БЕТОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ)

БЕТОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ) 


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2152914 (13) C1

(51) 7 C04B28/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2000.07.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 99102154/03 
(22) Дата подачи заявки: 1999.02.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.02.09 
(45) Опубликовано: 2000.07.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2067564 С1, 12.08.1996. RU 2107908 С1, 15.08.1994. RU 2029755 С1, 27.02.1995. GB 1532178 А, 15.11.1978. FR 2537127 А1, 08.06.1984. US 4505753 А, 19.03.1985. 
(71) Имя заявителя: Сытник Александр Александрович; Сытник Александр Константинович 
(72) Имя изобретателя: Крылов А.И.; Сытник А.К.; Сытник А.А. 
(73) Имя патентообладателя: Сытник Александр Александрович; Сытник Александр Константинович 
(98) Адрес для переписки: 107207, Москва, ул.Алтайская 4, кв.297, Крылову А.И. 

(54) БЕТОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ) 

Изобретение относится к составам бетонных композиций и может быть использовано в строительстве, в частности в производстве конструкционных материалов с высокими показателями прочности, плотности, водонепроницаемости, морозостойкости и коррозионной стойкости, а также в торкретбетонных и цементационных работах по герметизации, гидроизоляции и усилению несущей способности бетонных, железобетонных, каменных, кирпичных и металлических конструкций. Бетонная композиция, включающая портландцемент, наполнитель, заполнитель, суперпластификатор, комплексную добавку и воду, содержит в качестве вяжущего бездобавочный портландцемент марки не ниже "500", в качестве наполнителя конденсированный микрокремнезем с удельной поверхностью (15-25)103 см2/г, в качестве заполнителя кварцевый песок фракций менее 0,14 мм и 1,25-2,50 мм, в качестве суперпластификатора продукт С-3 на основе полимеризации и конденсации нафталинсульфокислот с формальдегидом, в качестве комплексной добавки продукт совместного интенсивного сухого перемешивания и измельчения до удельной поверхности (4,0-4,5)103 см2/г клинкерного алюминатного цемента марки "500" или "600", содержащего 8-12% трехкальциевого алюмината С3А, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью (1,5-2,5)103 см2/г и сухого порошка суперпластификатора С-3, взятых в соотношении цемент: песок:суперпластификатор соответственно 5:4:1, и дополнительно композиция содержит молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5-4,0)103 см2/г при следующем содержании компонентов, мас.%: портландцемент 24,0-25,5, микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15-25)103 см2/г 4,0-6,0, молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5-4,0)103 см2/г 6,5-8,5, кварцевый песок фракции менее 0,14 мм 20,0-22,0, кварцевый песок фракции 1,25-2,50 мм 28,0-32,0, суперпластификатор С-3 0,35-0,85, указанная комплексная добавка 2,5-3,5, вода - остальное. Бетонная композиция может содержать в качестве заполнителя песчано-гравийную смесь фракции 2-5 мм, кроме того, в качестве заполнителя бетонная композиция может содержать песчано-гравийную смесь фракции 2-5 мм и песок кварцевый фракции 1,25-2,5 мм. Кроме того, бетонная композиция может содержать в качестве заполнителя кварцевый песок фракции 1,25-2,5 мм в сочетании с наполнителем - микрокремнеземом и молотым кварцевым песком с удельной поверхностью (3,5-4,0)103см2/г. Также бетонная композиция может содержать в качестве наполнителя указанные молотый кварцевый песок и микрокремнезем в сочетании с заполнителем - кварцевым песком фракции менее 0,14 мм. Технический результат - расширение области применения бетонной композиции, оптимизация ее реологических, физико-технических и эксплуатационных характеристик в пластичных подвижных и литых нерасслаивающихся смесях, повышение надежности и долговечности бетонов, снижение расхода цемента и суперпластификатора, сокращение энергозатрат и энергоемкости производства. 5 с.п.ф-лы, 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к составам бетонных композиций и может быть использовано в строительстве, преимущественно в технологиях производства высоконаполненных конструкционных бетонов, торкретбетонов и цементационных (тампонажных) растворов с повышенными технологическими, физико-механическими и эксплуатационными характеристиками. В частности, по совокупности названных характеристик изобретение может использоваться для получения жестких, подвижных и литых бетонных композиций, применяемых в качестве конструкционных материалов при изготовлении строительных изделий, в том числе армированных и неармированных конструкций различного профиля и назначения, эксплуатируемых в условиях повышенных физических нагрузок, воздействия агрессивных водных и газовых сред и других экстремальных условиях эксплуатации сооружений, включая и заглубленные.

