Способ приготовления бетонной смеси для железобетонных конструкций
METHOD FOR PREPARATION OF CONCRETE MIX FOR REINFORCED CONCRETE STRUCTURES

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу производства железобетона.
Бетон включает цемент, песок, крупный заполнитель, молотый шлак, пластификатор на основе карбоксилатов, добавку нитрата кальция.
3
3
3
Известно, что цемент создает щелочную среду рН 13-14 в бетоне и этим предотвращает коррозию стальной арматуры. Так ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые» ограничивает минимальное количество цемента для тяжелых армированных бетонов 150 кг/м. Снижение количества цемента в железобетоне ниже 150 кг/м приводит к ускоренной коррозии стальной арматуры и как следствие снижение жизненного цикла всей железобетонной конструкции. В настоящее время цементы нового поколения и новые технологии позволяют изготавливать бетон высокой прочности с малым количеством (ниже 150 кг/м) цемента.
Технической задачей является изготовление железобетона с пониженным содержанием цемента высокой прочностью и долговечностью.
Известен патент RU 2434822 «Бетон с низким содержанием цемента»
Изобретение относится к бетонам с низким содержанием цемента, а также к способам получения такого бетона. Смесь содержит в массовых долях от 0,4 до 4% материалов в диапазоне размеров ультратонких частиц; от 1 до 6% портландцемента; от 8 до 25% материалов в диапазоне размеров тонких частиц; от 25 до 50% материалов в диапазоне средних размеров частиц; от 25 до 55% материалов в диапазоне более крупных размеров частиц. Премикс вяжущего содержит портландцемент, массовая доля которого составляет менее чем 50%, тонкие частицы, включающие частицы, в которых D10 и D90 составляют от 1 до 100 мкм, ультратонкие частицы, включающие частицы с D90 менее чем 1 мкм. Прочность на сжатие в возрасте 28 сут. 38-43МПа, 4 мес. 44-54МПа. Недостатком указанной смеси является ускоренная коррозия арматуры при малых содержаниях цемента.
Известен патент RU 2402502.Изобретение относится к модифицированным бетонным смесям со специальными свойствами. Бетонная смесь включает цемент, заполнитель, модификатор и воду. Дополнительно содержит полигидросилоксан и молотую породу. В качестве цемента используют портландцемент, в качестве модификатора - микрокремнезем и/или золу-уноса и пластифицирующую добавку либо микрокремнезем и/или расширяющий компонент и пластифицирующую добавку, а в качестве молотой породы -измельченный кварцевый песок, или молотый известняк, или молотую вулканическую породу при следующем соотношении компонентов в мас. %: цемент 7-20; заполнитель 60-85; модификатор 0,01-5,50; полиэтилгидросилоксан 0,002-0,010; молотая порода 2-15; вода - остальное. Недостатком указанной смеси является ускоренная коррозия арматуры при малых содержаниях цемента.
Наиболее близким к предложенному является изобретение RU 2104986. Изобретение относится к способу производства строительных материалов, к технологии приготовления бетонных смесей и может быть использовано при выполнении монолитных бетонных работ и выпуске сборных железобетонных изделий и конструкций. Способ приготовления бетонной смеси заключается  в предварительном перемешивании цемента, суперпластификатора, формовочной смеси и гранулированного шлака в течении 40 мин при мощности механического вовоздействия 120 Вт/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%: (30-50): (0,5-2,0) : (20-40) : (8-49,5) с последующим смешением с заполнителем, а также водой. Недостатком указанной смеси является ускоренная коррозия арматуры при малых содержаниях цемента.
Техническая задача заключается в разработке способа получения бетона высокой прочности с низким содержанием цемента, железобетона на его основе с замедленной коррозией арматуры.
3
2
Поставленная задача решается тем, что в бетонной смеси снижено содержание цемента до 100-50 кг/м, в состав бетонной смеси включены шлак, молотый совместно с добавкой нитрата кальция. При этом размол шлака совместно с нитратом кальция проводится до удельной поверхности частиц не менее удельной поверхности частиц цемента т.е. не менее 4200 см/г, определенной по методике ГОСТ 310.2-76.
Исходные материалы:
Щебень гранитный фракции 5-10 мм, ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ»;
Песок кварцевый М=2,5 - ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ»;
2
Цемент. Цемент ЦЕМ 0 42,5Н по ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные» с удельной поверхностью 2800-4200 см/г.;
Молотый шлак по ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов»;
Нитрат кальция по ГОСТ 24211-2008. «Добавки для бетона и строительных растворов»;
Суперпластификатор на основе поликарбоксилатов по ГОСТ 24211 - 2008. «Добавки для бетона и строительных растворов»;
Вода по ГОСТ 23731-201 Технические условия «Вода для бетонов и строительных растворов»;
Примеры бетонной смеси для производства бетона с низким содержанием цемента, высокой прочностью, пониженной коррозией арматуры:
Пример 1
3
Щебень гранитный- 700 кг/м
3
Песок кварцевый - 700 кг/м
3
Цемент М500 - 50 кг/м
3
Молотый шлак - 700 кг/м
3
Нитрат кальция- 2 кг/м
3
Суперпластификатор-12 кг/м
3
Вода - остальное - кг/м
Результаты испытаний железобетона в разных агрессивных средах приведены в таблице 1. Коррозия стальной арматуры оценивалась после выдержки в течение 6 месяцев образцов в модельных растворах. Толщина защитного слоя бетона всех образцов 2 см. Величина коррозии оценивалась как доля пораженной коррозией поверхности арматуры к общей поверхности арматуры в процентах.
Пример 2
3
Щебень гранитный- 700 кг/м
3
Песок кварцевый - 1400 кг/м
3
Цемент М500 - 50 кг/м
3
Суперпластификатор -12 кг/м
3
Вода - остальное - кг/м
Пример 3
3
Щебень гранитный- 700 кг/м
3
Песок кварцевый - 700 кг/м
3
Цемент М500 - 50 кг/м
3
Шлак(не молотый) - 700 кг/м
3
Суперпластификатор-12 кг/м
3
Вода - остальное - кг/м
Пример 4
3
Щебень гранитный- 700 кг/м
3
Песок кварцевый - 700 кг/м
3
Цемент М500 - 50 кг/м
3
Молотый шлак - 700 кг/м
3
Суперпластификатор-12 кг/м
3
Вода - остальное - кг/м
Пример 5
3
Щебень гранитный- 600 кг/м
3
Песок кварцевый - 700 кг/м
3
Цемент М500 - 150 кг/м
3
шлак - 700 кг/м
3
Суперпластификатор-12 кг/м
3
Вода - остальное - кг/м