СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ УСАДКИ БЕТОНА

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ УСАДКИ БЕТОНА


--- Закажите полную версию данного патента ---

RU (11) 2292070 (13) C1

(51) МПК
G05D 21/00 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.01.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005115140/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.05.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.05.18 
(45) Опубликовано: 2007.01.20 
(56) Аналоги изобретения: БАЖЕНОВ Ю.М. Технология бетона. - М.: Стройиздат, 1987, с.5-8, 134. SU 537623 А, 30.11.1976. RU 2105736 С1, 27.02.1998. SU 1733421 А1, 15.05.1992. RU 2227196 C1, 10.04.2002. GB 750554 А, 20.06.1956. 
(72) Имя изобретателя: Придатко Юрий Михайлович (RU); Готовцев Валерий Михайлович (RU); Доброхотов Владимир Борисович (RU); Шабров Владимир Львович (RU); Кузнецова Наталья Евгеньевна (RU); Придатко Игорь Михайлович (RU); Сурьянинов Дмитрий Андреевич (RU); Давыдов Алексей Владимирович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Придатко Юрий Михайлович (RU) 
(98) Адрес для переписки: 150022, г.Ярославль, пос. Сокол, 23А, кв.9, Ю.М.Придатко 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ УСАДКИ БЕТОНА
Изобретение относится к строительству, а именно к способам регулирования усадки бетона и раствора, используемых при устройстве несущих и ограждающих бетонных и железобетонных конструкций, специальных и отделочных покрытий. В способе регулирования усадки бетона, включающем определение свойств и расхода вяжущего, заполнителя и жидкости затворения, дозирование и совместное перемешивание вяжущего, заполнителя и жидкости затворения с получением бетонной смеси, ее укладку, уплотнение и выдерживание с получением бетона и определение его усадки, устанавливают соотношение между усадкой бетона еу и условиями термовлажностной обработки заполнителя - продолжительностью , температурой t и влажностью и производят термовлажностную обработку заполнителя при значениях 0, t0 и 0, обеспечивающих требуемую усадку бетона е у0, с учетом этого соотношения. Технический результат - увеличение диапазона и повышение точности регулирования усадки бетона путем термовлажностной обработки заполнителя. 4 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к строительству, а именно к способам регулирования усадки бетона, раствора, используемых при устройстве несущих и ограждающих бетонных и железобетонных конструкций, специальных и отделочных покрытий, например гидроизоляционное, штукатурное, бетонное покрытие пола и т.п.

Известен способ регулирования усадки бетона [1] путем изменения расхода основных компонентов, например вяжущего, при приготовлении минеральных смесей. Однако изменение усадки бетона путем уменьшения расхода вяжущего приводит к снижению прочности бетона, увеличению его водопроницаемости и уменьшению долговечности. Это объясняется уменьшением степени заполнения цементным тестом межзернового пространства, неполной смазки им поверхности заполнителя. Регулирование усадки бетона путем уменьшения расхода воды при сохранении водоцементного отношения приводит к снижению удобоукладываемости смеси.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ регулирования усадки бетона [2], включающий определение свойств и расхода вяжущего, заполнителя и жидкости затворения, дозирование и совместное перемешивание вяжущего, заполнителя и жидкости затворения с получением бетонной смеси, ее укладку, уплотнение и выдерживание с получением бетона и определение его усадки.

Известный способ имеет следующие недостатки. Использование основных показателей свойств вяжущего, заполнителя и жидкости затворения [3, 4] обеспечивает возможность получения бетона с определенной усадкой. Для ее регулирования корректируют состав бетонной смеси путем варьирования расхода или замены компонентов: вяжущее, жидкость затворения, заполнитель. Варьирование расхода компонентов не позволяет изменять усадку в сколько-нибудь широком диапазоне из-за того, что при этом существенно изменяются другие свойства смеси и бетона (удобоукладываемость, прочность, адгезия к основанию и т.п.). Регулирование усадки путем замены компонентов требует наличия компонентов с различными свойствами. Следствием этого является увеличение площадей складов для их хранения, возрастание затрат на приготовление смесей. При этом с течением времени под воздействием естественных и искусственных факторов [5, 6] свойства компонентов смесей изменяются. По этим причинам наличие разнообразных по своим свойствам компонентов не позволяет надежно и экономично регулировать усадку бетона.