Изобретение может быть использовано также в торкретбетонных и цементационных технологиях, проводимых для восстановления и усиления монолитности, водонепроницаемости и прочности при нарушениях гидроизоляции и герметизации сооружений.

Целью изобретения является расширение области применения бетонной композиции, оптимизация ее реологических, физико-технических и эксплуатационных характеристик в пластичных подвижных и литых нерасслаивающихся смесях, отказ от вторичных способов герметизации и защиты конструкций от водных протечек и коррозии (оклеечной, обмазочной и др. изоляции), повышение надежности и долговечности бетонов на основе усиления коррозионной стойкости, плотности, водонепроницаемости, прочности и морозостойкости, снижение расхода цемента и суперпластификатора, стоимости бетона, сокращение трудозатрат и энергоемкости производства.

Известна бетонная композиция, включающая вяжущее, наполнитель, заполнитель, суперпластификатор и воду, содержащая в качестве вяжущего портландцемент марки "400", в качестве наполнителя микрокремнезем с удельной поверхностью (20-40)103 см2/г, в качестве заполнителя кварцевый песок трех интервалов крупности 0,05-0,5 мм, 1,0-1,15 мм и 2,2-2,5 мм, в качестве суперпластификатора смесь продукта поликонденсации меламинформальдегидных соединений и сульфанилата натрия МФ-АР с нитритом кальция или нитритом натрия в соотношении 1:(1,5-2,5) соответственно. Марка водонепроницаемости до W=16, прочности 83-115 Мпа [1].

Недостатком этой композиции является сложный трехфракционный состав заполнителя, удорожающий и усложняющий его приготовление, высокая токсичность смеси МФ-АР с электролитами нитритов, требующая принятия мер предосторожности по защите органов дыхания, зрения и кожи при использовании. Кроме того, композиция имеет ограниченную область применения вследствие существенных деформаций усадки в литых и высокоподвижных смесях, ухудшающих поровую структуру, водонепроницаемость и морозостойкость бетона.

Известна бетонная композиция, преимущественно для торкретбетонных работ, включающая цемент, наполнитель, заполнитель, суперпластификатор, жидкое стекло и воду, содержащая портландцемент алюминатный марки "500" с долей трехкальциевого алюмината C3A 12-14% от массы цемента, микрокремнезем с удельной поверхностью (20-40)103 см2/г, кварцевый песок фракций менее 0,140 мм и 0,140-0,630 мм, суперпластификатор C-3 на основе натриевых солей продукта поликонденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, а также жидкое натриевое стекло Na2On SiO2. Марка водонепроницаемости W=20 [2].

Недостатком приведенной бетонной композиции является технологически не оптимальный и не обоснованный диапазон крупности фракций кварцевого песка, что приводит к увеличению водопотребности для сохранения требуемой подвижности смеси. Кроме того, содержащийся в композиции бездобавочный высокоалюминатный цемент не обладает достаточной долговечностью вследствие подверженности цементного камня сульфатной и другим видам коррозии в агрессивных средах, что может быть причиной разрушения цементного камня.

Наиболее близкой к заявленному изобретению по технической сущности, цели и достигаемому результату является бетонная композиция, включающая цемент, наполнитель, заполнитель, ПАВ типа C-3, комплексную минеральную добавку и воду, содержащая в качестве вяжущего алитовый портландцемент марки "500" с долей трехкальциевого силиката C3S 60-62%, в качестве наполнителя микрокремнезем с удельной поверхностью (20-40)103 см2/г, в качестве заполнителя кварцевый песок фракций менее 0.315 мм и 0,315-1,250 мм, в качестве ПАВ суперпластификатор C-3 на основе натриевых солей продукта поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, в качестве комплексной минеральной добавки продукт совместного помола до удельной поверхности (4,5-5,0)103 см2/г алюминатного портландцемента с долей трехкальциевого алюмината C3A в нем 12-14%, кварцевого песка с удельной поверхностью (0,1-0,15)103 см2/г и сульфоалюмината кальция (CSA), взятых в соотношении 50:40:10 соответственно. Указанный состав обеспечивает высокие марки водонепроницаемости (W=20), реологические качества смеси и экономию цемента на 25-35% [3].

