием технически сложного и дорогостоящего оборудования - генератора электромагнитного поля. Кроме того, при подключении источника тока к арматуре происходит интенсивное испарение воды на границе раздела сред арматура-бетон, что приводит к снижению темпов набора прочности бетона в данной зоне вследствие недостатка химически несвязанной воды, а также к ослаблению адгезии арматуры к бетону и снижению прочности готовой конструкции.

Задачей изобретения является создание способа зимнего бетонирования строительных конструкций, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся в увеличении темпов набора прочности бетона при отрицательных температурах, в увеличении конечной прочности бетона, снижении усадочных деформаций строительных конструкций, исключении условий для снижения прочности готовых конструкций вследствие пропускания тока через арматуру, а также возможности осуществлять прогрев бетона до достижения им марочной прочности.

Результат достигается тем, что в способе зимнего бетонирования строительных конструкций, заключающемся в добавлении в строительную смесь частиц и воздействии на них полем, согласно изобретения, строительная смесь дополнительно содержит пластифицирующую добавку - водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430», минеральный компонент - метакаолин, в качестве частиц используют молотый токопроводящий минерал шунгит, воздействие на частицы осуществляют электрическим полем, создаваемым при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов, при этом содержание пластифицирующей добавки «Glenium Асе 430» составляет 0,5-1% от массы вяжущего строительной смеси, содержание минерального компонента метакаолина составляет 5-10% от массы вяжущего строительной смеси, содержание молотого токопроводящего минерала шунгита составляет 1-10% от массы вяжущего строительной смеси, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, степень помола шунгита - 200-400 м²/кг. Время воздействия электрического поля на строительную смесь с частицами молотого токопроводящего минерала шунгита может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды и объема строительной смеси. Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом: В строительную смесь (бетон класса В30) добавляли пластифицирующую добавку - водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430» в количестве 0,5-1% от массы вяжущего строительной смеси, минеральный компонент - метакаолин в количестве 5-10% от массы вяжущего строительной смеси с гидравлической активностью не менее 1200 мг/г, частицы молотого токопроводящего минерала шунгита со степенью помола 200-400 м²/кг в количестве 1%, 3%, 5%, 7%, 10% от массы вяжущего строительной смеси, на которые воздействует электрическое поле, создаваемое при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов. Время воздействия электрического поля на строительную смесь с частицами молотого токопроводящего минерала шунгита может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды и объема строительной смеси. Твердение бетона происходило под воздействием электрического поля, созданного посредством подключения электродов, при температуре окружающей среды -15°С.

Использование молотого токопроводящего минерала шунгита приводит к повышению токопроводящих свойств строительной смеси и затвердевшего композита, что характеризуется снижением величины электрического сопротивления бетона и повышением температуры бетона, позволяет увеличить темпы набора прочности бетона при отрицательных температурах и осуществлять прогрев до достижения им марочной прочности.

Применение водного раствора поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430» в составе строительной смеси позволяет снизить ее водопотребность, повысить степень гидратации вяжущего, плотность и прочность готовых изделий.

Применение минерального компонента метакаолина позволяет повысить степень гидратации вяжущего, прочность готовых конструкций, способствует увеличению водоудерживающей способности строительной смеси и, как следствие, ее токопроводящих свойств, а также способствует снижению усадочных деформаций строительных конструкций.

Кроме того, отсутствие в способе зимнего бетонирования строительных конструкций технически сложного и дорогостоящего оборудования - генератора электромагнитного поля позволяет снизить материальные затраты при его осуществлении.

Источники информации

1. А.С. 2702486, E04G 21/02, E04G 9/10, Способ высокоскоростного возведения монолитных конструкций здания в условиях пониженных температур, Батюшенко А.А., патентообладатель: Батюшенко А.А., заявл. 28.01.2019, опубл. 08.10.2019, бюл. №28.

2. А.С. 2522097, F24D 13/00, Способ прогрева бетона, электронагреватель для осуществления способа, индукционный нагревательный элемент электронагревателя и способ изготовления индукционного нагревательного элемента, Сосновский A.M., Сосновский С.А., патентообладатели: Сосновский A.M., Сосновский С.А., заявл. 11.04.2012, опубл. 10.07.2014, бюл. №19.