Целью предлагаемого способа является увеличение диапазона и повышение точности регулирования усадки бетона путем термовлажностной обработки заполнителя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе регулирования усадки бетона, включающем определение свойств и расхода вяжущего, заполнителя и жидкости затворения, дозирование и совместное перемешивание вяжущего, заполнителя и жидкости затворения с получением бетонной смеси, ее укладку, уплотнение и выдерживание с получением бетона и определение его усадки, устанавливают соотношение между усадкой бетона у и условиями термовлажностной обработки заполнителя - продолжительностью , температурой t и влажностью и производят термовлажностную обработку заполнителя при значениях 0, t0 и 0, обеспечивающих требуемую усадку бетона у0, с учетом этого соотношения.

При реализации этого способа имеет место следующее. В процессе добычи, транспортирования, хранения, переработки с течением времени заполнитель подвергают естественной (атмосферные осадки, инсоляция и т.п.) или искусственной [7, 8, 9, 10 и т.п.] (подогрев в бункерах, на открытых или закрытых складах, в специальных установках, перемешивание и т.п.) термовлажностной обработке. При такой обработке в зависимости от продолжительности, температуры и влажности качество заполнителя (геометрические параметры его зерен, их пористость, шероховатость, неровность поверхности, качество и количество центров активных по отношению к процессам гидратации и гидролиза вяжущего, формирования микроструктуры бетона, раствора [11, 12]) изменяется. В результате при одинаковых составе минеральной смеси и внешних условиях твердения, но при использовании заполнителя, обработанного при разных значениях , t и , процессы образования цементного камня и бетона в целом протекают по-разному. Это объясняет соответствующие различия в их микроструктуре. Такие различия проявляются в изменении физического состояния цементного камня и его распределении в межзерновом пространстве. Поэтому бетоны, полученные из смесей одинакового состава, но с заполнителем, обработанным при разных значения , t и , обладают разной способностью сопротивляться усадочным напряжениям. Следствием является и различие в усадочных деформациях. Поэтому каждому набору значений , t и , характеризующему условия термовлажностной обработки, соответствует определенная усадка бетона. Таким образом, изменение условий термовлажностной обработки заполнителя определяет возможность регулирования усадки. Для получения бетона с требуемой усадкой у0 необходимо провести термовлажностную обработку заполнителя при соответствующих значениях 0, t0 и 0.

При выполнении работ, например, по устройству бетонного покрытия пола способ реализуют следующим образом. До приготовления бетонной смеси на основании требований нормативной и проектной документации устанавливают требуемую усадку бетона у0. По паспорту, техническим условиям и экспериментально определяют свойства заполнителя, вяжущего, воды. Отбирают образцы заполнителя и осуществляют их термовлажностную обработку. Условия такой обработки (температура, влажность, продолжительность) для разных образцов различны. Их варьируют в соответствии с возможностями предприятия-изготовителя. На основании известных рекомендаций, например [13], подбирают состав бетонной смеси. С использованием обработанных образцов заполнителя готовят бетонные смеси, из них изготавливают образцы бетона и измеряют его усадку. На основании полученных результатов устанавливают соотношения между усадкой у и условиями термовлажностной обработки ( , t и ) заполнителя. Используя эти соотношения, определяют значения 0, t0 и 0, обеспечивающие получение бетона с требуемой усадкой y0. При этих условиях проводят термовлажностную обработку заполнителя, необходимого для приготовления всей партии бетонной смеси. Затем осуществляют дозирование и совместное перемешивание вяжущего и жидкости затворения, получая бетонную смесь. Такую смесь используют при устройстве покрытия пола из бетона с требуемой усадкой у0.

Эффективность предлагаемого способа по сравнению с известным по прототипу оценивали путем сравнения возможности регулирования усадки бетона по обоим способам. Для этого проведен эксперимент. При его выполнении использованы следующие материалы:

- речной кварцевый песок - мелкий, модуль крупности 1,94; насыпная плотность 1,51 г/см3; плотность частиц песка 2,59 г/см3; зерновой состав, % по массе: размер отверстия сита, мм, 1,25-3,25%; 0,63-13,43%; 0,315-60,33%; 0,16-20,34%; менее 0,16-2,65%;

- цемент - Старый Оскол, портландцемент; марка ПЦ 400 Д0; плотность частиц - 3,1 г/см3;

- вода - водопроводная.