Недостатком наиболее близкой к заявленному изобретению композиции является одновременное содержание в ней цементов различной клинкерной основы, наличие трех фракций кварцевого песка и дефицитного безводного сульфоалюмината кальция, что усложняет и удорожает состав добавки и композиции в целом и ограничивает область применения. Кроме того, высокая взаимная зависимость активности вяжущего и наполнителей от дозировки и тонкости помола компонентов добавки предъявляют повышенные требования к контролю точности состава добавки, особенно в границах верхних значений массовых долей и дисперсности ее компонентов.

Поставленная цель достигается тем, что:

бетонная композиция, включающая портландцемент, наполнитель, заполнитель, суперпластификатор, комплексную добавку и воду, содержит в качестве вяжущего бездобавочный портландцемент марки не ниже "500", в качестве наполнителя конденсированный микрокремнезем с удельной поверхностью (15-25)103 см2/г, в качестве заполнителя кварцевый песок фракций менее 0,14 мм и (1,25-2.50) мм, в качестве суперпластификатора продукт C-3 на основе полимеризации и конденсации нафталинсульфокислот с формальдегидом, в качестве комплексной добавки продукт совместного интенсивного сухого перемешивания и измельчения до удельной поверхности (4,0-4,5)103 см2/г клинкерного алюминатного цемента марки "500" или "600", содержащего 8-12% трехкальциевого алюмината C3A, молотого кварцевого песка с.удельной поверхностью (1,5-2,5)103 см2/г и сухого порошка суперпластификатора C-3, взятых в соотношении Ц:П:СП (цемент:песок:суперпластификатор) соответственно 5:4:1. и дополнительно композиция содержит молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5-4,0)103 см2/г, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 24,0-25,5

Микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15-25)103 см2/г - 4,0-6,0

Молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5-4,0)103 см2/г - 6,5-8,5

Кварцевый песок фракции менее 0,14 мм - 20,0-22,0

Кварцевый песок фракции (1,25-2.50) мм - 28,0-32,0

Суперпластификатор C-3 - 0,35-0,85

Указанная комплексная добавка - 2,5-3,5

Вода - Остальное

бетонная композиция, включающая портландцемент, микрокремнезем, заполнитель, суперпластификатор C-3, комплексную добавку и воду, содержит портландцемент бездобавочной марки не ниже "500", микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15-25)103 cм2/г в качестве заполнителя песчано-гравииную смесь с размерами зерен песка и гравия в смеси 2-5 мм при соотношении их массовых долей 1:(3-4) соответственно, суперпластификатор C-3, в качестве комплексной добавки тонкодиспергированный продукт совместного сухого измельчения до удельной поверхности (4.0-4.5)103 см2/г клинкерного алюминатного цемента марки "500" или "600", содержащего 8-12% трехкальциевого алюмината C3A, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью (1.5-2.5)103 см2/г и сухого порошка суперпластификатора C-3, взятых в соотношении 5: 4:1 соответственно, дополнительно содержит молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3.5-4.0)103 см2/г, при следующем содержании компонентов, масс.%:

Портландцемент - 24,0-25,5

Микрокремнезем с удельной поверхностью (15-25)103 см2/г - 4,0-6,0

Указанная песчано-гравийная смесь - 48,0-54,0

Суперпластификатор C-3 - 0,35-0,85

Молотый кварцевый песок удельной поверхностью (3.5-4.0)103 см2/г - 6,5-8,5

Указанная комплексная добавка - 2,5-3,5

Вода - Остальное

бетонная композиция, включающая портландцемент, микрокремнезем, заполнители, суперпластификатор C-3, комплексную добавку и воду, содержит бездобавочный клинкерный портландцемент, микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15-25)103 см2/г, в качестве заполнителей кварцевый песок фракции (1.25- 2.5) мм и вышеуказанную песчано-гравийную смесь, а также содержит суперпластификатор C-3 и комплексную добавку, являющуюся тонкодиспергированным продуктом совместного одновременного сухого измельчения до удельной поверхности (4.0-4.5)103 см2/г клинкерного алюминатного цемента с долей трехкальциевого алюмината C3A в нем 8-12%, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью (1.5-2.5)103 см2/г и сухого порошка суперпластификатора C-3, взятых в соотношении 5:4:1 соответственно, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 24.0-25.5

