ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН
HIGH-STRENGTH CONCRETE

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в гражданском, промышленном и дорожном строительстве и при монолитном возведении сооружений и дорожного покрытия.
3
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 28/04, 20.07.2005 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см, водородным показателем рН=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе высокопрочного бетона.
3
4
6
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256630, С04В 28/04, 04В111:20, 20.07.2005 г.), содержащая портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см, водородным показателем рН=5-6, добавку - калий железистосинеродистый K[Fe(CN)] и воду.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе высокопрочного бетона.
3
3
3
3
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является сырьевая смесь для высокопрочного бетона (RU №2555993, С04В 28/04, С04В 24/24, С04В 22/08, С04В 103/40, 10.07.2015 г., Бюл. №19), содержащая портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,6, щебень гранитный фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см, водородным показателем рН=5±0,5, добавку, представленную водным раствором с плотностью ρ=1,12 г/см и водородным показателем рН=7,5±0,5, состоящим из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см и водородным показателем рН=7,5±0,5 и поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см и водородным показателем рН=7,5±0,5, глюконата натрия и воды при следующем соотношении компонентов, мас. %:
поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой
кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см<sup>3</sup> и водородным
показателем рН=7,5±0,5
9,3-10,0
поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и
ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см<sup>3</sup>
и водородным показателем рН=7,5±0,5
10,2-10,4
глюконат натрия
2,6-2,8
вода
77,2-77,5
при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:
портландцемент
21,1-23,2
указанный щебень
41,94-42,82
указанный песок
28,3-29,0
указанный кремнеземсодержащий компонент
0,12-0,13
указанная добавка
0,15-0,2
вода
6,24-6,75
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность на растяжение при изгибе высокопрочного бетона.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона, обладающего повышенной прочностью на растяжение при изгибе.
3
3
2
3
3
Поставленная задача решается за счет того, что высокопрочный бетон из смеси содержащей портландцемент, кварцевый песок, щебень гранитный, воду и добавку в виде водного раствора состоящего из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см и водородным показателем рН=7,0; глюконата натрия и воды, содержит кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,2 и щебень гранитный фракции 5-20 мм, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м/кг, водный раствор добавки дополнительно содержит золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см и водородным показателем рН=4,0; золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см и водородным показателем рН=9,0, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты
с плотностью ρ=0,95 г/см<sup>3</sup> и водородным показателем рН=7,0
9,5-14,0
поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и
ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см<sup>3</sup> и
водородным показателем рН=7,0
10,5-13,0
глюконат натрия
2,5-3,0
золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см<sup>3</sup> и
4,5-5,0
водородным показателем рН=4,0
золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см<sup>3</sup> и
водородным показателем рН=9,0
6,5-4,0
вода
62,0-62,5
при следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас. %:
портландцемент
14,9-16,7
указанный песок
28,0-28,4
указанный щебень
45,4-46,0
указанный известняк
2,0-2,2
указанная добавка
0,2-0,22
вода
7,7-8,28
2
Использование тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м/кг повышает плотность и однородность бетонной смеси, который в присутствии высокоэффективной добавки проявляет реакционную активность, образуя в качестве гидратного соединения основной карбонат кальция, все это способствует повышению прочности, в т.ч. прочности на растяжение при изгибе. А также использование добавки, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров, золя кремниевой кислоты и золя гидроксида алюминия повышает степень гидратации бетонной твердеющей системы и уже в начальный период твердения образуются в повышенном количестве гидросульфоалюминат кальция, который имеет удлиненную игольчатую структуру кристаллов, а также образуются низкоосновные тоберморитоподобные гидроксилаты CSH(I), которые тоже имеют удлиненную волокнистую структуру. Образование указанных гидратных соединений способствует повышению прочности на растяжение при изгибе, и при этом при взаимодействии золя кремниевой кислоты и золя гидроксида алюминия дополнительно образуются прочные и гибкие полиалюмосиликатных цепочки в твердеющей системе, которые придают бетону особую гибкость, что также способствует повышению прочности на растяжение при изгибе.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.
3
3
3
3
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии тонкомолотого известняка и добавки, представленной водным раствором, состоящим из поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см и водородным показателем рН=7,0; поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см и водородным показателем рН=7,0; глюконата натрия; золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см и водородным показателем рН=4,0; золя гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см и водородным показателем рН=9,0 и воды, а именно повышает прочность на растяжение при изгибе.
По мнению авторов и заявителя изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском, промышленном и дорожном строительстве и при монолитном возведении сооружений и дорожного покрытия.
Пример конкретного выполнения:
I. приготовление добавки:
3
1.1 дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см и водородным показателем рН=7,0;
3
1.2 дозируют поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см и водородным показателем рН=7,0;
1.3 глюконат натрия;
3
1.4 дозируют золь кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,012 г/см и водородным показателем рН=4,0;
3
1.5 дозируют золь гидроксида алюминия с плотностью ρ=1,013 г/см и водородным показателем рН=9,0;
1.6 дозируют воду;
3
1.7 отдозированные по п. 1.1; 1.2; 1.3; 1.4; 1.5 и 1.6 компоненты тщательно перемешивают до получения однородного раствора с плотностью ρ=1,037 г/см и водородным показателем рН=7,5 и транспортируют в накопительную емкость;
2
II. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м/кг песок с модулем крупности Мкр.=2,2, щебень гранитный фракции 5-20 мм.
2.1 Отдозированные компоненты по п. 2 транспортируют в бетоносмеситель любой современной конструкции, используемой на заводе;
2.2 дозируют воду;
2.3 дозируют добавку, приготовленную по п. 1.7;
2.4 отдозированную добавку по п. 2.3 транспортируют в отдозированную воду по 2.2;
2.5 смесь, приготовленную по 2.4, транспортируют в бетоносмеситель п. 2.1;
2.6 все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3-х минут;
2.7 готовую бетонную смесь для высокопрочного бетона транспортируют к месту приготовления изделий;
2.8 Непосредственно из бетоносмесителя отбирают бетонную смесь, приготовленную по п. 2.7, из которой изготавливают образцы-призмы размером 10×10×40 см, дальнейшее хранение которых производят в нормальных условиях и по достижении возраста равного 28 суткам образцы подвергают испытанию на прочность на растяжение при изгибе по ГОСТ 10180-2012. Полученные результаты представлены в таблице.
Проведенные исследования показали, что прочность на растяжение при изгибе повышается на 25%.