СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ
METHOD OF PREPARING CONCRETE MIXTURE

Изобретение относится к технологии приготовления бетонных смесей, преимущественно при бетонировании монолитных строительных конструкций.
Известен способ приготовления бетонной смеси (см. патент RU № 2029755С1, C04B40/00, опубл. 27.02.1995), сущность которого заключается в том, что осуществляют предварительную активацию цемента, воды и песка в количестве 25-50% от общего количества с последующей активацией путем циркуляции через насос в течение 1-10 мин. В смесь может быть введен суперпластификатор.
Известен также способ приготовления смеси (см.  патент RU № 2548263 С1, C04B40/00, опубл. 20.04.2015), сущность которого заключается в двухстадийном  перемешивании компонентов. На первой стадии предварительно  перемешивают вяжущее, мелкий заполнитель, 70-80% крупного заполнителя и 75-85%  воды затворения до получения однородной смеси. На второй стадии к предварительно перемешанной смеси добавляют оставшуюся часть крупного заполнителя, суперпластификатор с остальной частью воды затворения и окончательно перемешивают все компоненты до получения однородной бетонной смеси требуемой удобоукладываемости.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ приготовления бетонной смеси по патенту RU 2443650 С1, C04B28/00, опубл. 27.02.2012), включающий перемешивание цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, заключается в том, что  предварительно в заводских условиях перемешивают цемент, заполнители и часть воды затворения до получения бетонной смеси  осадкой конуса 2-4 см, затем полученную смесь транспортируют в автобетоносмесителе к месту использования и не позже двух часов с момента приготовления добавляют водный раствор суперпластификатора с оставшимся расчетным количеством воды затворения и окончательно перемешивают бетонную смесь в течение не менее трех минут.
Недостатком данного способа является трудность обеспечения достаточно точного дозирования дорогостоящего суперпластификатора  в бетонную смесь  вне заводских условий. Кроме того, данный способ не предусматривает возможность снижения суммарного расхода воды затворения по отношению к ее расчетному значению.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение технологичности и точности дозирования суперпластификатора в бетонную смесь для монолитного строительства, а также снижение суммарного расхода воды затворения без снижения подвижности смеси к моменту бетонирования монолитных конструкций.
Сущность изобретения заключается в том, что способ приготовления бетонной смеси, включающий двухстадийное  перемешивание цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, при этом предварительно на первой стадии в заводских условиях перемешивают цемент, заполнители, суперпластификатор и часть воды затворения до получения бетонной смеси с осадкой конуса, равной 10-12 см, затем полученная смесь транспортируется автобетоносмесителем к месту бетонирования монолитных конструкций, где в нее добавляют дополнительную часть воды затворения, необходимую для получения требуемой подвижности и окончательно перемешивают бетонную смесь в автобетоносмесителе.
В качестве суперпластификатора используют добавку -  комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата.
Способ осуществляется следующим образом.
В заводских условиях предварительно отдозированные заполнители и портландцемент перемешивают с добавкой суперпластификатора и частью воды затворения, необходимой для получения бетонной смеси с осадкой конуса 10-12 см. Полученную на первом этапе бетонную смесь загружают в автобетоносмеситель и транспортируют к месту бетонирования монолитной конструкции. Непосредственно на строительной площадке в автобетоносмеситель добавляют дополнительное количество воды затворения, необходимое для получения бетонной смеси требуемой марки подвижности и производят окончательное перемешивание бетонной смеси. При этом повышается технологичность и точность дозирования суперпластификатора, осуществляемого в заводских условиях по сравнению с введением супрепластификатора в смесь непосредственно на строительной площадке, по патенту RU 2443650.
3
Особенно это проявляется при больших объемах (до 10 м и выше)
бетонной смеси, доставляемой автобетоносмесителями к месту бетонирования. В таких случаях приходится непосредственно в условиях строительной площадки вводить в бетонную смесь 50- 80 л раствора суперпластификатора без надлежащего оборудования.