Микрокремнезем с удельной поверхностью (15-25)103 см2/г - 4.0-6.0

Кварцевый песок фракции 1.25-2.5 мм - 28.0-32.0

Указанная песчано-гравийная смесь - 26.5-28.5

Суперпластификатор C-3 - 0.35-0.85

Указанная комплексная добавка - 2.5-3.5

Вода - Остальное

Бетонная композиция, включающая портландцемент, микрокремнезем, кварцевый песок, суперпластификатор C-3. комплексную добавку и воду, содержит все названные компоненты, кроме песчано-гравийной смеси, как в вышеуказанном п. 3., и дополнительно содержит молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3.5-4.0)103 см2/г, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 24.0-25.5

Микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15-25)103 см2/г - 4,0-6,0

Кварцевый песок фракции 1.25-2.5 мм - 48.0-54.0

Суперпластификатор C-3 - 0.35-0.85

Молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3.5-4.0)103 см2/г - 6,5-8,5

Комплексная добавка - 2.5-3.5

Вода - остальное

Бетонная композиция, включающая портландцемент, микрокремнезем, заполнитель, суперпластификатор C-3, комплексную добавку и воду, содержит в качестве заполнителя кварцевый песок фракции менее 0,14 мм, остальные - названные компоненты, кроме кварцевого песка фракции 1.25-2.5 мм, как и в вышеуказанном п.1. при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 24.0-25.5

Микрокремнезем с удельной поверхностью (15-25)103 см3/г - 4.0-6.0

Кварцевый песок фракции менее 0,14 мм. - 38.0-44.0

Суперпластификатор C-3 - 0.35-0.85

Молотый кварцевый песок - 16.5-18.5

Комплексная добавка - 2.5-3.5

Вода - Остальное

Портландцемент - по ГОСТ 10178-85 и ГОСТ 22206-76.

Для использования в качестве вяжущего в заявленной бетонной композиции предпочтительными являются портландцементы, имеющий минералогический состав клинкера, % по массе:

- алит C3S (3CaOSiO2) - 58-62;

- белит C2S (2CaOSiO2) - 10-20;

- алюминат трехкальциевый C3A(3CaOAl2O3) - 5-12;

- прочие алюминаты (до C5A3) - 0,5-0.7;

- алюмоферриты переменного состава от C4AF (4CaOAl2O3Fe2O3) до C8A3F(8CaO33Al2O3 Fe2O3)

Указанные цементы имеют химический состав. % по массе: CaO 60-72; SiO2 20-25; Al2O3 3-10; Fe2O3 0,5-5,0; MgO 0,3-4.0; SO3 0,1-2,0.

Удельный вес 3,24 - 3.35 г/см3 (в зависимости от дисперсности). Тонкость помола: количество зерен более 30 мкм - 30-40%, остальное - менее 30 мкм. Удельная поверхность (2,2- 4,5)103 см2/г зависит от помола и дисперсности.

Микрокремнезем конденсированный сухих отпускных форм - по ТУ 5743-048-02495332-96. НИИЖБ Минстроя РФ. М. 96, продукт отбора с рукавных или электрических фильтров тонкодисперсных частиц систем газоочистки производства кремнийсодержащих сплавов. Поставляется в трех отпускных формах по маркам: неуплотненный (МК-85, МК-65). уплотненный (МКУ-85, МКУ-65), суспензия (МКС-85), в которых цифра указывает минимально допустимое количество диоксида кремния SiO2. По физико-химическим показателям соответствует следующим нормам:

- массовая доля микрокремнезема (в пересчете на сухой продукт) - не менее 90-97% (для суспензий 40%);

- массовая доля диоксида кремния - не менее 65-85% (в зависимости от марки);

- массовая доля остальных продуктов (суммарно Na2O, K2O, CaO, SO3) - не более 5,6%;

- удельная поверхность - не менее 12103 см2/г;

- насыпная плотность сухих форм - 150-250 кг/м3 (неуплотненный), 280-500 кг/м3 (уплотненный);

- индекс активности - не менее 90-95%;

- плотность водной суспензии (пасты) - не менее 1280 кг/м3;

- pH водной суспензии 5%-ной - не менее 7.

Упаковка - в специализированные контейнеры или многослойные бумажные мешки соответствующих ТУ, поставка - вагонами или автотранспортом (суспензия - в цистернах или иных стальных емкостях).

Применяют согласно ГОСТ 10178-85 и указанных ТУ на микрокремнезем в сухом состоянии, либо в виде пасты с массовой концентрацией 40-70%.

