Состав лёгкого самоуплотняющегося конструкционного бетона (ЛКБ) на основе цементной матрицы
COMPOSITION OF LIGHTWEIGHT SELF-COMPACTING STRUCTURAL CONCRETE (LKB) BASED ON A CEMENT MATRIX

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при возведении зданий в гражданском, промышленном строительстве и при возведении сооружений специального назначения.
Цель изобретения - получение легкого самоуплотняющегося конструкционного бетона (ЛКБ) высокой прочности, высокой морозостойкости, низкой себестоимости и низкой теплопроводности.
Состав для изготовления ЛКБ содержит механоактивированный портландцемент, пеностеклокерамические гранулы, реологически активную каменную муку, водоудерживающую добавку, микро- и нанокремнеземы, полифункциональный модификатор на поликарбоксилатной основе, воду, в следующем соотношении компонентов, мас.%: механоактивированный портландцемент 15-25, полифункциональный модификатор 1-2,5, реологически активная каменная мука 10-25, водоудерживающая добавка 0,003-0,02, микро- и нанокремнеземы 1,5-7, пеностеклокерамические гранулы, 30-50, вода - остальное.
Известен состав высокопрочного легкого бетона (патент RU 2515450 С1, опубликовано: 10.05.2014) включающий, компонентов мас.%: портландцемент 33,8-53,0; микрокремнезем 4,77-13,8; каменную муку 1,5-11,9; кварцевый песок 5,1-32,2; микросферы 4,3-19,27; пластификатор 0,3-0,48; воду - остальное.
Недостатком этого композита является относительно низкий показатель прочности, и высокая себестоимость.
Также известен состав теплоизоляционно-конструкционной кладочной смеси на основе легкого заполнителя (патент RU 2515631 С1, опубликовано: 20.05.2014), включающий, компонентов мас.%: портландцемент 15-20, кварцевый песок 22,308-39,196, полые микросферы 1,310-9,978, водоудерживающую добавку 0,1% от массы портландцемента, вода - остальное.
Недостатками кладочной смеси являются относительно низкая прочность, при высокой плотности, приводящей к утяжелению конструкций.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному составу является состав высокопрочного легкого фибробетона (патент RU 2548303 С1, опубликовано: 20.04.2015), содержащий, компоненты мас.%: портландцемент 34,5-52,7; микрокремнезем (со средним размером частиц 0,01-1 мкм) 7,0-13,65; каменную муку 1,5-11,9; кварцевый песок 5,1-31,3; микросферы 4,3-19,2; гиперпластификатор 0,3-0,48; волокно 0,3-1,5; воду - остальное.
3
Недостатками этого материала является высокая плотность 1,4-1,79 г/см, не позволяющая классифицировать его как легкий конструкционный.
Предлагаемый композиционный материал представляет собой легкий бетон с высокими теплотехническими характеристиками. Данный результат достигается путем применения легкого заполнителя кубовидной формы с множеством замкнутых пор, обеспечивающих высокий теплоизоляционный эффект, и низкую плотность конечного продукта, а так же высокую адгезию с вяжущим материалом. При низких показателях плотности и теплопроводности бетон обладает высокой прочностью, что достигается путем создания в бетоне высокопрочной цементной матрицы за счет рациональной упаковки компонентов и образования прочных химических связей. Предлагаемый бетон позволяет возводить многоэтажные здания с высокими теплотехническими и прочностными показателями, соответствующими современным требованиям.
Технология заявляемого состава включает следующие переделы: механоактивация портландцемента совместно с полифункциональным модификатором на поликарбоксилатной основе и микро- и нанокремнеземом, дозировка сухих компонентов, воды, перемешивание до образования однородной литой массы, формирование изделий и выдержка в течение 28 суток до набора максимальной прочности.
В таблице 1 представлены составы синтезированных композитов.
L
Были изучены физико-механические свойства синтезируемых составов, которые представлены в таблице 2.
Анализ полученных результатов показывает, что все синтезированные составы имеют высокую прочность как на сжатие, так и на изгиб, морозостойкость и плотность, соответствующую легким бетонам по ГОСТ 25820-2014.