сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (варианты)

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А с водой затворения, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100	26,3-26,66
Кварцполевошпатовый песок
с модулем крупности 2,1	32,88-33,2
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм	32,88-33,2
Нанодисперсный порошок
диоксида кремния Таркосил-05	0,013-0,052
Вода	6,888-7,927

2. Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А с водой затворения, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-70	26,26-26,5
Кварцполевошпатовый песок
с модулем крупности 2,1	32,8-33,1
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм	32,8-33,1
Нанодисперсный порошок
диоксида кремния Таркосил-05	0,013-0,052
Вода	7,248-8,127,

кроме того, в составе ВНВ-70 в качестве наполнителя используется перлит.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного мелкозернистого бетона, содержащая портландцемент, отсев дробления кварцитопесчанника и воду (см. Глаголев Е.С. Высокопрочный бетон на композиционных вяжущих и техногенных песках для монолитного строительства: Автореферат диссертации на соискание уч. ст.канд. техн. наук. - Белгород: Изд-во БГТУ им. Шухова, 2010-20 с.).

Недостатком известного состава сырьевой смеси является недостаточная прочность при сжатии мелкозернистого бетона.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон, включающий портландцемент, песок, гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H₂SiO₃ с плотностью =1,014 г/см³, рН 5 6, и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент	20,8-25,0
Песок	24,0-25,6
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм	42,45-45,55
Добавка - кремнеземсодержащий
компонент, представленный золем
H2SiO3 с плотностью =1,014 г/см3,
рН 5 6	0,75
Вода	7,30-7,8

(см. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. - 2006. - № 9. - с.89-90).

Недостатком состава сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона является ограниченность максимального значения прочности при сжатии, а также повышенное значение водопоглощения бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высоопрочного бетона с улучшенными строительно-техническими и эксплуатационными свойствами на основе композиционных вяжущих - вяжущих низкой водопотребности (ВНВ).

Технический результат изобретения - повышение прочности при сжатии и при изгибе в проектном возрасте, снижение расхода цемента за счет использования перлита в составе ВНВ-70 - до 30%.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, согласно изобретению в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают ультразвуковой обработке совместно с водой затворения в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100	26,3-26,66
Кварцполевошпатовый песок
с модулем крупности 2,1	32,88-33,2
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм	32,88-33,2
Нанодисперсный порошок
диоксида кремния Таркосил-05	0,013-0,052
Вода	6,888-7,927

Технический результат достигается также тем, что сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая вяжущее, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм, добавку и воду, согл асно изобретению в качестве добавки содержит нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, который предварительно подвергают ультразвуковой обработке совместно с водой затворения в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут, а в качестве вяжущего содержит вяжущее низкой водопотребности ВНВ-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100	26,26-26,6
Кварцполевошпатовый песок
с модулем крупности 2,1	32,8-33,1
Гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм	32,8-33,1
Нанодисперсный порошок
диоксида кремния Таркосил-05	0,013-0,052
Вода	7,248-8,127,

кроме того, в составе ВНВ-70 в качестве наполнителя используется перлит.

Создание высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой с улучшенными строительно-техническими и эксплуатационными свойствами предусматривает использование в качестве вяжущих - ВНВ с применением перлитовых пород Мухор-Талинского месторождения Республики Бурятия. ВНВ получают совместным помолом в шаровой мельнице до удельной поверхности 450-550 м²/кг портландцемента и органического водопонижающего реагента на основе нафталинсульфокислоты с формальдегидом - суперпластификатора СП-1 (1-2 мас.%) для ВНВ-100, портландцемента, минерального наполнителя в виде кремнеземистого материала - перлита в количестве 30% и суперпластификатора СП-1 (1-2 мас.%) для ВНВ-70.

Предлагаемое изобретение предусматривает снижение расхода воды для получения бетона за счет использования органического водопонижающего реагента в составе вяжущих веществ, получение ВНВ, улучшающих реологические характеристики бетонных смесей, повышение подвижности бетонной смеси за счет введения модификатора -нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 и органического водопонижающего реагента, снижение расхода модификатора бетона, снижение расхода дорогостоящего компонента бетонной смеси - цемента за счет замены его до 30% эффузивными породами алюмосиликатного состава - перлитовыми породами, повышение прочностных показателей, в том числе в начальные сроки твердения, снижение водопоглощения бетона.

