Способ изготовления бетонных изделий

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве. Технический результат - повышение прочности при сжатии и при изгибе в 28-суточном возрасте и повышение ударной прочности. Способ изготовления бетонных изделий включает формование изделия, пропитку изделия при температуре 20-30°С в растворе золя гидроксида железа (III) Fe(OH)3 с концентрацией С=3% в течение 36 ч с последующим твердением изделия, после твердения изделия помещают в постоянное магнитное поле с внутренней коэрцитивной силой 955 кА/м и магнитной энергией 287 кДж. 1 ил., 3 табл.

 

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 и покрытий взлетно-посадочных полос на участках взлета.

Известен способ изготовления бетонных изделий, включающий формование изделия, пропитку изделия с последующим твердением, пропитку осуществляют в растворе, состоящем из жидкого натриевого стекла с плотностью ρ=1,45 г/см3, водородным показателем рН=12 и золя гидроксида железа(III) Fe(OH)3 с плотностью ρ=1,021 г/см3, водородным показателем рН=4,5-5,5, при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанное жидкое натриевое стекло 77,00-81,00, указанный золь гидроксида железа(III) Fe(OH)3, 19,00-23,00, в течение 72 часов при температуре 20-30°С (RU, патент №2631442, С04В 41/50, 22.09.2017 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии и изгибе и недостаточная ударная прочность бетонных изделий, полученных данным способом.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ изготовления бетонных изделий, включающий формование изделия, пропитку изделия при температуре 20-30°С с последующим твердением, пропитку сначала осуществляют в растворе нитрата железа(III) Fe(NO3)3 с концентрацией С=3% в течение 36 ч, а затем пропитку осуществляют в растворе золя гидроксида железа(III) Fe(OH)3 с концентрацией С=3% в течение 36% (RU, №2709272, CO4B 41/50, 17.12.2019 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии и изгибе и недостаточная ударная прочность бетонных изделий, полученных данным способом.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа изготовления бетонных изделий с повышенной прочностью при сжатии и изгибе и повышенной ударной прочностью.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления бетонных изделий, включающем формование изделия, пропитку изделия при температуре 20-30°С в растворе золя гидроксида железа (III) Fe(OH)3c концентрацией С=3% в течение 36 ч с последующим твердением, изделие помещают в постоянное магнитное поле с внутренней коэрцитивной силой 955 кА/м и магнитной энергией 287 кДж.

Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях и результаты испытаний согласно ГОСТ 10180-90 «Методы определения прочности по контрольным образцам».

Золь гидроксида железа Fe(OH)3 имеет строение мицеллы в виде следующей формулы: {m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)Cl-}3x+3xCl-. Коллоидная частица под воздействием постоянного магнитного поля может перемещаться вдоль силовых линий, занимая нейтральное положение по геометрической срединной поверхности. Результаты проникновения золя внутрь образца определялись визуально после проведения испытаний бетонных образцов на сжатие по ГОСТ на гидравлическом прессе.

Экспериментальная установка представлена на чертеже. Установка содержит два постоянных магнита цилиндрической формы с полюсами S, N, между которыми помещается бетонное изделие 2 на прокладку из полиэтилена 3. На изделие 2 действуют магнитные силовые линии 4 с образованием кювета 5 с золью гидроксида железа между магнитами 1 и проникновением золя в изделие 2. Один магнит 1 устанавливается на фанерную прослойку 6 размером 100x100x2 мм.

При приложении внешнего постоянного магнитного поля от двух цилиндрических магнитов 1 между ними образуется равномерно распределенное магнитное поле. Поле - стационарное и прямолинейное между плоскостями магнитов 1, направление действия магнитного поля которых происходит от северного полюса N к южному S.

Для получения высокопрочного бетона с плотностью D=2400 кг/м3 использовался портландцемент ПЦ400 плотностью Д20, песок карьерный с модулем крупности Мкр=2,26, щебень гравийный фракции 5-10 мм. Расход материалов на 1 м3 и 0,001 м3 (один стандартный кубик) подобран по ГОСТ 27006-86 «Бетоны. Правила подбора состава» и представлены в таблице 1.

В данных испытаниях использовались неодимовые цилиндрические магниты из материала NdFeB. Характеристики магнитов приведены в таблице 2.

Количество гидроксида железа m рассчитано, исходя из данных табл. 2. Суммарный объем сорбирующих пор и макропор составляет VΣ=0,1 см3/г. При окраске 1 м2 бетонной поверхности за два раза расходуется 200 г/м2 золя при глубине пропитки до 0,01 м. Соответственно на площадь 0,01 м2 расходуется 2 г/м2. Во всем объеме бетонного кубика с ребром 10 см необходимо число таких призм с размером 100x100x10 мм - 10 шт. Таким образом, для пропитки стандартного испытательного кубика потребуется m=20 г.

