ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН
HIGH-STRENGTH CONCRETE

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.
2
3
3
Известна смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 28/04, 20.07.2009 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты HSiO с плотностью ρ=1,014 г/см, 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 повышенная проницаемость и пониженная коррозионная стойкость бетона.
3
3
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) с плотностью ρ=1,018 г/см, водородным показателем рН=4,5-5,5 0,7-0,76; вода 11,9-12,04.
Недостатком данного технического решения является повышенная проницаемость и пониженная коррозионная стойкость бетона.
2
3
4
6
3
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 HSiO с ρ=1,014 г/см, водородным показателем рН=5-6, добавку - калий железисто-синеродистый KFe(CN) 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 H<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub>
с плотностью ρ=1,014 г/см<sup>3</sup>,
водородным показателем рН=5-6
0,25-0,27
Добавка - калий железисто-синеродистый K<sub>4</sub>Fe(CN)<sub>6</sub>
0,44-0,47
Вода
12,1-12,15
Недостатком данного технического решения является повышенная проницаемость и пониженная коррозионная стойкость бетона.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенным показателем водонепроницаемости и повышенной коррозионной стойкостью.
2
3
3
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 сланцевую золу с удельной поверхностью 900 м/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/см, водородным показателем рН=6,5; водного раствора золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,021 г/см, водородным показателем рН=3,5 и поликарбоксилатного полимера Sika Viscocrete 225 на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. %:
указанный водный раствор
поликарбоксилатного полимера CP-WRM
88,0-91,0
указанный водный раствор
золя кремниевой кислоты
6,0-8,0
указанный поликарбоксилатный
полимер Sika Viscocrete 225
3,0-4,0,
при следующем соотношении компонентов, мас. %:
портландцемент
20,0-22,0
указанный песок
26,0-26,7
указанный щебень
41,0-41,8
указанная зола
2,8-3,0
указанная комплексная добавка
0,2-0,3
вода
8,0-8,2
2
2
2
Использование указанной комплексной добавки значительно усиливает гидратационную активность смеси для высокопрочного бетона, и при этом золь кремниевой кислоты, который входит в состав добавки эффективно вступает в химическое взаимодействие с оксидом кальция, входящим в состав сланцевой золы, образуя комплексные гидросиликаты кальция, с повышенным содержанием диоксида кремния, т.е. преимущественно, низкоосновные гидросиликаты, типа гиролита 2CaO⋅3SiO⋅2HO, таким образом, полностью исключая из затвердевшего камня оксид кальция, СаО и гидроксид кальция, Са(ОН). Образование повышенного количества комплексных гидратных соединений способствует повышению плотности структуры затвердевшего бетона, повышая показатель водонепроницаемости и при этом, затвердевший бетон отличается повышенной коррозионной устойчивостью, из-за полного связывания оксида кальция и гидроксида кальция в комплексные труднорастворимые соединения.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленный высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.
2
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии предлагаемой комплексной добавки и сланцевой золы с удельной поверхностью 900 м/кг, повышается плотность структуры, как за счет использования сверхтонкой золы, а также в результате образования повышенного количества комплексных гидратных соединений при твердении модифицированного бетона, а также дополнительного образования гидросиликатов кальция при взаимодействии оксида кальция и гидроксида кальция, образующегося в процессе гидратации цемента с компонентами добавки, а именно золем кремневой кислоты, результатом чего является эффективное повышение водонепроницаемости и коррозионной стойкости затвердевшего бетона.
2
3
3
Смесь, включающая портландцемент, песок с модулем крупности 2,4, щебень фракции 10-20 мм, сланцевую золу с удельной поверхностью 900 м/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/см и водородным показателем рН=6,5; водного раствора золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,021 г/см, водородным показателем рН=3,5; поликарбоксилатного полимера Sika Viscocrete 225 на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты, обеспечило получение высокопрочного бетона, характеризующегося повышенной водонепроницаемостью и повышенной коррозионной устойчивостью.
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.
3
1.1. Дозируют водный раствор поликарбоксилатного полимера СР-WRM, представленного сополимером акриловой кислоты и этилового эфира метакриловой кислоты с плотностью ρ=1,033 г/см и водородным показателем рН=6,5.
3
1.2. Дозируют водный раствор золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,021 г/см, водородным показателем рН=3,5;
1.3. Дозируют поликарбоксилатный полимер Sika Viscocrete 225 на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты.
1.4. Отдозированные компоненты п. 1.1. - 1.3 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
2.4. Дозируют сланцевую золу с удельной поверхностью 900 м/кг;
2.5. Дозируют воду;
2.6. Комплексную добавку приготовленную по п. 1.4. 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 водонепроницаемости по ГОСТ 12730.5-84 изготавливают образцы-цилиндры диаметром 150 мм и высотой 150 мм в количестве 6 штук, которые хранятся в нормальных условиях в течение 28 суток и после этого подвергают испытанию.
2
Для определения коррозионной стойкости высокопрочного бетона, оцениваемой по коэффициенту химической стойкости, определяемому по ГОСТ 25881-83 «Бетоны химически стойкие. Методы испытаний» изготавливают образцы-балочки 4×4×16 см, которые подвергают воздействиям 5% раствора хлористого магния, MgCl, в течение 360 суток.
Полученные результаты представлены в таблице.
По результатам испытаний, представленным в таблице, установлено, что водонепроницаемость высокопрочного бетона по изобретению повышается на 33% относительно прототипа и коэффициент химической стойкости повышается на 8,0%.