3. С.А. Миронов. Теория и методы зимнего бетонирования: - М.: Стройиздат, 1975.-С.548-552.

4. А.С. 2641680, С04В 14/48, С04В 20/10, С04В 40/00, С04В 40/02, Способ бетонирования при отрицательных температурах и ферромагнитная примесь для бетона, Копырин В.А., Костоломов Е.М., Паутов Д.Н., Портнягин А.Л., патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский индустриальный университет» (ТИУ), заявл. 16.07.2015, опубл. 19.01.2018, бюл. №2.

Способ зимнего бетонирования строительных конструкций, заключающийся в добавлении в строительную смесь частиц и воздействии на них полем, отличающийся тем, что строительная смесь дополнительно содержит пластифицирующую добавку - водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430», минеральный компонент - метакаолин, в качестве частиц используют молотый токопроводящий минерал шунгит, воздействие на частицы осуществляют электрическим полем, создаваемым при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов, при этом содержание пластифицирующей добавки «Glenium Асе 430» составляет 0,5-1% от массы вяжущего строительной смеси, содержание минерального компонента метакаолина составляет 5-10% от массы вяжущего строительной смеси, содержание молотого токопроводящего минерала шунгита составляет 1-10% от массы вяжущего строительной смеси, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, степень помола шунгита - 200-400 м²/кг, в качестве вяжущего используют портландцемент, в качестве строительной смеси - бетон класса В30.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к способам изготовления ячеистобетонных изделий. Способ включает приготовление смеси, укладку ее в форму и вакуумирование, во время которого осуществляется вибрирование, до момента фиксации образовавшейся структуры, определяемой по прекращению увеличения объема смеси.

Способ производства бетонной смеси // 2750190

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонной смеси. Технический результат заявленного изобретения заключается в понижении температуры смеси в процессе транспортировки и бетонирования, повышении сохранности смеси, уменьшении вероятности образования трещин в процессе твердения бетона.

Присадка, увеличивающая прочность, для цементных композиций // 2749875

Изобретение относится к присадке, увеличивающей прочность, для цементирующих и/или пуццолановых композиций, которая включает, в пересчете на общую сухую массу присадки, гидрат силиката кальция в количестве от около 0.5 до около 94 массовых процентов, и: i) по меньшей мере, один алканоламин в количестве от около 0.5 до около 55 массовых процентов; ii) по меньшей мере, один неорганический ускоритель твердения в количестве от около 0.5 до около 85 массовых процентов; и iii) по меньшей мере, один углевод в количестве от около 0.5 до около 50 массовых процентов; в которой гидрат силиката кальция включает продукт реакции водорастворимого соединения кальция с водорастворимым силикатным соединением в присутствии водорастворимого диспергатора; и в которой, по меньшей мере, один неорганический ускоритель твердения включает любой неорганический ускоритель твердения (ускорители твердения), который отличается от гидрата силиката кальция.

Полимерно-битумная композиция и способ ее получения // 2748078

Полимерно-битумная композиция и способ ее получения предназначены для использования при строительстве и ремонте асфальтобетонных покрытий дорог, аэродромов и мостов. Битумно-полимерная композиция содержит битум нефтяной дорожный, бутадиен-стирольный термоэластопласт.

Способ получения арболита // 2746720

Изобретение относится к способу производства строительных композиционных материалов теплоизоляционного и конструкционного арболита. Способ включает низкочастотную ультразвуковую обработку древесного заполнителя с последующим перемешиванием с раствором вяжущего - портландцемента М500 - и минерализатора - сульфата алюминия, формованием, распалубкой и твердением в естественных условиях.

