Бетонная смесь

Бетонная смесь


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2223926 (13) C1

(51) 7 C04B28/02, C04B28/02, C04B18:04, C04B111:27 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

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

(14) Дата публикации: 2004.02.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003110299/03 
(22) Дата подачи заявки: 2003.04.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.04.11 
(45) Опубликовано: 2004.02.20 
(56) Аналоги изобретения: DE 2516023 B2, 17.05.1979.
SU 808439 A, 28.02.1981.
SU 1038314 A, 30.08.1983.
SU 990720 A, 23.01.1983.
RU 2095331 C1, 10.11.1997.
SU 988790 A, 15.01.1983. 
(72) Имя изобретателя: Ситников Ю.П.; Кузнецов А.В.; Степкин Ю.И.; Некрасов А.И.; Кретов С.Д. 
(73) Имя патентообладателя: Ситников Юрий Павлович 
(98) Адрес для переписки: 394063, г.Воронеж, ул. 25 Января, 8а, кв.63, Ю.П. Ситникову 

(54) Бетонная смесь 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в строительстве. Технический результат - повышение прочности, сокращение расхода цемента на 20-30% при сохранении прочностных свойств, снижение водопоглощения, обеспечение возможности применения цемента низких марок, использование боя кинескопов как вторичного сырья, обезвреживание тяжелых токсичных металлов в стеклопеске, снижение себестоимости. Бетонная смесь, включающая цемент, стеклощебень и стеклопесок из боя кинескопов, воду, содержит указанный стеклощебень, окатанный в шаровой мельнице, и дополнительно щебень природный и кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас. %: цемент 7-11,4, указанный стеклощебень 40,5-46,9, указанный стеклопесок 23,1-26,8, щебень природный 7-10,3, кварцевый песок 3-8, вода - остальное. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в строительстве.

Известен аналог - бетонная смесь по заявке РФ № 93034963/03, 05.07.99, МПК 6 С 04 В 28/26/004 В 111:20, авт. Р.С. Гулидов, Н.Н. Нечаева и др.

Данный прототип включает в себя натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,5, плотностью 1,3 г/см3, тонкодисперсный стеклобой, молотый кварцевый песок, песок кварцевый рядовой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое стекло 5-9

Тонкодисперсный стеклобой 12-15

Тонкомолотый кварцевый песок 12-15

Песок кварцевый рядовой 61-71

Недостаток аналога - такая смесь с бесцементным вяжущим используется для бетонных изделий с низкими физико-механическими характеристиками. При твердении бетонной смеси происходит большая усадка изделий, себестоимость высокая.

В наиболее близком аналоге - патенте DE № 2516023 В2, опубл. 17.05.1979 г, кл. C 21 F 104, C 04 B 31/06, С 04 В 15/04 для производства бетонов используется стеклобой кинескопов гранулированный (молотый) и гранулят шихты, который получается после резкого охлаждения расплавленной стеклянной массы, размером частиц менее 2 мм, а также крупная фракция 5-20 мм после дробления. Однако крупная фракция стеклобоя имеет пластинчатую (лещевидную) гладкую форму более 75% с игловатыми гранями, что не соответствует нормативным и потребительским свойствам.

Экспериментальные испытания показали, что при уплотнении бетонной смеси с лещевидными заполнителями и мелкой фракцией стеклопеска менее 2 мм происходит “соскальзывание” раствора с пластинчатого стеклобоя, смесь расслаивается, бетон получается низкого качества с плохой удобоукладываемостью. По ГОСТ 8736-85 фракция менее 2 мм и молотая относятся к мелким и очень мелким пескам и применяется в штукатурных растворах, поэтому, чтобы обеспечить требуемое качество, необходимо значительно увеличить расход цемента.

Кроме этого, в пробах 9 и 10 при соотношении цемент-наполнитель 1:4 в бетонной смеси используется 55% песка (молотого) гранулированного и коммерческого строительного. Такие бетоны считаются “запесоченными” с повышенной усадкой, низкой морозостойкостью, и требуется повышенный расход цемента. В патенте отсутствует санитарно-гигиеническая оценка бетонных изделий.

