СОСТАВ БЕТОННОЙ СМЕСИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ТОРКРЕТ-БЕТОНА МОКРЫМ СПОСОБОМ
CONCRETE MIXTURE COMPOSITION FOR PRODUCING HIGH-STRENGTH SHOTCRETE BY WET-MIX METHOD

Область техники
Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, а именно к производству бетонной смеси для нанесения на поверхность способом мокрого торкретирования при строительстве, восстановлении и ремонте сооружений, в т.ч. гидротехнических.
Изобретение относится к модифицированным бетонным смесям со специальными свойствами.
Уровень техники
Известна бетонная 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 бетона, водонепроницаемость и морозостойкость.
3
Известна бетонная смесь для изготовления высокопрочного бетона [патент РФ 2256629], содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем ортокремниевой кислоты с плотностью 1,014 г/см, водородным показателем 5÷6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии бетона, водонепроницаемость и морозостойкость.
Известна бетонная смесь, включающая в себя цемент, заполнитель (песок и щебень), модификатор и воду, дополнительно введены полиэтилгидросилоксан и молотая порода, при этом 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 [патент РФ 2402502].
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии бетона, водонепроницаемость и морозостойкость.
3
2
Наиболее близкой к предложенной бетонной смеси по техническому результату является бетонная композиция для торкретбетонных работ, включающая микрокремнезем с удельной поверхностью (20-40)⋅10 см/г, кварцевый песок фракций менее 0,140 мм и (0,140-0,630) мм, суперпластификатор С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, портландцемент алюминатный марки "500", жидкое натриевое стекло и воду [заявка на изобретение 95116996 (РФ)].
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность водонепроницаемость и морозостойкость, а также щелочная коррозия бетона.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является получение торкрет-бетона с высокими показателями прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и адгезии к бетонному основанию: прочность торкрет-бетона при сжатии - в пределах от 90 до 150 МПа, при растяжении - от 25 до 35 МПа, марка по морозостойкости - свыше F800, по водонепроницаемости - не ниже W12, адгезия - свыше 3,0 МПа.
Решение технической задачи создания высокопрочного торкрет-бетона способом мокрого торкретирования достигается применением мелкозернистой многокомпонентной высокоподвижной бетонной смеси, содержащей высокоэффективный гиперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира Sika ViscoCrete 5 New и редиспергируемый полимерный порошок на основе винилацетатэтиленовых сополимеров Vinnapas 5011L, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент
29÷33
Кварцевый песок, фр. 0,16÷0,315 мм
37÷20
Кварцевый песок, фр. 0,315÷1,25 мм
10÷20
Микрокремнезем уплотненный
6÷8
Диабазовая мука
10÷8
Известь негашеная
1÷2
Гиперпластификатор
1,3÷2
Редиспергируемый полимерный порошок
0,2÷0,5
Вода
5,5÷6,5
Высокая прочность, морозостойкость, водонепроницаемость получаемого бетона обеспечиваются введением в состав смеси негашеной извести, увеличивающей эффективность действия гиперпластификатора, способствующей повышению удобоукладываемости бетонной смеси и образованию в процессе гидратации в присутствии гидравлически активных добавок большого количества гидросиликатов кальция.
Показатели высокой плотности, прочности и адгезии получаемого бетона также обеспечиваются:
- нанесением мелкозернистой бетонной смеси на поверхность конструкции путем распыления под давлением по технологии мокрого торкретирования;
- использованием бесщелочных ускорителей схватывания, вводимых в смесь при нанесении на поверхность, без снижения прочности;
- использованием высоких дозировок высокоэффективных гиперпластификаторов последнего поколения, позволяющих регулировать содержание воды (водоцементное соотношение в пределах от 0,18 до 0,2) при сохранении требуемой подвижности для мокрого метода торкретирования;
- использованием редиспергируемых полимерных порошков на основе сополимеров винилацетата или акриловой основе, повышающих адгезию смеси и улучшающих ее реологические характеристики.
Осуществление изобретения
Примеры осуществления бетонной смеси приведены в таблице 1. Приготовление бетонной смеси осуществлялось в стационарном бетоносмесителе принудительного действия.
Последовательность загрузки материалов в стационарный бетоносмеситель была следующей: вода, гиперпластификатор, готовая сухая смесь (портландцемент, заполнитель, микрокремнезем, диабазовая мука, известь негашеная), редиспергируемый полимерный порошок. Перемешивание 5-6 минут.
Ускоритель схватывания применяется только бесщелочной Centrament Rapid 651 и Sika Sigunit L53 AF. Ускоритель схватывания подается отдельно от смеси в магистраль подачи сжатого воздуха непосредственно в сопло в количестве от 2 до 4% от массы цемента.
Результаты испытаний бетонной смеси и образцов, изготовленных по разработанной рецептуре методом мокрого торкретирования, приведенные в таблицах 2 и 3, показывают, что поставленная техническая задача получения торкрет-бетона с высокими физико-механическими свойствами решена.