СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ
METHOD OF PREPARING CONCRETE MIXTURE

Изобретение относится к области строительства, в частности к технологии приготовления бетонной смеси с добавками суперпластификаторов и может быть использовано при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций, в том числе монолитных.
Известен способ приготовления бетонной смеси (см.  патент RU № 2029755 С1, СО4В40/00, опубл. 27.02.1995), сущность которого заключается в том, что проводят 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. Технический результат – повышение прочности бетона при пластичности смеси 22 см.
Известен также способ приготовления бетонной смеси (см.  патент RU № 2028279 С1, C04B28/04, опубл. 09.02.1995), заключающийся в предварительном  перемешивании песка, щебня, 40-60% воды затворения и добавки 40-45%-ного водного раствора формиатно-спиртового пластификатора с последующим введением цемента и дополнительным перемешиванием с остальной частью воды затворения. В результате прочность бетона после пропаривания превышает марочную.
Наиболее близким является способ приготовления бетонной смеси (см.  патент RU 2443650 С1, C04B28/00, опубл. 27.02.2012), включающий предварительное в заводских условиях перемешивание цемента, заполнителя и часть воды затворения до получения бетонной смеси с осадкой конуса равной 2-4 см, затем полученная смесь транспортируется на строительную площадку, где в нее добавляют суперпластификатор с остальной водой затворения и бетонную смесь окончательно перемешивают в автобетоносмесителе.
Недостатком данного способа является повышенный расход цемента и  суперпластификатора.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение расхода наиболее дорогостоящих компонентов бетонной смеси – цемента и  суперпластификатора без снижения прочности бетона в возрасте 28 суток нормального твердения.
Сущность изобретения заключается в том, что способ приготовления бетонной смеси, включающий  перемешивание цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, отличающийся тем, что в бетоносмеситель сначала загружают мелкий заполнитель, суперпластификатор и часть воды затворения в количестве 55-65% от общего ее расхода и предварительно перемешивают их в течение 80-90 с, затем в бетоносмеситель загружают крупный заполнитель, цемент и остальную часть воды затворения, после чего бетонную смесь окончательно перемешивают в течение 50-60 с.
В качестве мелкого заполнителя используют природный песок и отсев камнедробления фракции 0-5 мм, образующийся в качестве побочного продукта производства щебня, в соотношении между песком и отсевом (в процентах по массе), соответственно, (40-50):(50-60).
В качестве суперпластификатора используют добавку - комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата.
Степень однородности смеси при этом определяют визуально.
Бетонную смесь готовят следующим образом. Предварительно отдозированные мелкий заполнитель, суперпластификатор и 65-70% воды затворения загружают в бетоносмеситель и перемешивают в течение 80-90 с. Затем в смеситель добавляют цемент, крупный заполнитель и остальную часть воды затворения, после чего смесь окончательно  перемешивают в течение 50-60 с.
В качестве мелкого заполнителя используют мелкий природный кварцевый песок с модулем крупности до 1,5 и отсев камнедробления фракции 0-5 мм с модулем крупности не ниже 2,5, образующийся в производстве щебня, при соотношении между ними по массе, соответственно, от 1:1 до 1:1,2.
3
В качестве суперпластификатора в предлагаемом способе используют химическую добавку ST 3.0.5 (СТ 3.0.5) – комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата, выпускаемый по ТУ 5745-001-94590966-2011 (Сертификат соответствия № 2120195) и предназначенный для товарных бетонных и растворных смесей. Добавка изготавливается в виде  жидкости темно-коричневого цвета со слабым запахом, с общим содержанием твердой фазы 30% (в весовом отношении). Значение pH 6,5±1,5, плотность добавки находится в пределах 1,100±0,03, г/см. Добавка способствует увеличению подвижности, прочности,  водонепроницаемости и морозостойкости бетона, снижению истираемости.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующим примером.
Для приготовления бетонной смеси, обеспечивающей получение бетона класса по прочности В30, используют портландцемент марки ПЦ 500 Д0-Н ГОСТ 10178-85 производства АО «Себряковцемент».
Крупный заполнитель - щебень фракции 5-20 мм, из песчаника Садковского месторождения Ростовской области, по ГОСТ 8267-93, мелкий заполнитель – песок Приазовского месторождения с модулем крупности равным 1,49, содержащий 2,9% пылевато-глинистых частиц, а также отсев камнедробления фракции 0-5 мм с модулем крупности равным 2,53, образующийся в производстве щебня из песчаника. Соотношение в мелком заполнителе между песком и отсевом в пределах (40-50%) : (50-60%).
В качестве суперпластификатора используют комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата ST 3.0.5 (СТ 3.0.5). Дозировка суперпластификатора ST 3.0.5 (СТ 3.0.5) принята 0,4% от массы цемента в пересчете на безводное вещество добавки.
Соотношение между компонентами бетонной смеси составляет (мас.ч.):
3
цемент : щебень : мелкий песок = 1:2,39:2,81 при исходном В/Ц = 0,47 (расход воды 170 л/м).
Бетонную смесь готовят следующим образом. В заводских условиях в бетоносмеситель загружают предварительно отдозированные количества песка, отсева, суперпластификатора и часть воды затворения в количестве 55-65% от общего ее количества, и предварительно их перемешивают в течение 80-90 с. Затем в бетоносмеситель загружают крупный заполнитель, цемент и остальную часть воды затворения, после чего окончательно перемешивают все компоненты до получения однородной бетонной смеси требуемой удобоукладываемости.
Из полученной  бетонной смеси изготавливают образцы-кубы с ребром 100 мм, которые через 28 суток нормального твердения подвергают  стандартным прочностным испытаниям в соответствии с ГОСТ 10180-2012.
Результаты испытаний приведены в таблице.
Из приведенных в таблице данных видно, что применение предлагаемого способа (составы №№ 2,3,4) позволяет на 20% уменьшить расход цемента и суперпластификатора без снижения показателей удобоукладываемости смеси и прочности  бетона в возрасте 28 суток нормального твердения.