ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН
HIGH-STRENGTH CONCRETE

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения, например гидросооружений.
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (Ю.М. Баженов. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), Москва, 2002 г., с. 377), содержащая портландцемент, кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии в раннем возрасте до 7 суток.
2
3
3
Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU №2256629, С04В 28/04, С04В 111:20, 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем HSiO с плотностью ρ=1,014 г/см, рН=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии в раннем возрасте до 7 суток.
2
3
4
6
3
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU №2256630, С04В 28/04, С04В 111:20, 20.07.2005 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем HSiO с плотностью ρ=1,014 г/см, рН=5-6, добавку - калий железистосинеродистый KFe(CN) и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент
43,58-47,08
Песок
14,43-15,69
Щебень
25,70-27,84
Кремнеземсодержащий компонент,
представленный золем H<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> с
плотностью ρ=1,014 г/см<sup>3</sup>, рН=5-6
0,25-0,27
Добавка - калий
железистосинеродистый K<sub>4</sub>Fe(CN)<sub>6</sub>
0,44-0,47
Вода
12,0-12,15
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной ранней прочностью при сжатии в возрасте до 7 суток.
2
3
6
11
7
3
3
3
3
Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон состоит из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду. Новым по сравнению с высокопрочным бетоном, выбранным за прототип, является то, что содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности Мкр.=2,1, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент представлен золем HSiO с плотностью ρ=1,014 г/см, значением рН=4±0,5, и добавку, представленную водным раствором, с плотностью ρ=1,12 г/см и рН=8,0±0,5, состоящим из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см, рН=7±0,5, и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см и рН=7±0,5, глюконата натрия, CHNaO, формиата натрия (HCOONa) и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поликарбоксилатный полимер
на основе метакриловой кислоты
с плотностью ρ=0,95 г/см<sup>3</sup> и рН=7±0,5
9,0-10,5
Поликарбоксилатный полимер
на основе эфира аллила и
ангидрита малеиновой кислоты
с плотностью ρ=1,03 г/см<sup>3</sup> и рН=7±0,5
10,5-11,0
Глюконат натрия, C<sub>6</sub>H<sub>11</sub>NaO<sub>7</sub>
2,5-2,9
Формиат натрия, HCOONa
1,3-1,4
Вода
75,2-75,7
при следующем соотношении компонентов бетонной смеси для высокопрочного бетона, мас.%:
Портландцемент
38,5-40,5
Указанный щебень
42,09-43,09
Указанный песок
8,0-8,41
Указанный кремнеземсодержащий компонент
0,1-0,11
Указанная добавка
0,12-0,17
Вода
9,19-9,72
3
3
6
11
7
Совместное присутствие добавки, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров - поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см и рН=7±0,5 и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см и рН=7±0,5, глюконата натрия, CHNaO, формиата натрия (HCOONa) и воды в сочетании с золем кремниевой кислоты, способствует повышению скорости набора прочности при сжатии в раннем возрасте (до 7 суток), что соответствует росту прочности на 22%.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.
3
3
3
3
6
11
7
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см, характеризуемого значением рН=4±0,5, и добавки с плотностью ρ=1,12 г/см и pH=8,0±0,5, представленной смесью поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см и рН=7±0,5 и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см и рН=7±0,5, глюконата натрия, CHNaO, формиата натрия (HCOONa) и воды, а именно увеличивает скорость набора прочности при сжатии в раннем возрасте до 7 суток, которая превышает рост прочности при сжатии на 22% относительно прототипа.
По мнению авторов и заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности «изобретательский уровень».
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском строительстве и при монолитном возведении сооружений специального назначения.
Пример конкретного выполнения.
1. Приготовление золя кремниевой кислоты:
1.1. Дозируют натриевое жидкое стекло.
1.2. Дозируют воду.
3
1.3. Смешивают отдозированные компоненты по п. 1. и п. 2. до получения раствора с ρ=1,016 г/см.
1.4. Раствор, приготовленный по п. 1.3, пропускают через катионитовую колонку, содержащую катионит КУ-2-8.
2
3
3
1.5. На выходе из колонки получают раствор золя HSiO, который имеет плотность ρ=1,014 г/см, при этом готовым продуктом является золь со значением рН=4±0,5.
2. Приготовление добавки:
3
2.1. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см и рН=7±0,5.
3
2.2. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см и рН=7±0,5.
6
11
7
2.3. Дозируют глюконат натрия, CHNaO.
2.4. Дозируют формиат натрия (HCOONa).
2.5. Дозируют воду.
3
2.6. Отдозированные по п. 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 и 2.5 компоненты тщательно перемешивают до получения раствора с плотностью ρ=1,12 г/см и рН=8,0±0,5.
3. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, песок кварцевый с модулем крупности Мкр.=2,1, щебень гранитный фракции 5-10 мм.
3.1. Отдозированные компоненты по п. 3 транспортируют в бетоносмеситель любой современной конструкции, используемый на заводе.
3.2. Дозируют воду.
3.3. Дозируют кремнеземсодержащий компонент, приготовленный по п. 1.5.
3.4. Дозируют добавку, приготовленную по п. 2.5.
3.5. Компоненты, отдозированные по п. 3.3 и п. 3.4, транспортируют в отдозированную воду по п. 3.2.
3.6. Смесь, состоящую из воды и добавок, приготовленную по п. 3.5, транспортируют в бетоносмеситель.
3.7. Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3 минут и получают готовую бетонную смесь, которую транспортируют к месту изготовления изделий и отбора образцов для контроля качества по параметрам прочности при сжатии в раннем возрасте до 7 суток. Контроль прочности при сжатии осуществляется по ГОСТ 10181-2000.
Твердение бетона осуществляется в нормальных условиях, составы бетонной смеси и результаты представлены в табл. 1 и 2.
Анализ данных, представленных в табл. 1 и 2, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению по сравнению с контрольным составом повышает скорость набора прочности при сжатии в раннем возрасте, которая превышает рост прочности при сжатии на 22% относительно прототипа.