бетонная смесь

Формула изобретения

Бетонная смесь, включающая портландцемент, щебень гранитный, песок кварцевый, микронаполнитель, суперпластификатор на основе поликарбоксилатов и воду, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно золу-унос ТЭЦ, в качестве микронаполнителя - молотый известняк МП-1, а в качестве суперпластификатора на основе поликарбоксилатов - МС-RowerFlow 2695, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент	8-10
Молотый известняк МП-1	6-8
Зола-унос ТЭЦ	3-6
Песок кварцевый с модулем крупности Мк=1,9	30-40
Щебень гранитный фракции 3-10 мм	15-18
Щебень гранитный фракции 5-20 мм	14-16
Суперпластификатор на основе поликарбоксилатов
(МС-RowerFlow 2695)	0,0015-0,003
Вода	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к составу сырьевой смеси для получения бетона с повышенной плотностью, отсутствие крупных пор снижает риск коррозии бетона, что увеличивает долговечность бетона, и возможность использования его в условиях агрессивной среды и может быть использовано для производства бетона высокого качества.

Известен патент: «Бетонная композиция» для производства конструкционных материалов, торкретбетонных и цементационных работ, содержащая портландцемент, суперпластификатор С-3, микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15-25)·10³ см²/г, кварцевый песок фракции менее 0,14 мм и 1,25-2,50 мм, молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5-4,0)·10³ см ²/г, комплексную добавку - продукт совместного интенсивного сухого измельчения до удельной поверхности (4,0-4,5)·10 ³ см²/г клинкерного алюминатного цемента марки «500» или «600» с долей трехкальциевого алюмината С₃Аl в нем 8-12%, кварцевого песка с удельной поверхностью (1,5-2,5)·10³ см²/г и сухого порошка суперпластификатора С-3, взятых в соотношении 5:4:1 соответственно, армирующий компонент - асбест хризотиловый и шлифовальную пыль - отход производства асбестотехнических изделий и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент	24,0-25,0
Указанный микрокремнезем	4,0-5,5
Кварцевый песок фракции менее 0,14 мм	20,0-21,0
Кварцевый песок фракции 1,25-2,50 мм	28,0-31,0
Суперпластификатор С-30,	4-0,8
Указанный молотый кварцевый песок	6,5-8,0
Указанная комплексная добавка	2,5-3,0
Асбест хризотиловый	0,6-1,6
Шлифовальная пыль - отход производства
асбестотехнических изделий	0,6-1,6
Вода	Остальное

Патент РФ на изобретение № 2365554, МКИ: C04B 28/04, дата публ. 27.08.2009.

Известен также патент «Цемент низкой водопотребности и способ его получения», содержащий портландцемент, минеральный наполнитель в виде кремнеземистого материала и органический водопонижающий реагент, отличающийся тем, что дополнительно в качестве минерального наполнителя взят карбонатсодержащий материал с долей карбоната кальция в нем не менее 60%, при соотношении кремнеземистого материала и карбонатсодержащего материала 5:95-95:5, при этом все компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Портландцемент	50-70
Карбонатсодержащий
и кремнеземистый материалы	30-50

Органический водопонижающий реагент 0,3-3,0% от массы цемента низкой водопотребности

Патент РФ № 2373163 МКИ: C04B 7/00, C04B 7/52 дата публ. 20.11.2009.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является «Сырьевая смесь для получения высокопрочного бетона», включающая портландцемент, щебень, песок кварцевый, микрокремнезем или кварц тонкомолотый, суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира и воду, отличающаяся тем, что она содержит щебень гранитный, в качестве суперпластификатора на основе поликарбоксилатного эфира - Глениум 51 или Глениум АСЕ 30 и дополнительно ПАЩ - адипинаты натрия и формиат кальция при следующем соотношении компонентов, кг/м³ бетона:

Портландцемент	350-650
Щебень гранитный	900-1200
Песок кварцевый	600-800
Микрокремнезем или кварц тонкомолотый	7-130
Вода	110-190

Указанный суперпластификатор 0,10-3,0 мас.% от портландцемента

ПАЩ 0,01-0,07 мас.% от портландцемента, формиат кальция 0,5-3,0 мас.% от портландцемента.

Патент РФ на изобретение № 2363680 МКИ: C04B 28/04, дата публ. 10.08.2009

К недостаткам вышеописанных бетонных смесей относится то, что в них используют суперпластификаторы в больших дозировках, что замедляет сроки схватывания бетонной смеси. Эффект пластификации снижается через 60-90 минут, а также другие высокоподвижные смеси подвержены расслоению, что создает неоднородность в конструкциях.

Поликарбоксилаты - модификатор, который адсорбируется на поверхности цементных зерен и минеральной составляющей, что приводит к более высокой и длительной пластификации. При постоянном перемешивании эффект не теряется, а продлевается в 3-4 раза. При этом поверхность зерен свободна для доступа воды и протекания реакции гидратации.

Для поддержания высокой текучести и предотвращения расслоения смесь должна быть определенной вязкости, для этого в смесь вводится минеральная добавка, которая также активизирует процессы гидратации и увеличивает водоудерживающую способность смеси.

Поэтому в предлагаемой в качестве изобретения бетонной смеси используют суперпластификатор на основе поликарбоксилатов, разработанный в 2012 г.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества бетона за счет его текучести и самоуплотнения путем введения в состав бетонной смеси суперпластификатора на основе поликарбоксилатов MC-PowerFlow 2695 при определенном составе остальных ингредиентов.

