СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ
CONCRETE MIX MAKING METHOD

Изобретение относится к области строительства, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, используемых для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций в монолитном и сборном строительстве.
Известен способ приготовления бетонной смеси, включающий перемешивание части расчетной дозы жидкости затворения с цементом в смесителе-активаторе, введение оставшейся части расчетной дозы жидкости затворения в бетоносмеситель с заполнителем, последующее введение полученной в смесителе-активаторе суспензии в бетоносмеситель и окончательное перемешивание полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве жидкости затворения используют воду, которую предварительно заливают в смеситель-активатор в объеме (40-70)% от расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения, которую в процессе заливки в смеситель-активатор активируют (RU 2496748 А, опуб. 27.10.2013).
Недостатком данного изобретения является невысокая прочность получаемого бетона, а также техническая сложность процесса приготовления бетонной смеси.
Известен способ приготовления бетонной смеси, включающий смешение вяжущего, заполнителей, воды затворения, в которой предварительно растворяют глицерин в количестве 0,05-0,3% от массы цемента, производят механическую активацию в конце стадии 1 процесса структурообразования. Смесь песка и цемента затворяют частью расчетного для замеса количества воды с расчетным количеством глицерина, а остальную часть воды, в которой содержится ускоритель твердения, совместно с крупным заполнителем вводят в бетонную смесь после ее предварительного перемешивания в течение 1,5-2,5 мин (RU 2097364 А, опуб. 27.11.1997).
Недостатком данного изобретения является длительный процесс приготовления бетонной смеси, а также невысокая прочность получаемого бетона.
Прототипом данного изобретения является способ получения бетонной смеси, включающий предварительную активацию части цемента от его расчетного количества с суперпластификатором и последующее перемешивание с оставшейся частью цемента, заполнителем и водой. Активацию осуществляют перемешиванием в водной среде при В/Ц=0,5-1,0 в течение 40-45 мин, при этом часть цемента составляет 10% от расчетного количества (RU 2371412 С1, опуб. 27.10.2009).
Недостатком данного изобретения является высокая энергоемкость и длительность процесса приготовления бетонной смеси, а также невысокая прочность получаемого бетона.
Задача настоящего изобретения - повышение темпа роста прочности бетонов, особенно в первые сутки, обеспечение высокой марочной прочности, повышение морозостойкости и водонепроницаемости.
Результат достигается тем, что в способе приготовления бетонной смеси, включающем предварительную активацию расчетного количества цемента с водой затворения, содержащей суперпластификатор и последующее перемешивание с остальной частью цемента, заполнителями, согласно изобретения 50% цемента подвергают механохимической активации с водой затворения, содержащей суперпластификатор продукта конденсации на основе натриевой соли нафталинсульфокислоты и формальдегида РЕЛАМИКС - Т2 и ускоритель твердения - сульфат натрия, в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2-3 мин, при последующем перемешивании в активированную суспензию дополнительно вводят суперпластификатор - REMICRETE SP60 на основе эфира поликарбоксилата.
Результат достигается также тем, что расход суперпластификаторов составляет по 0,5% от массы цемента, расход ускорителя твердения - 1% от массы цемента.
Способ приготовления бетонной смеси осуществляют следующим образом.
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.
3
Расход цемента на 1 м бетона составил 490 кг.
В качестве суперпластификатора использовали добавки «РЕЛАМИКС Т2» - продукт конденсации на основе натриевой соли нафталинсульфокислоты и формальдегида (далее добавка «РЕЛАМИКС Т2») по ТУ 5870-002-14153664-04 с изменением №1 и REMICRETE SP60 - на основе эфира поликарбоксилата - сертифицированная добавка к бетону из группы пластификаторов (FM), имеет сертификационный номер: 0764-CPD-0012 (согласно EN 934-2:2001).
В качестве ускорителя твердения использовали добавку сульфат натрия по ТУ 38-10742.
Механохимическую активацию проводили в роторно-пульсационном аппарате РПА 0.8-55А-2.2УЗ по ТУ 5132-001-70447062.
Предварительно 50% расчетного количества цемента перемешивали с водой затворения, где предварительно растворены указанные добавки: суперпластификатор - РЕЛАМИКС - Т2 и ускоритель твердения - сульфат натрия, подвергали механохимической активации (МХА) в роторно-пульсационном аппарате с числом оборотов рабочего органа 5000 об/мин в течение 2-3 мин, с последующим перемешиванием оставшейся части цемента, крупного и мелкого заполнителя в бетоносмесителе с добавлением суперпластификатора - REMICRETE SP60 в течение не менее 5 минут.