Бетонные смеси с использованием ВНВ-100, ВНВ-70 характеризуются повышенной вязкостью в состоянии покоя и значительным тиксотропным разжижением при механических воздействиях, предопределяющими высокую степень их уплотнения и низкие энергозатраты на процесс формования, высокой однородностью, нерасслаиваемостью, водоудерживающей способностью при транспортировании, укладке и уплотнении. Темпы набора прочности бетона отличаются высокой интенсивностью. Цементный камень и бетон на ВИВ отличаются низкой пористостью практически с отсутствием крупных капиллярных пор.

Отличительной особенностью предлагаемой смеси для высокопрочного бетона является использование в качестве модифицирующей добавки бетона нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05, что способствует повышению подвижности цементного теста, а также бетонной смеси, и ее первоначальной сохраняемости во времени, сокращению сроков схватывания цемента, а также в качестве компонента ВНВ-70 - перлита. Экспериментально установлено, что, в зависимости от концентрации добавки, эффект повышения пластичности в начальный момент после завершения перемешивания составляет 50% и через 150 мин достигает максимума - 80%, а в зависимости от содержания перлита и суперпластификатора СП-1 - прочность ВНВ лежит в пределах 53-90 МПа.

Новая модифицирующая добавка - нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 получена способом (см. патент RU № 2067077, МПК 7 С01В 33/18, опубл. в бюл. № 27, 1996 г.) со средним размером первичных частиц около 53 нм, с удельной поверхностью 50,6 м²/г (по данным прибора для измерения удельной поверхности «Сорби-М»).

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 состоит более чем на 99% из аморфного кремнезема, содержание примесей, в мас.%: Al 0,01, Fe 0,01, Ti 0,03.

При использовании в качестве минеральной добавки в составе ВНВ кремнеземистого материала - кристаллического и закристаллизованного перлита решается задача повышения прочности и плотности структуры бетона из такого цемента. Это обеспечивается связыванием гидроксида кальция Ca(OH)₂, выделяющегося в ходе растворения силикатных минералов цемента, аморфизированным кремнеземом SiO ₂ кремнеземистого минерального материала и добавки из нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 с образованием прочных тоберморитоподобных кристаллогидратов вида C-S-H(I), что обеспечивает высокую прочность бетона.

Предлагаемая сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: ВНВ-100 (ВНВ-70) 26,3-26,66 (26,26-26,5), кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2 (32,8-33,1), гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88 - 33,2 (32,8-33,1), нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052 (0,013-0,052), вода 6,888-7,927 (7,248-8,127). Экспериментально установлено, что именно такой состав сырьевой смеси для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении подвижности бетонной смеси на 20-25%, снижении расхода воды в среднем на 15-20%, а также в повышении прочностных показателей в среднем на 27-36% и понижении показателей водопоглощения в среднем на 50-55% по сравнению с контрольным бездобавочным составом бетона на основе ВНВ-100 и ВНВ-70.

Введение в состав сырьевой смеси для высокопрочного бетона новой модифицирующей добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 позволяет регулировать микроструктуру затвердевающего камня и, соответственно, его физико-механические свойства. Экспериментально установлено, что при введении в состав сырьевой смеси для высокопрочного бетона нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 менее 0,013% наблюдается незначительное повышение прочностных показателей по сравнению с контрольным бездобавочным составом на портландцементе, а введение нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 более 0,052% является нецелесообразным, так как ведет к удорожанию конечной стоимости готового продукта - бетона. При этом экспериментальными исследованиями установлено, что введение новой модифицирующей добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 в указанном интервале позволяет получить параметры прочности при сжатии, превышающие показатели прочности бездобавочного контрольного бетона в среднем на 25-36%.

Экспериментальные исследования показали, что количественное изменение соотношения компонентов сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой (мас.%): ВНВ-100 (ВНВ-70) 26,3-26,66 (26,26-26,5), кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2 (32,8-33,1), гранитные отсевы фр. 2,5-5 мм 32,88 - 33,2 (32,8-33,1), нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052 (0,013-0,052), вода 6,888-7,927 (7,248-8,127) позволяет варьировать состав бетона без ощутимого изменения прочностных показателей и водопоглощения.