Основное предназначение - высокоактивный минеральный наполнитель для приготовления бетонов высоких марок по прочности, водонепроницаемости и коррозионной стойкости. Производитель - завод "ТОО Микросил" (г. Челябинск).

Молотый кварцевый песок по ТУ 501-2-17-77 и ГОСТ 9077-82. Может иметь удельную поверхность до (6,0-6,2)103 см2/г. Плотность: удельная - 2.62 т/м3, насыпная - 0,93 т/м3. Химический состав %: SiO2 - 96-98; Al2O3 - 0,7-0,8; Fe2O3 - 0.7-0.75; CaO - 0.5-0.55; MgO - 0.1 -0,15; SO3 - 0,12-0,14; прочие - 0.06.

Кварцевый песок - по ГОСТ 8736-85 и ГОСТ 10268-80.

Химический состав, %: SiO2; 65-95; Al2O3 + Fe2O3 0,2-8;

Щелочей (в пересчете на Na2O) - 0,5-4.1;

Сернистых и сернокислых примесей (в пересчете на SO2) не более 2.

Фракционирование песка осуществляют по границам крупности зерен 0.63 мм и 1.25 мм.

Допустимое содержание частиц размером 0.10 мм в пределах 3-5% по массе. Допустимая влажность до 9% учитывается при корректировке расхода воды, содержащейся в композиции.

В зависимости от назначения и способа использования бетонной композиции допускается вместо кварцевого песка использовать в качестве заполнителя песчано-гравийную смесь по ГОСТ 23735-79 "Смеси песчано-гравийные. Технические условия", предпочтительно с размерами зерен песка и гравия 2-5 мм при соотношении массовых долей песка и гравия в смеси 1:(3-4) соответственно.

Суперпластификатор C-3 - по ТУ 6-36-0204229-625-90 "Пластификатор C-3. Технические условия", НИИЖБ Минстроя РФ, М.90 и в соответствии с "Рекомендациями по применению добавок СП в производство сборного и монолитного бетона и железобетона". НИИЖБ Госстроя СССР, М.87. Представляет собой химический продукт глубокой конденсации нафталинформальдегидных соединений и сульфокислот. Активным пластифицирующим компонентом, участвующим также в приросте плотности, прочности, морозостойкости и коррозионной стойкости, является смесь олигомеров и полимеров полиметиленполинафталинсульфонатов (не менее 69%); примесью, ухудшающей пластифицирующее действие C-3 и названные характеристики бетона, является мономер натриевой соли нафталинсульфокислоты (не более 3,5-10,5%).

Используют в виде водных растворов 20-40% концентрации, в количестве 0,35-0,85 от массы цемента в пересчете на сухое вещество. Формы поставки в виде сухого порошка, предпочтительно в мягких контейнерах, или в виде водного раствора 20-40% концентрации, плотностью от 1,09 до 1.2 г/см3 с содержанием сухого вещества от 0.22 до 0.48 кг/л раствора соответственно.

Комплексная добавка - высокодисперсная активная органо-минеральная смесь продуктов интенсивного сухого измельчения и диспергирования до удельной поверхности (4,0-4,5)103 см2/г одновременно клинкерного алюминатного цемента марки "500" или "600" с содержанием трехкальциевого алюмината C3A 8-12% от массы цемента, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью (1,5-2,5)103 см2/г и сухого порошка суперпластификатора C-3, взятых в соотношении цемент:песок:порошок СП соответственно 5:4:1.

Комплексную добавку получают путем интенсивного совместного сухого перемешивания и одновременно измельчения указанных компонентов в высокоскоростных турбулентных смесителях-активаторах типа СА 600/800 в течение 30-35 с при скорости вращения рабочего органа 800 об/мин, или в активаторах типа СБ-133 в течение 45-50 с при скорости вращения рабочего органа 550 об/мин.

Удельная плотность 2.55-2.65 г/см3. Оптимальное содержание в бетонной композиции 2.5-3,5% от массы ее цемента. Основное назначение комплексной добавки: снижение водопотребности, ускорение набора прочности в начальные сроки твердения, исключение деформаций усадки, усиление коррозионной стойкости, плотности и водонепроницаемости, снижение расхода суперпластификатора в композиции и марочности цемента без ухудшения свойств бетона.

Вода - по ГОСТ 2874-82 и ГОСТ 23732-79. Максимально допустимое содержание примесей не должно превышать, мг/л: растворимых солей - 5000, ионов SO4-2 - 2700, ионов хлора Cl-1 - 1200, взвешенных частиц - 200.

