БЕТОННАЯ СМЕСЬ ДЛЯ МОНОЛИТНОГО БЕТОНИРОВАНИЯ
CONCRETE MIXTURE FOR MONOLITHIC CONCRETE CASTING

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к литым бетонным смесям для монолитного бетонирования строительных конструкций.
Известна бетонная смесь литой консистенции, содержащая портландцемент, минеральный заполнитель, микрокремнезем, суперпластификатор и воду, а также гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость /1/.
Недостатком известной бетонной смеси является высокий расход вяжущего, что приводит к появлению температурных деформаций в процессе твердения при бетонировании больших массивов, а так же приводит к увеличению стоимости бетона.
Известен состав бетонной смеси, включающий портландцемент, щебень, песок, бентонит, зола-унос, пластификатор на основе поликарбоксилатов, воду. Известная бетонная смесь обладает высокой подвижностью и не требует дополнительного уплотнения /2/.
Наиболее близкой по составу является бетонная смесь, содержащая портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный фракции 5-20 мм, замедлитель твердения Centrament Retard, пластификатор на основе поликарбоксилатов Muraplast FK-63 и воду /3/.
Недостатками известных составов литых бетонных смесей являются высокий расход цемента, недостаточная трещиностойкость при бетонировании крупногабаритных конструкций больших объемов с ограниченным доступом к участкам бетонирования из-за возникновения температурных деформаций при твердении массива. Кроме того, известный состав бетонной смеси не может обеспечить достижение параметров вязкости смеси и ее сохраняемости, необходимых для подачи смеси бетононасосом в труднодоступные места конструкции.
Известная бетонная смесь обладает свойствами пластичности, но недостаточной жизнеспособностью и значительной расслаиваемостью. Кроме того, бетонная смесь обладает повышенной плотностью и большим весом.
Техническая задача заключается в повышении технологичности бетонной смеси за счет увеличения жизнеспособности и предотвращения расслаиваемости смеси для подачи ее в труднодоступные места конструкций, получения качественного бетона заданной плотности и коррозионной стойкости, при обеспечении трещиностойкости монолитного бетона при бетонировании крупногабаритных конструкции.
Поставленная задача достигается тем, что бетонная смесь для монолитного бетонирования, включающая вяжущее, кварцевый песок, щебень гранитный фракции 5-20 мм, замедлитель твердения Centrament Retard, пластификатор на основе поликарбоксилатов Muraplast FK-63 и воду, согласно изобретению, дополнительно содержит тонкомолотый минеральный порошок МП-1 неактивированный из осадочных пород, а в качестве вяжущего - шлакопортландцемент, при следующем соотношении компонентов, масс.%:
шлакопортландцемент
13,4-16,8
песок кварцевый
42,2-42,9
щебень
25,1-28,1
минеральный порошок МП-1
6,5-6,9
указанный пластификатор
2,8-3,3
указанный замедлитель твердения
0,08-0,1
вода
Остальное.
Предлагаемая бетонная смесь отличается тем, что в качестве вяжущего содержит шлакопортландцемент, в качестве тонкомолотого минерального наполнителя минеральный порошок МП-1 неактивированный из осадочных горных пород, и соотношением компонентов.
Введение в бетонную смесь шлакопортландцемента способствует снижению тепловыделения при монолитном бетонировании и обеспечения прочности бетона.
Минеральный порошок МП-1 неактивированный из осадочных горных пород обеспечивает стабильность свойств бетонной смеси предотвращает седиментацию и расслоение бетонной смеси при водоцементном отношении 0,6.
Замедлитель твердения Centrament Retard обеспечивает равномерность твердения бетона по всему сечению монолита и режим твердения в течение 60 суток.
Пластификатор на основе поликарбоксилатов - Muraplast FK-63 обеспечивает необходимую подвижность бетонной смеси.
Предлагаемое соотношение компонентов: щебень - песок - минеральный порошок, в сочетании с пластификатором дает возможность получить самоуплотняющуюся бетонную смесь литой консистенции с низким тепловыделением заданных параметров вязкости и сохраняемости подвижности для бетонирования крупногабаритных конструкций.