Компоненты сырьевой смеси для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой подобраны таким образом, чтобы получаемые образцы имели максимальные прочностные показатели.

Для получения предлагаемой сырьевой смеси для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой применяют портландцемент М400 ДО ООО «Тимлюйский цементный завод», перлит Мухор-Талинского месторождения (Республика Бурятия) с содержанием стеклофазы 60-80%, кварц-полевошпатовый песок (содержание кварца 65,6 мас.%, полевых шпатов 27,4 мас.%) с модулем крупности Мкр.=2,1, гранитные отсевы ОАО «Горняк» фракции 2,5-5 мм, продукт конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом - суперпластификатор СП-1 ТУ 6-36-0204229-625.

Химический состав материалов представлен в таблице 1.

Таблица 1
Химический состав сырьевых материалов
Материал/оксиды	SiO2	Al2O3	CaO	Fe2O3	MgO	K2O	Na2O	FeO	SO3	ппп
Портландцемент	20,7	4,81	63,73	4,44	1,65	0,36	0,40	-	2,90	1,01
Перлит	71,4	12,1	0,52	0,77	0,37	3,21	5,2	0,56	-	5,87
Кварцполевошпатовый песок с Мкр.=2,1	74,54	13,45	2,5	1,66	0,64	6,21		-	0,15	1,66

Готовят шесть смесей: три смеси компонентов, мас.%: ВНВ-100 26,3-26,66, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,88-33,2, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,88-33,2, нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052, вода 6,888-7,927 (составы 1-3, табл.2); три смеси компонентов, мас.%: ВНВ-70 26,26-26,5, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности 2,1 32,8-33,1, гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,8-33,1, нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013-0,052, вода 7,248-8,127 (составы 4-6, табл.2). Одновременно готовят контрольные бездобавочные составы бетона на основе ВНВ-100 и ВНВ-70 (составы 7, 8, табл.2). Кроме того, готовят два известных состава бетона с использованием портландцемента, песка и золя H₂SiO₃ с плотностью =1,014 г/см³ и рН 5 6, мас.%: 20,8-25; 24,0-25,6; 42,45-45,55 и 0,75, соответственно (составы 9 и 10 по прототипу, табл.2).

Смеси для составов 1-6 готовят следующим образом. Модифицирующую добавку - нанодисперсный порошок диокида кремния Таркосил-05, полученный на ускорителе электронов со средним размером первичных частиц около 53 нм, с удельной поверхностью 50,6 м²/г (по данным прибора для измерения удельной поверхности «Сорби-М»), подвергают ультразвуковой обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут вместе с водой затворения. Портландцемент, перлит и суперпластификатор СП-1 совместно измельчают в шаровой лабораторной мельнице до удельной поверхности 450-550 м² /кг при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 100; 70, перлит - 30, суперпластификатор СП-1 - 1-2. Полученные вяжущие низкой водопотребности ВНВ-100 и ВНВ-70 смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм, добавляют водную суспензию, содержащую модифицирующую добавку - нанодисперсный порошок диокида кремния Таркосил-05, при водоцементном отношении, равном 0,26-0,31, тщательно перемешивают в течение 4-5 минут, затем формуют образцы-призмы из полученной бетонной смеси одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм.

Аналогичным образом готовят образцы из контрольных смесей по составам 7, 8: вяжущие ВНВ-100, ВНВ-70 смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм, добавляют воду до водоцементного отношении 0,30-0,31, тщательно перемешивают в течение 4-5 минут, затем формуют образцы-призмы из полученной бетонной смеси одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95-98% в гидравлической ванне затвора.

