БЕТОННАЯ СМЕСЬ
CONCRETE MIXTURE

Изобретение относится к составам бетонных смесей и может найти применение в строительстве при изготовлении высококачественных сборных бетонных или железобетонных изделий и конструкций.
Известна бетонная смесь, включающая в себя цемент, щебень, песок, суперпластификатор С-3 и воду (В.Г. Батраков. Модифицированные бетоны. М.: Стройиздат, 1998, стр.152).
Известна бетонная смесь, содержащая цемент, щебень, песок и воду, а также суперпластификатор С-3 на основе натриевой соли нафталинсульфокислоты с формальдегидом в качестве добавки при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 13,15; щебень - 45,08; песок - 28,55; вода - 5,33; суперпластификатор на основе натриевой соли нафталинсульфокислоты с формальдегидом С-3 - 0,0789 (Бетоны с эффективными суперпластификаторами. М., НИИЖБ, 1979, с.21-22).
Недостатком этого состава является недостаточная прочность бетона в возрасте 10 и 12 часов.
3
3
3
Наиболее близким аналогом для заявленной бетонной смеси является бетонная смесь, включающая цемент 300-520 кг/м, заполнитель 1590-2030 кг/м, воду 105-200 кг/м и добавку, содержащую следующие компоненты, мас.ч.: суперпластификатор С-3 0-40; пеногаситель - 139-282 в количестве 0,02-0,06; лигнопан с молекулярной массой 10-50 кДа 10-20; тиосульфат натрия и/или роданистый аммоний или натрий 40-55; углекислый натрий 1-2, а содержание добавки составляет 0,6-1,5% от массы цемента (RU №2247092, C04B 28/02, C04B 22:08, C04B 24:20, C04B 111:20, опубл. 27.02.2005).
Недостатком этого состава бетонной смеси является недостаточная прочность бетона в возрасте 10 и 12 часов.
Задачей настоящего изобретения является повышение прочности бетона в возрасте 10 и 12 часов, что позволяет получать требуемую отпускную или передаточную прочность бетона в этом возрасте, снижая температуру изотермической выдержки при тепловлажностной обработке в производстве сборного бетона и железобетона.
Технический результат достигается тем, что бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель крупный и мелкий, воду и добавку, в качестве крупного заполнителя содержит щебень фракции 5-20, в качестве мелкого заполнителя содержит песок с модулем крупности 2,1, отличающаяся тем, что в качестве цемента содержит портландцемент с содержанием зерен размером менее 3 мкм более 16%, содержащий в своем составе интенсификатор помола «InCem» E500 в количестве 0,0365% от массы портландцемента, в качестве добавки содержит пластифицирующую добавку на основе эфиров поликарбоксилатов Sika Viscocrete 20 Gold, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
указанный портландцемент
15,28-16,49
песок
29,67-29,95
щебень
48,53- 48,64
добавка Sika Viscocrete 20 Gold
0,061-0,066
вода
остальное
Новым в данном техническом решении является новое сочетание известных компонентов, используемых в бетонных смесях, и их новое количественное соотношение, что позволяет получить указанный выше технический результат.
По мнению заявителя, данный состав бетонной смеси неизвестен, и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "новизна".
Так как заявленная совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее получить изменение количественной меры результата, а именно: повышение прочности бетона в возрасте 10 и 12 часов, то можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".
Заявляемое изобретение применимо и может быть использовано в промышленном, гражданском и транспортном строительстве.
3
Активность портландцемента при нормальном твердении и его марка или класс не являются надежной характеристикой эффективности портландцементов при тепловой обработке. Расход портландцементов одной марки для получения отпускной или передаточной прочности бетонов с одинаковыми характеристиками по нормативной прочности и удобоукладываемости может отличаться в значительных пределах на 1 мбетона. Одной из причин этого может быть разное содержание в портландцементах зерен тонких фракций. С другой стороны, портландцементы, содержащие в своем составе интенсификаторы помола, могут иметь более медленный набор прочности в течение первых 12 часов гидратации, а при введении в состав бетона пластифицирующих добавок может наблюдаться еще более медленный набор прочности.
Для исследования свойств бетона, полученного с помощью заявляемого состава, были приготовлены равножесткие бетонные смеси с жесткостью 17 сек. Бетонные смеси соответствовали ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия». Удобоукладываемость определялась по ГОСТ 10181-2000 «Смеси бетонные. Методы испытаний».
В качестве крупного заполнителя применялся щебень, фракции 5-20 мм, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия». В качестве мелкого заполнителя использован песок, удовлетворяющий ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия» с модулем крупности 2,1. В качестве добавки - пластифицирующая добавка на основе эфиров поликарбоксилатов - Sika Viscocrete 20 Gold по ТУ 2493-005-13613997-2008. Для приготовления состава по заявляемому изобретению использовали портландцемент марки ПЦ-500-Д0-Н, содержащий интенсификатор помола «InCem» E500 на основе поверхностно-активных органических веществ - аминов. Испытания состава, изготовленного в соответствии с прототипом, были проведены с добавкой Лигнопан Б-2, соответствующей ТУ 5745-001-74660901-2005 на портландцементе марки ПЦ-500-Д0-Н без интенсификатора помола, изготовленного из того же клинкера.
Определение прочности производилось в соответствии с ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам» на серии образцов бетона после тепловлажностной обработки продолжительностью 10 и 12 часов с температурой изотермической выдержки, равной 40°C. Анализ гранулометрического состава зерен портландцементов был выполнен с помощью лазерного дифракционного анализатора размера частиц MicroSizer 201 и представлен в таблице 1.
ТАБЛИЦА 1
Гранулометрический состав портландцементов
Портландцемент
Содержание зерен цемента размером менее, %
2 мкм
3 мкм
5 мкм
10 мкм
16 мкм
32 мкм
50 мкм
100 мкм
Без интенсификатора помола (использован в составах бетона №1 и 2)
9,5
10,6
21,8
36,8
47,6
72,2
83,1
97,5
С интенсификатором помола (использован в составе бетона №5)
14,6
20,2
28,6
42,9
51,3
70,7
82,7
96,0
С интенсификатором помола (использован в составе бетона №3)
11,7
16,1
23,8
38,6
49,2
75,2
90,1
98,7
С интенсификатором помола (использован в составе бетона №4)
13,8
18,3
27,5
42,2
51,8
73,8
87,9
97,9
Тонкость помола портландцемента соответствовала требованиям ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент», т.к. при просеивании проб портландцемента сквозь сито с сеткой №008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.
Анализ данных, представленных в таблице 2, показывает, что использование предлагаемого изобретения позволяет повысить прочность бетона после малопрогревных режимов тепловлажностной обработки продолжительностью 10 часов в пределах 31% и продолжительностью 12 часов в пределах 34% по сравнению с прототипом.