При этом технический результат заключается в снижении плотности бетона, а следовательно веса конструкции, повышении трещиностойкости за счет обеспечения режима твердения монолитного бетона, повышении технологичности за счет сохраняемости смеси более 4х часов, при снижении расслаиваемости и возможности подачи ее насосом к месту бетонирования.
Используемые материалы сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Материал
Нормативный документ
Шлакопортландцемент ШПЦ 300 или ШПЦ 400
ГОСТ 10178-85 - Портландцемент и шлакопортландцемент Технические условия
Щебень гранитный фракции 5-20 мм
ГОСТ 8267-93 - Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия
Песок Мк=2-3
ГОСТ 8736-93 - Песок для строительных работ. Технические условия
Минеральный порошок (МП-1) неактивированный из осадочных горных пород
ГОСТ Р 52129-2003 - Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия
Вода
ГОСТ 23732-79 - Вода для бетонов и растворов. Технические условия
Суперпластификатор Muraplast FK 63 на основе поликарбоксилатных эфиров-сополимер, состоящий из отрицательно заряженной основной цепи с карбоксильными группами и длинными боковыми цепями полиэтиленоксида
ГОСТ 24211, ГОСТ 30459 ТУ 5745-013-51552155-2005
Замедлитель твердения Centrament Retard 390 - водный раствор полисахаридов и полифосфатов с плотностью 1,090-1,120 кг/м<sup>3</sup>
ГОСТ 24211, ГОСТ 30459 ТУ 5745-028-51552155-2009
Приготавливали бетонную смесь класса В20 в соответствии с ГОСТ 7473-94. Загрузка компонентов бетонной смеси в бетоносмеситель производят в следующей последовательности: щебень - песок - минеральный порошок МП-1 - цемент - вода с раствором добавок. Продолжительность перемешивания не менее 1,5-2 мин.
Примеры составов бетонной смеси и данные физико-механических испытаний сведены в таблицы 2, 3 и 4.
Таблица 2
Состав №
Состав бетонной смеси, масс.%
Пластификатор FK63
Замедлитель твердения Retard
ШПЦ
Песок
Щебень
МП-1
Вода
1
0,1
0,1
13,4
42,8
28,1
6,9
8,6
2
0,1
0,1
14,8
42,4
27,1
6,7
8,8
3
0,2
0,1
16,8
42,2
25,1
6,5
9,1
Таблица 3
Состав №
Осадка конуса, см
Расплыв конуса, см
Плотность, кг/м<sup>3</sup>
Время истечения, сек
Водоотделение, %
Сохраняемость, час
1
23
52
2341
12
0,14
>4 часов
2
26
55
2354
18
0,09
>4 часов
3
27
61
2361
15
0,0
>4 часов
Таблица 4
Состав №
В/Ц
Прочность при сжатии, МПа, в возрасте, сут
3
7
28
60
1
0,64
3,1
11,5
21,5
30,2
2
0,57
4,3
13,7
25,9
34,9
3
0,57
5,8
16,3
30,3
39,1
Предлагаемая бетонная смесь обладает свойствами литой самоуплотняющейся смеси с высокой сохраняемостью после ее приготовления, что обеспечивает возможность непрерывной закачки бетонной смеси при монолитном бетонировании с высокой скоростью в опалубку крупногабаритных конструкций, например баластировочного слоя морской стационарной ледостойкой платформы. При этом предлагаемый состав бетонной смеси обеспечивает оптимальный режим твердения массива бетона баластировочного слоя морской платформы без образования трещин и, таким образом, дает возможность обеспечить равномерное твердение в течение 28-60 суток при получении заданной плотности и прочности бетона.
Источники информации
1. Патент РФ №2057098, кл. C04B 28/04, опубл. 27.03.1996.
2. Патент РФ №2307810, C04B 28/04, опубл. 10.10.2007.
3. Жиронкин В.В. Особенности бетонирования в летний период, рассылка «Весь бетон», 134 выпуск, 03.04.2012 (прототип).