Ядро гидроксида железа мицеллы состоит из m[Fe(OH)3]nFe3+, где m - число положительно заряженных ионов, х - число отрицательно заряженных ионов 3xCl-, которые кроме электростатических сил испытывают силы адсорбционного притяжения. Эти силы преодолевают магнитные силы, развиваемые магнитным полем. Сила F, с которой движутся мицеллы гидроксида железа, определяется из выражения (Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. Изд. 7-е, испр. - М.: Наука гл. ред. физматлит. - 1977. - 944 с.):

F=H2S/(8π),

где H=955 кА/м - внутренняя коэрцитивная сила, S=πd2/4=∅50 мм - диаметр магнита. Тогда F=9552⋅0,0019625/(8π)=71,25 Н.

В таблице 3 представлены результаты испытаний, модифицированных и стандартных бетонных кубиков без магнитного поля и в магнитном поле.

Под действием постоянного магнитного поля магнитов коллоидные частицы золя гидроксида железа перемещаются вдоль силовых линий и более глубоко проникают в тело бетонного изделия. Далее реализуется активация процесса гидратации цемента за счет золя Fe(OH)3 и постоянного магнитного поля. По сравнению с контрольными образцами за счет интенсивного кристаллообразования происходит повышение прочности при сжатии бетона на 54%, при изгибе - на 59% и ударной прочности - на 188%).

Способ изготовления бетонных изделий, включающий формование изделия, пропитку изделия при температуре 20-30°С в растворе золя гидроксида железа (III) Fe(OH)3 с концентрацией С=3% в течение 36 ч с последующим твердением, отличающийся тем, что изделия после твердения помещают в постоянное магнитное поле с внутренней коэрцитивной силой 955 кА/м и магнитной энергией 287 кДж.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии создания температуроустойчивых материалов и покрытий, которые используются в различных областях промышленности, таких как металлургия, атомная энергетика, космическая и авиационная техника, машиностроение и радиоэлектроника. В состав шихты вводят добавку из наноразмерных частиц оксида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.

Шпатлевка // 2775248
Изобретение относится к составам шпатлевок для выравнивания каменных, бетонных поверхностей. Технический результат заключается в повышении пластичности шпатлевки и прочности покрытий на ее основе.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты поверхностей бетонных и железобетонных конструкций в гражданском и промышленном строительстве. Технический результат заключается в повышении адгезионной прочности к поверхности бетонного основания и повышении коррозионной устойчивости защитного покрытия относительно магнезиальной коррозии.

Изобретение относится к твердому электролиту для измерения активности таллия в газовой фазе методом потенциометрического электрохимического анализа, технологии его изготовления, а также для измерения активности таллия в газовой фазе методом потенциометрического электрохимического анализа, которое, в частности, может быть использовано для мониторинга активности в высокотемпературном паре при проведении операции насыщения парами таллия таллиевых высокотемпературных сверхпроводников (Tl ВТСП).

Изобретение относится к созданию барьерного покрытия на детали, используемой при высокой температуре в окислительной и влажной среде, представляющей собой, например, деталь газовой турбины. Деталь содержит подложку, выполненную из композиционного материала, имеющую смежно поверхности по меньшей мере участок, содержащий кремний, и защитный барьер, выполненный на поверхности подложки.

Шпатлевка // 2739349
Изобретение относится к отделочным композициям, применяемым для выравнивания бетонных и штукатурных поверхностей. Технический результат - ускорение отверждения покрытий.

Изобретение предназначено для использования при изготовлении герметичных углеграфитовых материалов, предназначенных для работы в химической, химико-металлургической промышленности, а также в качестве технологической оснастки, используемой в процессе силицирования при изготовлении изделий из углерод-карбидокремниевых композиционных материалов.

Изобретение относится к области строительных материалов. Технический результат - повышение трещиностойкости отделочных покрытий.
Группа изобретений относится к строительству. Технический результат - обеспечение сохранения тепла, сохранения замороженного состояния, теплоизоляции, гидроизоляции, защиты от влажности, предотвращение пожароопасности, предотвращение расслоения, звукоизоляция, защита от потери цвета, очистка воздуха, стерилизация и ионизация.

Изобретение относится к устройствам для изготовления изделий из углерод-карбидокремниевых материалов со специальными свойствами, предназначенных для использования в химической, химико-металлургической промышленности, а также в авиатехнике. Устройство для силицирования паро-жидкофазным методом содержит основные нагреватели, расположенные вокруг наружной реторты, донный нагреватель для подогрева тиглей с кремнием, внутреннюю реторту замкнутого объема с размещенной внутри нее силицируемой заготовкой и тиглями с кремнием, сконсолидированными в ее нижней части, реактор проточного типа, теплоизоляцию из пористых углеграфитовых материалов и пневмо-газо-вакуумную систему.

Группа изобретений относится к области строительных материалов, а именно к способу получения неорганической пены на основе сульфоалюмината кальция, к пористому материалу на основе сульфоалюмината кальция, полученному в результате отверждения неорганической пены, к композиции для изготовления состава неорганической пены на основе сульфоалюмината кальция и к их применению.
Наркология
Наверх