Для устранения этих недостатков бетонная смесь, включающая цемент, стеклощебень и стеклопесок из боя кинескопов, воду, содержит указанный стеклощебень, скатанный в шаровой мельнице, и дополнительно щебень природный и кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Цемент 7-11,4

Указанный стеклощебень 40,5-46,9

Указанный стеклопесок 23,1-26,8

Щебень природный 7-10,3

Кварцевый песок 3-8

Вода Остальное

Главное свойство предложенного изобретения - это обработка стеклобоя с целью снятия с поверхности люминофорного покрытия аквадага, графита с вредными токсичными веществами (иттрий, европий, кадмий, медь, свинец) методом окатывания в шаровой мельнице. После рассева по фракциям 0-5, 5-10, 10-20 поверхность крупного стеклобоя становится шероховатой с округленными гранями, что способствует хорошей адгезии заполнителя с цементным камнем и улучшаются прочностные свойства бетона (особенно пределы прочности при изгибе и сжатии). Такой стеклощебень соответствует санитарно-гигиеническим и потребительским свойствам.

Полученный после окатывания стеклопесок также используется в бетонах как мелкий заполнитель и при отверждении цементного камня происходит связывание токсичных веществ с цементными конгломератами и омоноличивание.

В кислотно-щелочной среде вымывания токсичных веществ из бетонных изделий не происходит, что подтверждает выданный санитарно-гигиенический сертификат № 36 ВЦ.40.574.П.ООО 198.03.02 от 29.03.02 г.

Технический результат - повышение деформативности бетона, сокращение расхода цемента на 20-35% при сохранении прочностных свойств, снижение водопоглощения, обеспечение возможности применения цемента низких марок, использование стеклобоя как вторичного сырья, обезвреживание тяжелых токсичных металлов, снижение себестоимости.

В отличие от известных бетонных смесей, предложенная смесь включает в свой состав заполнитель (стеклощебень, стеклопесок, щебень природный, песок кварцевый), содержащий большое количество К2О, Na2O и дополнительно РbО, BaO, MgO, Sb2O3, TiO2, способствующих образованию твердых растворов замещения при гидратации цементного камня и образованию цементирующих веществ на границе раздела фаз заполнитель-цементное тесто, что ведет к сохранению прочности бетонной смеси при более низком расходе цемента.

Учтено, что основой портландцемента являются клинкерные минералы: 3СаОМSiO2; В-2СаОМSiO2, 3СаОМАl2О3; 4СаОМАl2О3МFе2О3. Эти соединения в тонкомолотом виде обладают способностью при затворении водой затвердевать с образованием камневидного тела. Продуктами реакции клинкерных минералов с водой являются гидросиликаты, гидроалюминаты, гидроферриты и др. сложные по составу вещества.

При твердении цемента со стеклопеском, в состав которого входят тяжелые металлы, появляются гидратные новообразования с химическим замещением одних элементов на другие и образованием сложных гидрогранатов. Продукты гидратации цемента практически нерастворимы в воде, что объясняет низкую концентрацию тяжелых металлов в водных вытяжках. Затвердевший цемент не является обычным природным камнем. Это капиллярно-пористое тело, в порах которого практически всегда находится раствор извести с рН порядка 11,5-12,5. Низкая растворимость продуктов гидратации цемента, постоянная рН жидкой фазы в цементном камне и наличие гидратных соединений обуславливают способность цемента обезвреживать тяжелые металлы, входящие в стеклопесок. Воздействие рН окружающей среды на бетонные изделия по санитарно- гигиенической оценке (кислотно-щелочные осадки) в широких пределах отсутствует.

Для сопоставимости свойств бетона на искусственных заполнителях были изготовлены образцы контрольного состава на природном щебне и кварцевом песке. Образцы подвергались тепловлажностной обработке и нормальному твердению, с определением физико-механических показателей, приведенных в таблице 1.