Заявленную бетонную композицию готовят по технологии интенсивного раздельного перемешивания ее компонентов в скоростном турбулентном смесителе в определенной последовательности, при этом комплексную добавку вводят в смесь при окончательном перемешивании в низкоскоростном бетоносмесителе. Время между окончанием приготовления композиции и началом ее использования не должно превышать 40-45 мин.

Примеры выполнения изобретения иллюстрируются в табл. 1 (состав композиции) и в табл.2 (основные технико-экономические и эксплуатационные показатели).

Поставленная в изобретении цель достигается также и тем, что композиция является наполненной полидисперсной средой, в которой выполняются условия комплексного использования физико-химических свойств компонентов наряду с условиями раздельного (избирательного) действия какого-либо из этих свойств, в зависимости от периода существования (фазы) смеси.

Механизм реализации указанных условий заключается в следующих процессах, характерных для различных периодов гидратации:

а) в ненасыщенной жидкой фазе композиции (на дисперсном уровне) преобладают действия адгезионно-когезионных сил, вследствие которых подвижная дисперсная фаза цементной матрицы, наполнителей и добавок оптимально распределена в межзерновом объеме заполнителей. Это создает условия для эффективного формирования активными частицами вяжущего, наполнителей и добавок множественных структурообразующих центров гидратации, в зоне действия которых концентрируется максимально возможное количество реагирующих частиц, что обеспечивает в дальнейшем требуемую интенсивность гидратации.

Указанному распределению способствует также и оптимальные (расчетные) соотношения объемно-весовых долей различных частиц композиции как с соизмеримыми между собой размерами и дисперсностями, так и соотношения частиц, различающихся по дисперсностям и размерам на порядок и более.

б) в перенасыщенной жидкой фазе композиции (на микроструктурном уровне) преобладают процессы гелеобразования с интенсивным формированием первичных нестабильных твердых фаз кристаллизации, их агрегированием в более крупные объединенные структуры и последующими фазовыми (химическими и физическими) превращениями кристаллогидратов в устойчивые формы гидроксидов, гидросиликатов, гидроалюминатов, гидроалюмоферритов и гидросульфоалюминатов кальция. При этом каждый элемент микроструктуры содержит указанные продукты синтеза в сложных объемно-пространственных и физических состояниях, обеспечивающих требуемое по изобретению качество бетона.

в) в последующие периоды физико-химических превращений (на уровне макроструктуры цементного камня) характерными являются менее интенсивные продолжающиеся процессы увеличения плотности, непроницаемости, прочности и других характеристик в основном за счет новых циклов гидратации, образования новых стабильных фаз кристаллогидратов и улучшения поровой структуры вследствие сокращения размеров и количества микрокапилляров и объемов условно-замкнутых пор.

Во всех вышеуказанных процессах существенным является замедленная начальная скорость твердения, обусловленная присутствием суперпластификатора C-3 гидрофильного типа. Для устранения такого явления композиция содержит различные высокоактивные наполнители, в том числе ультрадисперсные, и комплексную добавку, компоненты которых интенсивно участвуют в реакциях, ускоряют начальную гидратацию цементных зерен и последующие процессы синтеза продуктов гидратации, включая и реакции с нестабильными фазами гидроксидов, гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Это объясняется тем, что в периоды начальных процессов гидратации и определенное последующее время (до нескольких месяцев) мономинералы алюминатных фаз добавки C3A и C4AF по степени активности в воде затворения на 1-2 порядка выше активности мономинералов силикатных фаз композиции, в том числе алита C3S и белита C5S. Следствием этого является ускорение набора прочности в начальный период твердения, уплотнение структуры камня, снижение количества несвязанной (свободной) воды и нестабильных фаз гидроксидов кальция, что в целом улучшает конечные значения физических характеристик бетона, в т.ч. и его стойкость к агрессивным средам.