Разные образцы песка подвергли термовлажностной обработке при различных фиксированных значениях , t и : продолжительность от 0,05 до 720 часов, температура t от 10 до 90°С, влажность от 2 до 23,7 мас.%. С использованием таких образцов песка готовили бетонные смеси следующего состава: отношение расходов цемента Ц и песка П составляет Ц/П=1:3; водоцементное отношение - В/Ц=0,71. Из них изготовили образцы - призмы размером 100×100×300 мм. Уплотнение бетонной смеси осуществляли вибрированием с частотой 50 Гц и амплитудой 1,5 мм. Условия выдерживания образцов-призм - первые двое суток в воздушно-влажных условиях при температуре 20±2°С, а в последующем - при такой же температуре в воздушно-сухих условиях. По мере выдерживания измеряли усадку образцов бетона у.

Полученные результаты представлены в таблицах 1, 2, 3. Они свидетельствуют о том, что усадка бетона зависит от условий термовлажностной обработки заполнителя. Причем для образцов бетона на заполнителе, обработанном при разных значениях , t и , характерны не только различия абсолютных значений усадочных деформаций у, но и различия в интенсивности их изменения с течением времени. При продолжительности более 144 часов на 65 сутки (таблица 1) наблюдается уменьшение усадки бетона. Это объясняется следующим. Продолжительная термовлажностная обработка кварцевого песка приводит к образованию на поверхности его зерен полислоев гидратированного кремнезема существенной толщины. При перемешивании компонентов минеральной смеси за счет абразивного воздействия происходит его механическое отделение. При химическом воздействии продуктов гидратации и гидролиза вяжущего этот процесс усиливается. При этом в межзерновом пространстве и на поверхности зерен заполнителя в состав цементного камня оказываются включенными фрагменты аутогенных оболочек зерен заполнителя. В результате химического взаимодействия они прочно связаны с кристаллами цементного камня. В начальный момент твердения бетона, раствора эти фрагменты отдают воду, которая расходуется на гидратацию и гидролиз цемента, и уменьшаются в объеме. В последующем (в эксперименте после 45 суток) они поглощают воду и набухают. Процесс набухания приводит к уменьшению усадки бетона.

Из полученных результатов следует, что предлагаемый способ, с одной стороны, позволяет увеличить диапазон регулирования усадки бетона при его одинаковом составе путем использования заполнителя, обработанного при разных значениях , t и . С другой, он обеспечивает возможность получения требуемой усадки бетона у0 путем использования для приготовления смеси заполнителя, обработанного в течение времени 0 при температуре t0 и влажности 0. Это повышает точность регулирования усадки по сравнению с прототипом. При применении же прототипа может быть получена любая усадка у из представленных в таблицах 1, 2, 3 или промежуточная. Причем невозможно указать, какая именно. Например, на 28 сутки твердения возможный диапазон ее изменения составляет от 0,041 до 0,84% (таблица 1).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить диапазон и повысить точность регулирования усадки бетона по сравнению с прототипом.

Для условий эксперимента по предлагаемому способу возможно варьирование усадки бетона и повышение точности ее регулирования в диапазоне от 0,011 до 0,113%. Если, например, необходимо, чтобы требуемая усадка у0 бетона на 28 сутки составила 0,080%, то для приготовления бетонной смеси необходимо использовать песок, подвергнутый термовлажностной обработке при 0=2,5 часа, t0=20°С и 0=12% (таблица 3). Для уменьшения требуемой усадки до у0=0,064% условия термовлажностной обработки следует принять 0=2,5 часа, t0=40°С и 0=23,7% (таблица 2), а для у0=0,045% соответственно 0=144 часа, t0=20°С и 0=23,7% (таблица 1).