Полученные результаты свидетельствуют о том, что замена природных заполнителей искусственными (стеклощебнем и стеклопеском) приводит к повышению прочностных показателей образцов при одинаковой подвижности бетонной смеси и равной плотности полученного бетона. Так, образцы бетона серии 2 имеют прочность при сжатии 19,3 МПа, а образцы того же состава на природных заполнителях - 9,5 МПа, что на 49,2% ниже прочности образцов на искусственных заполнителях. При снижении расхода цемента на 29,5% (образец серии 4) прочность образцов на искусственных заполнителях выше природных (серия 3) на 22,1%, а при повышении расходного цемента на 18% (серия 6 и 2) прочность образца на искусственном заполнителе (серия 2) остается почти равнозначной (выше на 3%). Полученные результаты позволяют говорить о возможной экономии цемента без изменения марки бетона. Виды твердения образцов (нормальное и тепловлажностное) незначительно влияют на прочность образцов (серии 4 и 6). Эти результаты подтверждают, что искусственные заполнители на границе раздела фаз (в контрольной зоне стекло:цемент) обладает реакционной способностью при нормальных условиях. Это приводит к тому, что в области контакта образуются новообразования, обеспечивающие высокую прочность материалу.

Токсиколого-гигиеническая оценка образцов бетона. С целью гигиенической оценки материала была исследована миграция химических веществ из бетона с искусственными заполнителями в воздух и воду.

В исходное сырье (стеклощебень и стеклопесок) входят: окиси кремния, свинца, сурьмы, фтористые соединения и др. Поэтому при проведении исследования миграции химических веществ в воздухе из образцов бетона, находящихся в эксикаторах при температуре +20 и +40°С, наличие хрома, свинца и фтористого водорода не отмечено. В смывах образцов бетона хром и свинец не обнаружены. Параллельно с исследованиями миграции в воздушную среду и смывов проводились исследования миграции химических веществ из бетона в воду. Результаты исследований приведены в таблице 2.



По заключению Центра Госсанэпиднадзора в Воронежской области изготовленный бетон с применением искусственных заполнителей отвечает требованиям санитарных правил № 2158-80 от 28.03.80 г. и его разрешается применять в промышленном и гражданском строительстве.

Технический и санитарно-гигиенический результаты достигаются за счет того, что в бетонной смеси, включающей цемент, мелкие заполнители, крупные заполнители и воду, в качестве мелкого заполнителя используется стеклопесок и кварцевый песок, а в качестве крупного заполнителя - стеклощебень (стеклобой) и природный щебень.

Производство бетонной смеси осуществляется следующим образом: из стеклобоя производства кинескопов после его переработки - дробления, окатывания и рассева по фракциям 0-5,0; 5,0-20,0 мм - получают стеклопесок и стеклощебень, которые поступают раздельно в бункеры- накопители, а затем ленточным транспортером подаются на веерный склад заполнителей.

Цемент загружается в бункер пневмотранспортом. Заполнители через секторный распределитель подаются в многофракционный дозатор. Далее заполнители транспортируются специальным подъемником и через распределительную воронку загружаются в бетоносмеситель принудительного действия, где происходит перемешивание компонентов в течение 2-3 мин. Затем бетонную смесь транспортируют к месту укладки в формы и на установку виброформования.

Данная бетонная смесь обладает наилучшими показателями в следующих областях: деформативность бетона, сокращение расхода цемента на 20-35% при сохранении прочностных свойств, снижение водопоглощения, обеспечение возможности применения цемента низких марок, использование стеклобоя и стеклопеска как вторичного сырья, обезвреживание тяжелых токсичных металлов, снижение себестоимости. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Бетонная смесь, включающая цемент, стеклощебень и стеклопесок из боя кинескопов, воду, отличающаяся тем, что она содержит указанный стеклощебень, окатанный в шаровой мельнице, и дополнительно щебень природный и кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 7-11,4

Указанный стеклощебень 40,5-46,9

Указанный стеклопесок 23,1-26,8

Щебень природный 7-10,3

Кварцевый песок 3-8

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