Ускорители для композитных цементных составов // 2745041

Изобретение относится к способу цементирования скважин. Способ цементирования скважин включает: обеспечение композитного цементного состава, содержащего по меньшей мере один пуццолан, ускоритель и воду, при этом ускоритель содержит хлористую соль и сульфатную соль, при этом композитный цементный состав не содержит портландцемент или содержит портландцемент в количестве около 50 мас.% вяжущих компонентов или менее; и предоставление композитному цементному составу возможности схватиться, причем ускоритель присутствует в количестве от около 1 мас.% до около 10 мас.% вяжущих компонентов, и при этом хлористая соль и сульфатная соль присутствуют в массовом соотношении хлористой соли к сульфатной соли от около 10:90 до около 90:10.

Способ получения вяжущего на основе доломита для изготовления стеновых и отделочных изделий гражданского строительства // 2744365

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к получению вяжущего из доломита, и может быть использовано при изготовлении стеновых и отделочных изделий для гражданского строительства. Способ включает измельчение доломита до фракции 1 мм, обжиг при температуре 600-700°С в течение 20-25 мин, охлаждение и активацию.

Высокопрочный порошково-активированный бетон // 2743909

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве конструкций и изделий из бетона на цементном вяжущем для зданий и сооружений гражданского, промышленного и специального назначения. Высокопрочный порошково-активированный бетон из смеси, включающей вяжущее, кварцевый песок, наполнитель – тонкоизмельченный порошок кварца или известняк, гиперпластификатор марки «Melflux 2651 F» и воду затворения, отличающийся тем, что вяжущее содержит, мас.%: портландцементный клинкер 70, золу-уноса – 26, двуводный гипс – 3 и натрий сернокислый – 1, наполнитель имеет удельную поверхность 600 м2/кг, а заполнитель используют фракции 0,63-5,0 мм, в качестве воды затворения используют активированную воду, с введением окисно-гидроокисных соединений меди в количестве 7…69 г/м3, прошедшую электрохимическую и электромагнитную активацию при плотности тока в камере электрохимической активации 5,65…43,55 A/м2 и напряженности электромагнитного поля в рабочих зазорах камеры электромагнитной активации 24…135 кА/м.

Шлакощелочный материал для строительных изделий и способ его получения // 2743159

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к способу получения шлакощелочного материала для строительных изделий и шлакощелочному материалу, полученному этим способом, и может быть использовано в качестве самостоятельного строительного материала или при изготовлении строительных изделий дорожного, гражданского и промышленного строительства, в том числе стеновых блоков, тротуарных изделий, бордюрного камня.

Добавка для строительных химических композиций // 2743031

Данное изобретение относится к добавке для строительных химических композиций, в особенности композиций строительного раствора и цементных композиций. Добавка включает по меньшей мере один амид или сложный эфир сахарной кислоты и по меньшей мере один водорастворимый гребенчатый полимер, который содержит на главной цепи кислотные функции и боковые цепи, имеющие функции простого эфира.

Способ приготовления пенобетона, сырьевая смесь для приготовления пенобетона и пенобетон // 2742784

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов – к производству ячеистых бетонов, в частности пенобетона, применяемого для любых изделий, более предпочтительно для мелких стеновых блоков производственных помещений, многоэтажных и индивидуальных жилых домов. Способ приготовления пенобетона включает следующие этапы: подачу в пеногенератор воды для приготовления пены, пенообразователя ПБ-Люкс и карбамидоформальдегидной смолы КФ-Ж; перемешивание в пеногенераторе вышеуказанных компонентов до получения пены; перемешивание в бетоносмесителе портландцемента, мелкого заполнителя – кварцевого песка и воды для приготовления однородного раствора требуемой консистенции; подачу в бетоносмеситель с цементным раствором из пеногенератора пены и перемешивание в течение 2-5 минут до получения однородной пенобетонной смеси с образованием пористой структуры; укладку пенобетонной смеси в предварительно смазанные металлические формы; тепловлажностную обработку и/или выдержку в нормальных условиях, при этом компоненты для приготовления пенобетонной смеси используют в следующем соотношении, мас.%: портландцемент 48,5-49,44; мелкий заполнитель – кварцевый песок 19,7-20,0; пенообразователь ПБ-Люкс 0,16-0,18; карбамидоформальдегидная смола КФ-Ж 1,20-1,32; вода для приготовления пены 9,8-10,0; вода для приготовления цементного раствора 19,7-20,0.