Вместе с тем, увеличение интенсивности гидратации и скорости твердения в начальный период не исключает явления возможного относительного повышения тепловыделения в объеме гидратирующей композиции, что может стать причиной последующих усадочных напряжений, трещинообразования, ухудшения поровой структуры и снижения плотности и прочности камня. Указанные нежелательные процессы устраняются тем, что имеющаяся в композиции комплексная добавка содержит активные тонкодиспергированные компоненты, среди которых высокоалюминатная составляющая добавки способствует дополнительному интенсивному образованию кристаллов гидросульфоалюминатов кальция, обеспечивающих за счет взаимодействия с кристаллами гидроксидов кальция и других продуктов реакций, а также за счет роста собственных кристаллов определенное объемно-линейное увеличение формируемой структуры камня. Указанное действие добавки достаточно для компенсации усадочных напряжений и определенного уплотнения твердеющего бетона. Кроме того, наличие в составе комплексной добавки незначительной части суперпластификатора C-3 повышенной дисперсности дополнительно снижает водопотребность смеси без ухудшения ее подвижности, а присутствие в добавке части молотого песка исключает нежелательные процессы флокуляции и обеспечивает лучшее диспергирование компонентов добавки. В сочетании с остальными процессами указанное действие комплексной добавки способствует также сохранению в течение более длительного времени процессов улучшения поровой структуры камня и связанных с нею улучшения показателей плотности, непроницаемости, прочности и долговечности бетона.

Регулирование свойств комплексной добавки, обеспечивающих вышеуказанные процессы, осуществляют выбором степени алюминатности и марочности цемента, входящего в добавку, требуемой дисперсностью и дозировкой компонентов, с учетом расчетного количества остальных компонентов композиции.

В зависимости от целей использования композиции предусматривают замену заявленного заполнителя на другие мелко- и среднезернистые заполнители.

В частности, в торкретбетонных работах допускается использование в качестве заполнителя кварцевого песка большей крупности зерен из заявленных фракций и/или песчано-гравийной смеси с размерами зерен 2-5 мм; в цементационных работах по способу глубинного нагнетания смеси пол давлением используют заявленный заполнитель меньшей крупности кварцевого песка; в остальных случаях, включая производство изделий с улучшенной формуемостью, используют бетонную композицию предложенного состава.

Заявленная композиция обеспечивает снижение водопотребности на 20-30%, экономию суперпластификатора на 10-12%. экономию цемента на 35-45%. сокращение продолжительности тепловлажностной обработки на 30-40% (соответственно экономию энергоресурсов) или полный отказ от тепловлажностной обработки без ухудшения технических и эксплуатационных характеристик бетона, повышение коррозийной, в т.ч. щелочной стойкости, высокую водонепроницаемость (не ниже W=20), снижение себестоимости единичного объема готовой композиции до 20-25% (соответственно продукции), а также обеспечивает ее использование в различных отраслях стройиндустрии с различными целями, в том числе в качестве конструкционного материала в строительстве, в торкретбетонных и цементационных (инъекционных) технологиях и других целях, заявленных в изобретении.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР N 1760981, C 04 B 40/00, 1992.

2. Патент РФ N 2067534, B 28 B 19/00, C 04 B 28/04, 1996.

3. Патент РФ N 2067564 (прототип), C 04 B 28/04, 1996. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Бетонная композиция для производства конструкционных материалов, торкретбетонных и цементационных работ, включающая портландцемент, микрокремнезем, кварцевый песок, суперпластификатор С-3, комплексную добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г, кварцевый песок фракции менее 0,14 мм и 1,25 - 2,50 мм и дополнительно молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5 - 4,0)103см2/г, а комплексная добавка является продуктом совместного интенсивного сухого измельчения до удельной поверхности (4,0 - 4,5)103см2/г клинкерного алюминатного цемента марки "500" или "600" с долей трехкальциевого алюмината С3А в нем 8 - 12%, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью (1,5 - 2,5)103см2/г и сухого порошка суперпластификатора С-3, взятых в соотношении 5:4:1 соответственно при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 24,0 - 25,5

Микрокремнезем с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г - 4,0 - 6,0

Кварцевый песок фракции менее 0,14 мм - 20,0 - 22,0

Кварцевый песок фракции 1,25 - 2,50 мм - 28,0 - 32,0

Суперпластификатор С-3 - 0,35 - 0,85

Молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5 - 4,0)103см2/г - 6,5 - 8,5