При этом дозировка добавки Реламикс Т2 составила 0,5% от массы цемента, дозировка добавки REMICRETE SP60 - 0,5% от массы цемента, дозировка ускорителя твердения - 1% от массы цемента.
Из бетонных смесей изготавливались образцы - кубы с размерами 10×10×10. Через 1, 3, 28 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 18105-86. Морозостойкость образцов определяли в соответствии с ГОСТ 10060.3-95, водонепроницаемость в соответствии с ГОСТ 12730.5-84, подвижность бетонной смеси определяли в соответствии с ГОСТ 10181.1-81.
Результаты физико-механических испытаний образцов приведены в таблице 1.
Таблица 1
№ п/п
Наименов. добавок
Время МХА, мин
Дозировка добавки в %, от массы цемента
В/Ц
ОК, см
Сред. плот.бетона кг/м<sup>3</sup>
Прочность при сжатии, МПа
Mopозостойкость
Водонепроницаемость
1 сут.
3 сут.
28 сут.
1
СН** (акт.) Т2 (акт.) SP60
3
1
0,31
10
2470
<maths num="1"><math display="block"><mrow><mfrac><mrow><mn>29,1</mn><mo>*</mo></mrow><mrow><mn>275</mn><mi>%</mi></mrow></mfrac></mrow></math><img file="00000001.tif" he="12" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
<maths num="2"><math display="block"><mrow><mfrac><mrow><mn>50,3</mn></mrow><mrow><mn>172</mn><mi>%</mi></mrow></mfrac></mrow></math><img file="00000002.tif" he="12" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
<maths num="3"><math display="block"><mrow><mfrac><mrow><mn>68,1</mn></mrow><mrow><mn>134</mn><mi>%</mi></mrow></mfrac></mrow></math><img file="00000003.tif" he="12" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
F500
W14
0,5
0,5
2
СН (акт.) Т2 (акт.) SP60
2
1
0,31
13
2490
<maths num="4"><math display="block"><mrow><mfrac><mrow><mn>33,5</mn></mrow><mrow><mn>316</mn><mi>%</mi></mrow></mfrac></mrow></math><img file="00000004.tif" he="12" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
<maths num="5"><math display="block"><mrow><mfrac><mrow><mn>58,4</mn></mrow><mrow><mn>200</mn><mi>%</mi></mrow></mfrac></mrow></math><img file="00000005.tif" he="12" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
<maths num="6"><math display="block"><mrow><mfrac><mrow><mn>71,0</mn></mrow><mrow><mn>140</mn><mi>%</mi></mrow></mfrac></mrow></math><img file="00000006.tif" he="12" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
F500
W14
0,5
0,5
3 (прототип)
С-3
40
0,7
0,35
9
2550
<maths num="7"><math display="block"><mrow><mfrac><mrow><mn>10,6</mn></mrow><mrow><mn>100</mn><mi>%</mi></mrow></mfrac></mrow></math><img file="00000007.tif" he="12" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
<maths num="8"><math display="block"><mrow><mfrac><mrow><mn>29,2</mn></mrow><mrow><mn>100</mn><mi>%</mi></mrow></mfrac></mrow></math><img file="00000008.tif" he="12" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
<maths num="9"><math display="block"><mrow><mfrac><mrow><mn>50,8</mn></mrow><mrow><mn>100</mn><mi>%</mi></mrow></mfrac></mrow></math><img file="00000009.tif" he="12" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
F150
W6
Примечание*: над чертой приведено среднее значение показателя; под чертой - относительное значение показателя в % от прототипа;**: сульфат натрия (СН).
На основании полученных данных видно, что бетон, полученный на основе механохимически активированной цементной суспензии с добавками суперпластификаторов имеет прочность на сжатие в суточном возрасте в 3,16 раза больше, чем бетон, полученный по аналогу. В трехсуточном и 28-суточном возрасте бетон, полученный по данному способу, обладает прочностью на сжатие соответственно в 2 и 1,4 раза выше прочности бетона, полученного по прототипу. Морозостойкость полученного бетона F500, водонепроницаемость W14. Осадка конуса при определении подвижности бетонной смеси составила 13 см.