Испытания проводятся по стандартным методикам и для каждого вида испытаний изготавливаются образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 10181.1-81 «Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости», ГОСТ 10180-90 (СТ СЭВ 3978-83) «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам», ГОСТ 12730.3-78 «Бетоны. Метод определения водопоглощения».Известные составы (9, 10 по прототипу) готовят следующим образом:из дистиллированной воды и жидкого стекла Na₂SiO₃ с плотностью =1.46 г/см³, рН 11, готовят раствор с соотношением Na₂SiO₃:H₂O=1:20. Отдозированные материалы помещают в стеклянную емкость и перемешивают до получения гомогенного раствора с =1,014 г/см³, рН 10. Раствор Na₂SiO ₃ с =1.014 г/см³, рН 10 пропускают через катионитовуюколонку и получают на выходе золь H₂SiO₃ с плотностью =1,014 г/см³ рН 5 6, который представляет собой кремнеземсодержащий компонент. Отдозированный кремнеземсодержащий компонент помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси:портландцемент М400, кварцполевошпатовый песок с модулем крупности Мкр.=2,1, гранитные отсевы камнедробления фр. 2,5-5 мм и воду, содержащую кремнеземсодержащий компонент, смешивают, затем формуют образцы-призмы одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95-98%. Исследуемые образцы испытывают на прочность через 3 и 28 суток.

В таблице 3 представлены физико-механические характеристики составов 1-10 исследуемых бетонов.

Таблица 3
№ составов	Предел прочности при сжатии, МПа		Водопоглощение, мас.%
	после 3 суток	после 28 суток
1	40	61	2,6
2	49	74	1,42
3	60	90	1,21
4	35	53	3,8
5	41	62	2,5
6	54	81	1,25
7	37	49	4,5
8	44	59	3,78
9	63	76	2,5
10	51	62	2,6

Анализ полученных результатов (табл.3) позволяет сделать следующие выводы:

- прочность высокопрочного бетона с использованием модифицирующей добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 лежит в пределах 53-90 МПа после 28 суток нормального твердения, что превышает прочность бетона без добавок в среднем на 60-62% и понижает показатели водопоглощения в среднем на 60-65%, а также превышает прочность бетона на основе ВНВ-100 и ВНВ-70 в среднем на 27-36% и понижает показатели водопоглощения в среднем на 50-55%;

- расход добавки - модификатора бетона - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 в 5-10 раз меньше по сравнению с введением в состав бетона кремнеземсодержащего компонента, представленного золем H₂SiO₃;

- применение полученных вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) позволяет экономить до 30% портландцемента без снижения прочностных показателей по сравнению с бетоном на основе портландцемента;

- повышение прочности связано с уменьшением расхода воды для получения бетона с одинаковой подвижностью за счет использования органического водопонижающего реагента, ускорением пуццолановой реакции и образованием большого количества гидросиликатов кальция (ГСК), преимущественно низкоосновных типа CSH(I), что приводит к ускорению твердения и повышению прочности;

- оптимальное водоцементное отношение для получения смеси для высокопрочного бетона лежит в пределах 0,26-0,31 на основе применения ВНВ и с использованием нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 (без использования нанодисперсной добавки диоксида кремния Таркосил-05 водоцементное отношение лежит в пределах 0,33-0,40), которое позволяет получить оптимальные физико-механические свойства бетона.

Предлагаемую сырьевую смесь для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой готовят следующим образом.

Отдозированный нанодисперсный порошок диокида кремния Таркосил-05, полученный на ускорителе электронов со средним размером первичных частиц около 53 нм, с удельной поверхностью 50,6 м ²/г, помещают в отдозированную воду. Для лучшего диспергирования агломератов наночастиц диоксида кремния в воде компоненты подвергают ультразвуковой обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 10 минут вместе с водой затворения. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: вяжущее-ВНВ-100 (ВНВ-70) 26,3-26,66 мас.% (26,26-26,5 мас.%) смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 в количестве 32,88-33,2 мас.% (32,8-33,1 мас.%) и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм в количестве 32,88-33,2 мас.% (32,8-33,1 мас.%), добавляют водную суспензию, содержащую добавку - нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 в количестве 0,013-0,052 мас.% (0,013-0,052 мас.%), добавляют воду в количестве 6,888-7,927 мас.% (7,248-8,127 мас.%), при водоцементном отношении, равном 0,26-0,30 (0,27-0,31), помещают в бетоносмеситель, тщательно перемешивают компоненты в течение 4-5 минут, затем из полученной бетонной смеси формуют образцы-призмы одинаковой подвижности размером 40×40×160 мм для контроля качества по параметрам прочности при сжатии, а также водопоглощения.

Твердение бетона осуществляют в нормальных условиях, а результаты испытаний согласно ГОСТ 10180-90 «Методы определения прочности по контрольным образцам» представлены в таблице 3.