Кроме того, введение в смесь суперпластификатора в заводских условиях на первой стадии приготовления бетонной смеси по предлагаемому способу улучшает условия ее транспортирования с точки зрения сохранности подвижности, что обеспечивает снижение суммарного расхода воды затворения.
В результате снижения общего расхода воды затворения увеличиваются прочностные показатели бетона и снижается его проницаемость, что способствует повышению долговечности бетонируемых конструкций.
3
В качестве суперпластификатора в предлагаемом способе используют химическую добавку ST5.0 (СТ5.0) – комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата, выпускаемый фирмой ООО «СкайТрейд» по ТУ 5745-001-94590966-2011 и предназначенная для товарных бетонов, а также для железобетонных конструкций. Добавка представляет собой  жидкость от светло-коричневого до коричневого цвета со слабым запахом, с общим содержанием твердой фазы 25% (в весовом отношении). Значение pH (неразбавленный) 9±1,5, плотность добавки находится в пределах 1,070±0,03, г/см. Оптимальная дозировка ST 5.0 определяется опытным путем в зависимости от материалов и условий.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующим примером.
В качестве исходной принята товарная бетонная смесь марки по подвижности П4 для бетонирования монолитных конструкций с проектным классом бетона по прочности В25.
3
В качестве вяжущего использовали портландцемент марки ПЦ 500 –Д0-Н ГОСТ 10178-85 производства АО «Себряковцемент». Мелким заполнителем служил кварцевый песок месторождения Дугино Ростовской области с модулем крупности Мк=1,3, насыпной плотностью 1330 кг/м, отвечающим требованиям ГОСТ  8736-2014.
Крупным заполнителем был щебень фракции 5-20 мм,  производства ООО «Донской камень» Ростовской области, соответствующий требованиям ГОСТ 8267-93.
3
Состав бетонной смеси с расходом цемента 390 кг/м характеризуется соотношением компонентов (мас.ч.): цемент:песок:щебень = 1:1,9:2,7.
Добавку суперпластификатора в количестве 0,25% от массы цемента в расчете на безводное вещество добавки вводили в бетонную смесь предлагаемым способом и по наиболее близкому аналогу (патент RU 2443650). Из приготовленных бетонных смесей формовали образцы-кубы с ребром 100 мм, которые подвергали прочностным испытаниям по ГОСТ 10180-2012 после 28-ми суток твердения в нормальных условиях, а также стандартные образцы-цилиндры диаметром 150 мм для определения водонепроницаемости по ГОСТ 12730.5-84. Результаты испытаний представлены в таблице.
Таблица
№ опыта
Способ приготовления бетонной смеси
Расход воды затворения, л/м<sup>3</sup>
Осадка конуса, см
Прочность бетона после 28 сут. твердения, МПа/%
Марка водонепроницаемости бетона
на стадии предварительного перемешивания
на стадии окончательного перемешивания
суммарно по двум стадиям
после предварительного перемешивания
через 1 ч после I–й стадии
1
По  патенту 2443650
150
40
190
4
20
41,6/100
W4
2
Предлагаемый
155
35
190
6
18
42,0/101
W4
3
160
25
185
10
20
44,1/106
W6
4
160
20
180
10
21
46,2/111
W8
5
165
20
185
12
20
44,9/108
W6
6
170
20
190
14
19
42,4/102
W4
Как видно из представленных данных (опыты №№3,4,5), предлагаемый способ приготовления смеси с введением суперпластификатора на первой стадии позволяет снизить суммарный расход воды затворения, что обеспечивает повышение прочности бетона и марку его водонепроницаемости. При этом введение добавки суперпластификатора в перемешиваемую бетонную смесь на I-ой стадии в заводских условиях повышает точность ее дозирования по сравнению с полевыми условиями по патенту RU 2443650. Снижение общего расхода по предлагаемому способу и повышение водонепрницаемости  бетона способствует увеличению его долговечности при эксплуатации конструкций в условиях агрессивных воздействий окружающей среды.