Характеристика регулирования усадки бетона для прототипа и заявляемого способа представлена в таблице 4: «+» - возможность регулирования в определенном в эксперименте диапазоне имеется, «-» - возможность регулирования отсутствует. При этом следует иметь в виду, что указанные диапазоны изменения условий обработки заполнителя , t и могут быть расширены [14]: от 0 до 1008 часов, t от 5°С до 95°С, от водопотребности заполнителя до 29,6 мас.%.

Таблица 1 
Зависимость усадки бетона у от продолжительности (t=20°С и =23,7 мас.%) 
Интервал времени от изготовления образца до момента испытания, сутки Усадка бетона y, в % от длины образца, при продолжительности , в часах 
0,05 1 2,5 24 72 144 720 
7 0,015 0,014 0,018 0,011 0,015 0,021 0,023 
14 0,036 0,035 0,043 0,034 0,041 0,034 0,031 
28 0,084 0,069 0,076 0,076 0,080 0,045 0,041 
45 0,106 0,090 0,093 0,091 0,095 0,053 0,046 
65 0,113 0,090 0,098 0,106 0,103 0,048 0,044 
Таблица 2 
Зависимость усадки у от температуры t ( =2,5 часа и =23,7 мас.%) на 28 сутки выдерживания образцов бетона 
Температура обработки заполнителя t 10 20 40 80 90 
Усадка бетона у, в % от длины образца 0,074 0,076 0,064 0,053 0,048 


Таблица 3 
Зависимость усадки у от влажности ( =2,5 часа, t=20°С) на 28 сутки выдерживания образцов бетона 
Влажность заполнителя , мас.% 2 6 12 23,7 
Усадка бетона у, в % от длины образца 0,084 0,081 0,080 0,076 
Таблица 4 
Способ Возможность регулирования усадки при изменении условий обработки заполнителя 
продолжительность , час температура t, °С влажность , мас.% 
от 0,05 до 720 от 10 до 90 от 2 до 23,7 
Прототип - - - 
Заявляемый + + + 


Вывод: заявляемый способ позволяет увеличить диапазон и повысить точность регулирования усадки бетона по сравнению с прототипом.

Источники информации

1. Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология заполнителей бетона - М.: Высш. шк., 1991. - С.74...76.

2.Баженов Ю.М. Технология бетона - М.: Высш. шк., 1987. - С.5-8, 134.

3. ГОСТ 8736-95. Песок для строительных работ. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 14 с.

4. Новые способы производства отделочных работ. - М.: Стройиздат, 1990. - С.12...17.

5. Придатко Ю.М., Лебедев А.Б., Доброхотов В.Б., Шабров В.Л. О прогнозировании прочности бетона // Тезисы докл. Региональной науч. - техн. конф., посвященной 55-летию Яросл.гос.техн.ун-та. - Ярославль, 1999. - С.91.

6. Техническая мелиорация пород / Под ред. С.Д.Воронкевича. - М.: Изд-во МГУ, 1981. - С.26...33.

7. Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология заполнителей бетона. - М.: Высш.шк., 1991. - С.54...234.

8. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. - М.: Мир, 1980. - 488 с.

9. А.с. №1186598. Способ приготовления бетонных и растворных смесей / С 04 В 20/02.

10. А.с. №1296537. Способ активации мелкого минерального заполнителя бетона / С 04 В 14/00.

11. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. - М.: Мир, 1980. - С.199...334.

12. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика - М.: Изд. Технопроект, 1998 - С.9...12.

13. Баженов Ю.М. Технология бетона - М.: Высш.шк., 1987. - С.229...318.

14. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. - М.: Высш. шк., 1987. - 327 с.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ регулирования усадки бетона, включающий определение свойств и расхода вяжущего, заполнителя и жидкости затворения, дозирование и совместное перемешивание вяжущего, заполнителя и жидкости затворения с получением бетонной смеси, ее укладку, уплотнение и выдерживание с получением бетона и определение его усадки, отличающийся тем, что устанавливают соотношение между усадкой бетона еу и условиями термовлажностной обработки заполнителя - продолжительностью , температурой t и влажностью и производят термовлажностную обработку заполнителя при значениях 0, t0 и 0, обеспечивающих требуемую усадку бетона е у0, с учетом этого соотношения.





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