Примеры, подтверждающие получение смеси для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой.

Пример 1. Модифицирующую добавку - нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 подвергают ультразвуковой обработке в ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А вместе с водой затворения в течение 10 минут. ВНВ-100 смешивают с заполнителями - кварцполевошпатовым песком с модулем крупности Мкр.=2,1 и гранитными отсевами фракции 2,5-5 мм.

Содержание компонентов в смеси, в мас.%:

ВНВ-100 26,3

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 32,88

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,88

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013.

После перемешивания в течение 4-5 минут добавляют воду в количестве 7,927 мас.% - В/Ц отношение 0,30, затем из полученной бетонной смеси формуют образцы-балочки размером 40×40×160 мм. Образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±2°C и влажности 95%.

Предел прочности при сжатии образцов в возрасте 3 суток 40 МПа, в возрасте 28 суток 61 МПа, водопоглощение 2,6 мас.%.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100 26,48

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 33,08

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 33,08

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,032.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 7,328 мас.%, В/Ц - отношение 0,28. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 49 МПа, 28 суток 74 МПа, водопоглощение 1,42 мас.%.

Пример 3. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-100 26,66

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 33,2

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 33,2

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,052.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 6,888 мас.%, В/Ц - отношение 0,26. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 60 МПа, 28 суток 90 МПа, водопоглощение 1,21 мас.%.

Пример 4. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-70 - 26,26

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 32,8

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,8

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,013.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 8,127 мас.%, В/Ц - отношение 0,31. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 35 МПа, 28 суток 53 МПа, водопоглощение 3,8 мас.%.

Пример 5. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-70 26,38

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 32,96

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 32,96

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,032.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 7,668 мас.%, В/Ц - отношение 0,29. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 41 МПа, 28 суток 62 МПа, водопоглощение 2,5 мас.%.

Пример 6. Проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ВНВ-70 26,5

Кварцполевошпатовый песок

с модулем крупности Мкр.=2,1 33,1

Гранитные отсевы фракции 2,5-5 мм 33,1

Нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 0,052.

Для получения бетонной смеси берут воду в количестве 7,248 мас.%, В/Ц - отношение 0,27. Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток 54 МПа, 28 суток 82 МПа, водопоглощение 1,25 мас.%.

В таблице 4 приведены сравнительные данные по прочности при сжатии в возрасте 3 и 28 суток нормального твердения, водопоглощения по массе высокопрочного бетона, полученного по предлагаемому изобретению в сравнении с прототипом (См. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. - 2006. - № 9. - с.89-90).

Таблица 4
Физико-технические свойства	Единица измерения	Бетон с нанодисперсным порошком диоксида кремния Таркосил-05	Бетон с золем H2 SiO3
Средняя плотность	кг/м3	2450	2400
Прочность при сжатии после 3 сут	МПа	32-60	51-63
Прочность при сжатии после 28 сут	МПа	53-90	62-76
Водопоглощение	% по массе	1,2-3,5	2,5-2,6

Таким образом, предлагаемый состав для получения высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой - нанодисперсным порошком диоксида кремния Таркосил-05 имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом (см. Комохов П.Г. Золь-гель как концепция нанотехнологии цементного композита // Строительные материалы. - 2006. - № 9. - с.89-90):

- эффект увеличения прочности достигается вследствие применения нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05, в результате которой происходит ускорение пуццолановой реакции и образование большого количества гидросиликатов кальция, преимущественно низкоосновных типа CSH(I), что приводит к ускорению твердения и повышению прочности;- прочность при сжатии полученного бетона с использованием новой добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 выше прочности при сжатии бетона с использованием золя H₂SiO₃, что объясняется повышенной плотностью полученного бетона, а количество добавки - нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 лежит в пределах 0,013-0,052%, в то время как в бетоне с золем H₂SiO₃ содержание добавки составляет 0,75%;

- получение вяжущего низкой водопотребности с использованием перлитовых пород позволяет экономить до 30% портландцемента без снижения прочностных показателей.

Предлагаемая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой на основе портландцемента, кварцполевошпатового песка с модулем крупности 2,1, гранитных отсевов и новой добавки нанодисперсного порошка диоксида кремния Таркосил-05 может быть использована для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.