Достижение данного технического результата обеспечивается тем, что «Бетонная смесь» включает портландцемент, щебень гранитный, песок кварцевый, микронаполнитель, суперпластификатор на основе поликарбоксилатов и воду. При этом в нее дополнительно вводят золу-унос ТЭЦ, микронаполнитель - молотый известняк МП-1, а в качестве суперпластификатора на основе поликарбоксилатов МС-RowerFlow 2695, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент	8-10
Молотый известняк МП-1	6-8
Зола-унос ТЭЦ ГОСТ 25818-91	3-6
Песок кварцевый (фракции 1,9 мк)	30-40
Щебень гранитный фракции 3-10 мм	15-18
Щебень гранитный фракции 5-20 мм	14-16
Суперпластификатор на основе поликарбоксилатов
МС-RowerFlow 2695	0,0015-0,003
Вода	Остальное

Применяют молотый известняк МП-1 соответственно ГОСТ у 52129-2003 - с тонкостью помола менее 1,25 мм.

Суперпластификатор на основе поликарбоксилатов, (МС-ПауерФлоу 2695) или (MC-PowerFlow 2695), ТУ 5745-168-51552155-2012, представляет собой водный раствор поликарбоксилатов и должен соответствовать ГОСТу 24211. Оптимально подобранная смесь компонентов предложенной в качестве изобретения бетонной смеси в сочетании с дозировкой вышеприведенного суперпластификатора (МС-ПауерФлоу 2695) в количестве (0,0015-0,003) мас.% способствует самоуплотнению бетона, который без воздействия дополнительной уплотняющейся энергии, самостоятельно под воздействием собственной массы, течет, освобождается от содержащегося в нем воздуха и полностью заполняет пространство опалубки с арматурным каркасом.

Во многом свойства полученного бетона на основе этого суперпластификатора совпадают со свойствами обычного бетона. Однако при одинаковом содержании цемента и водоцементном соотношении он обладает более высокой прочностью на сжатие за счет более плотного состава смеси. Также в конструкциях за счет высокой подвижности смеси происходит более плотное сцепление с арматурными стержнями. Этот бетон обладает идеально гладкой и ровной поверхностью, повторяющей поверхность опалубки, что дает возможность использовать его в конструкциях любой формы. Повышенная плотность, отсутствие крупных пор снижает риск коррозии бетона, следовательно повышается качество бетона, увеличивается его долговечность и возможность эксплуатации бетона в условиях агрессивной среды.

Конкретный пример приготовления бетонной смеси.

Расход материалов бетонной смеси: мас.%:

Портландцемент cem I 42,5 Н	9
Молотый известняк МП-1 ГОСТ 52129-2003	7
Зола-унос ТЭЦ ГОСТ 25818-91 -	4,5
Песок кварцевый песок (модуль крупности 1,9 мкр)	35
Щебень гранитный фракции 3-10 мм	16,5
Щебень гранитный фракции 5-20 мм	15
Суперпластификатор на основе поликарбоксилатов
MC-PowerFlow 2695	0,00225
Вода затворения	Остальное

Вышеприведенные средние значения интервалов ингредиентов бетонной смеси дают оптимальные качественные характеристики, приведенные в таблице.

Качественные характеристики предложенной бетонной смеси сведены в таблицу.

№ состава	Марка бетона по водонепроницаемости	Марка бетона по морозостойкости	Прочность, МПа 7 суток	Прочность, МПа 28 суток	Расплыв конуса, см
1	W12	F300	27.6	34.5	70

Для получения вышеуказанной бетонной смеси в смеситель дозируют микронаполнитель - молотый известняк, золу-унос ТЭЦ, песок кварцевый и щебень гранитный обеих фракций совместно с портландцементом и перемешивают в течение 20 секунд. Затем вводят часть воды затворения и суперпластификатор и перемешивают еще 30 секунд. Добавки, регулирующие вязкость, вводят с последней порцией воды. Добавки не следует вводить непосредственно в сухую смесь; их нужно вводить с водой затворения. В связи с высокой эффективностью поликарбоксилатов необходимо регулярно проверять работоспособность дозаторов. Во время производства важно учитывать изменение влагосодержания заполнителей, изменение гранулометрического состава заполнителей и изменение последовательности дозирования.

Полученная бетонная смесь обладает следующими преимуществами по сравнению с известными подобными марками бетонов:

1. Низкое водоцементное соотношение (0,37-0,4) при высокой удобоукладываемости (расплыв конуса до 70 см).

2. Увеличение срока эксплуатации конструкций (повышенная плотность)

3. Отказ от вибрации и, как следствие, снижение уровня шума на стройплощадке, снижение энергозатрат.

4. Улучшение качества поверхности, не требующей дополнительной отделки, возможность устройства бесшовных прочных промышленных полов.

5. Увеличение времени сохранности смеси, возможность увеличения транспортировки смеси от бетонного узла до объекта.

Вышеприведенные результаты испытаний свидетельствуют о том, что самоуплотняющаяся бетонная смесь по изобретению обладает высокой удобоукладываемостью, является высокоподвижной, а получаемый бетон имеет высокие морозостойкость и водонепроницаемость, не уступает по прочности известным бетонам, при этом расход цемента на приготовление смеси значительно ниже.

Отличие от других самоуплотняющихся бетонов заключается еще и в том, что сравнивается бетонная смесь с высокомарочными бетонами, 60 МПа и выше. В данном изобретении была получена прочность бетона 34,5 МПа. Предлагаемая бетонная смесь может найти широкое применение в строительстве.