Указанная комплексная добавка - 2,5 - 3,5

Вода - Остальное

2. Бетонная композиция для производства конструкционных материалов и торкретбетонных работ, включающая портландцемент, микрокремнезем, заполнитель, суперпластификатор С-3, комплексную добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г, в качестве заполнителя песчано-гравийную смесь с размерами зерен песка и гравия 2 - 5 м при соотношении массовых долей песка и гравия в смеси 1: (3 - 4) соответственно, в качестве комплексной добавки продукт совместного интенсивного сухого измельчения до удельной поверхности (4,0 - 4,5)103см2/г клинкерного алюминатного цемента марки "500" или "600" с долей трехкальциевого алюмината С3А в нем 8 - 12%, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью (1,5 - 2,5)103см2/г и сухого порошка суперпластификатора С-3, взятых в соотношении 5:4:1 соответственно, дополнительно содержит молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5 - 4,0)103см2/г при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 24,0 - 25,5

Микрокремнезем с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г - 4,0 - 6,0

Указанная песчано-гравийная смесь - 48,0 - 54,0

Суперпластификатор С-3 - 0,35 - 0,85

Молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5 - 4,0)103см2/г - 6,5 - 8,5

Указанная комплексная добавка - 2,5 - 3,5

Вода - Остальное

3. Бетонная композиция для производства конструкционных материалов и торкретбетонных работ, включающая портландцемент, микрокремнезем, заполнители, суперпластификатор С-3, комплексную добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г, в качестве заполнителей кварцевый песок фракции 1,25 - 2,50 мм и песчано-гравийную смесь с размерами зерен песка и гравия 2 - 5 мм при соотношении массовых долей песка и гравия в смеси 1:3 - 4 соответственно, в качестве комплексной добавки продукт совместного интенсивного сухого измельчения до удельной поверхности (4,0 - 4,5)103см2/г клинкерного алюминатного цемента марки "500" или "600" с долей трехкальциевого алюмината С3А в нем 8 - 12%, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью (1,5 - 2,5)103см2/г и сухого порошка суперпластификатора С-3, взятых в соотношении 5:4:1 соответственно, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 24,0 - 25,5

Микрокремнезем с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г - 4,0 - 6,0

Кварцевый песок фракции 1,25 - 2,50 мм - 28,0 - 32,0

Указанная песчано-гравийная смесь - 26,5 - 28,5

Суперпластификатор С-3 - 0,35 - 0,85

Указанная комплексная добавка - 2,5 - 3,5

Вода - Остальное

4. Бетонная композиция для производства конструкционных материалов и торкретбетонных работ, включающая портландцемент, микрокремнезем, кварцевый песок, суперпластификатор С-3, комплексную добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г, кварцевый песок фракции 1,25 - 2,50 мм, комплексную добавку - продукт совместного интенсивного сухого измельчения до удельной поверхности (4,0 - 4,5)103см2/г клинкерного алюминатного цемента марки "500" или "600" с долей трехкальциевого алюмината в нем 8 - 12%, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью 1,5 - 2,5)103см2/г и сухого порошка суперпластификатора С-3, взятых в соотношении 5:4:1 соответственно, дополнительно содержит молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5 - 4,0)103см2/г при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 24,0 - 25,5

Микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г - 4,0 - 6,0

Кварцевый песок фракции 1,25 - 2,50 мм - 48,0 - 54,0

Суперпластификатор С-3 - 0,35 - 0,85

Молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5 - 4,0)103см2/г - 6,5 - 8,5

Указанная комплексная добавка - 2,5 - 3,5

Вода - Остальное

5. Бетонная композиция, преимущественно для цементационных (инъекционных) работ, включающая портландцемент, микрокремнезем, кварцевый песок, суперпластификатор С-3, комплексную добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит микрокремнезем конденсированный с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г, кварцевый песок фракции менее 0,14 мм и дополнительно молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5 - 4,0)103см2/г, а комплексная добавка является продуктом совместного интенсивного сухого измельчения до удельной поверхности (4,0 - 4,5)103см2/г, клинкерного алюминатного цемента марки "500" или "600" с долей трехкальциевого алюмината С3А в нем 8 - 12%, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью (1,5 - 2,5)103см2/г и сухого порошка суперпластификатора С-3, взятых в соотношении 5:4:1 соответственно, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент - 24,0 - 25,5

Микрокремнезем с удельной поверхностью (15 - 25)103см2/г - 4,0 - 6,0

Кварцевый песок фракции мене 0,4 мм - 38,0 - 44,0

Суперпластификатор С-3 - 0,35 - 0,85

Молотый кварцевый песок с удельной поверхностью (3,5 - 4,0)103см2/г - 16,5 - 18,5

Указанная комплексная добавка - 2,5 - 3,5

Вода - Остальное




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru