Высокопрочный бетон

(51) 04 28/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ отличающийся тем,что в качестве кремнеземсодержащего компонента принят термолит, обожженный при 1100 С, размолотый до удельной поверхности 4500 - 5000 см 2/г, а добавка является комплексной и состоит из золя гидроокиси железас плотностью 1,021 г/см 3 и водородным показателем 4,5-5,5 и гиперпластификатора-1000 К при следующем соотношении компонентов, мас. Золь гидроокиси железас плотностью 1,021 г/см 3 и водородным показателем 4,5-5,5 85,50-86,00 Гиперпластификатор -1000 К 14,00-14,50 при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. Портландцемент 15-18 Термолит, обожженный при 1100 С,7-10 размолотый до удельной поверхности 4500 - 5000 см 2/г Песок 20-25 Щебень 40 - 44,5 Указанная добавка 1,5-2,0 Вода 8,0 - 9,0(72) Шинтемиров Кабер Сундетович Шинтемиров Бахит Каберович Рыскалиев Муратбай Жанайдарович Хамзина Баян Елемесовна Уразова Светлана Саматовна Мажитов Еркебулан Бисенгалиевич(73) Шинтемиров Кабер Сундетович Шинтемиров Бахит Каберович Рыскалиев Муратбай Жанайдарович Хамзина Баян Елемесовна Уразова Светлана Саматовна Мажитов Еркебулан Бисенгалиевич(57) Изобретение относится к высокопрочному бетону и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью при сжатии при низком удельном расходе цемента. Технический результат достигается тем, что в высокопрочном бетоне, полученном из смеси,содержащей портландцемент,кремнеземистый компонент, песок, щебень, добавку и воду, 29128 Изобретение относится к высокопрочному бетону и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения. Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (Ю.М.Баженов. Технология бетона. Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ), Москва, 2002 г., с.377), содержащая портландцемент, кремнеземсодержащий компонент,песок, щебень, силикатную муку, добавку и воду. Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии. Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона ( 2256629, С 04 В 28/04,опубл. 20.07.2005 г./ Авторы Сватовская Лариса Борисовна, Соловьева Валентина Яковлевна,Комохов Павел Григорьевич, Степанова Ирина Витальевна, Сычева Анастасия Максимовна.),содержащая портландцемент, песок, щебень,кремнеземсодержащий компонент, представленный золем ортокремниевой кислоты с плотностью 1,014 г/см 3, водородным показателем 5-6, добавку ДЭЯ-М и воду. Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон ( 2323910, С 04 В 28/04, 22/06, 111/20,опубл. 10.05.2008 г. / Авторы Сватовская Лариса Борисовна, Соловьева Валентина Яковлевна,Степанова Ирина Витальевна, Сычева Анастасия Максимовна, Коробов Николай Васильевич,Старчуков Дмитрий Сергеевич), содержащий портландцемент, песок, щебень, добавку - золь гидроокиси железас плотностью 1,018 г/см 3,водородным показателем 4,5-5,5 и воду при следующем соотношении компонентов, масс. Портландцемент 23,6-26,9 Песок 23,7-25,2 Щебень 36,8-38,4 Золь гидроокиси железас плотностью 1,018 г/см 3,водородным показателем 4,5-5,5 0,7-0,76 Вода 11,9-12,04. Недостатком данного технического решения является ограниченность достигаемого значения прочности при сжатии и относительно высокий расход цемента. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью при сжатии при низком удельном расходе цемента. Технический результат достигается тем, что в высокопрочном бетоне, полученном из смеси,содержащей портландцемент, песок, щебень,добавку и воду, добавка является комплексной и состоит из золя гидроокиси железас плотностью 1,018 г/см 3, водородным показателем 4,5-5,5 и гиперпластификатора -1000 К при следующем соотношении компонентов, масс. Золь гидроокиси железас плотностью 1,018 г/см 3, водородным показателем 4,5-5,5 85-86 Гиперпластификатор -1000 К 14-15 при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, масс,Портландцемент 15-18 Термолит, обожженный при 1100 С, размолотый до удельной поверхности 4500-5000 см 2/г 7-10 Песок 20-25 Щебень 40-44,5 Указанная добавка 1,5-2,0 Вода 8,0-9,0. Золь гидроокиси железаимеет коллоидную частицу с положительным зарядом,что соответствует усилению гидратационных процессов,а в сочетании с гиперпластификатором-1000 К дает синергетический эффект,что позволяет получить высокопрочный бетон при низком удельном расходе цемента. Проблема создания высокопрочного бетона в настоящее время актуальна, так как особенно быстро развиваются все направления строительства. Одним из путей создания высокопрочного бетона является химическая активация бетонной смеси. Анализ полученных данных таблицы показывает,что предлагаемая комплексная добавка оказывает пластифицирующее действие на цементсодержащую систему, уменьшая количество воды затворения на 66, при этом водоцементное отношение уменьшается с 0,47 до 0,32, что способствует формированию более плотной структуры. Результатом применения данной комплексной добавки является повышение прочности при сжатии бетона на 54 до значения 116 МПа. Несмотря на повышенный активирующий эффект действия рассматриваемой добавки на основе золя гидроокиси железадостигаемый пластифицирующий эффект является недостаточным. Это ограничивает область применения прототипа при производстве строительных работ. Поэтому для повышения указанного пластифицирующего эффекта было рассмотрено совместное действие золя гидроокиси железас известным высокоэффективным гиперпластификатором -1000 К. Проведенные физико-химические исследования при помощи рентгенофазового метода анализа показали, что в присутствии комплексной добавки,представленной золем гидроокиси железав сочетании с гиперпластификатором 1000 К, увеличивается гидратационная активность цемента в полученном бетоне по сравнению с контрольным бездобавочным бетоном, о чем можно судить по значительному уменьшению линий при межплоскостном расстоянии,равном(2,77 2,732,631,76)10-10 м, характерных для алита. Причем следует отметить, что в присутствии комплексной добавки увеличивается интенсивность пиков при межплоскостном расстоянии,равном (4,932,601,93)10-10 м, характерных для образования гидроокиси кальция. При добавке термолита, обожженного при 1100 С и размолотого до удельной поверхности 4500-5000 см 2/г. увеличивается интенсивность пиков при межплоскостном расстоянии,равном характерных для(2,852,832,422,01)10-10 м,образования тоберморитоподобных гидросиликатов,по сравнению с рентгенограммой цементного камня,активированного только золем гидроокиси железа без добавки термолита. Это позволяет повысить прочность, плотность и долговечность бетона. Таким образом, проведенные комплексные физико-механические и физико-химические исследования показали, что сочетание добавки добавке термолита, обожженного при 1100 С и размолотого до удельной поверхности 4500-5000 см 2/г., золя гидроокиси железаи гиперпластификатора -1000 К является благоприятным, так как способствует повышению пластифицирующего эффекта комплексной добавки в целом, а также снижению расхода цемента, часть которой замещена термолитом. Комплексная добавка в представленном сочетании оказывает высокое пластифицирующее и активирующее действие на цементсодержащую твердеющую систему, способствуя повышению прочности и долговечности искусственного камня. На дату подачи заявки, по мнению заявителя,заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной. Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии термолита, обожженного при 1100 С и размолотого до удельной поверхности 4500-5000 см 2/г., золя гидроокиси железас плотностью 1,021 г/см 3 и водородным показателем 4,5-5,5 и гиперпластификатора -1000 К, а именно увеличивает подвижность бетонной смеси, а также связывает гидроксид кальция,увеличивает гидратационную активность цемента, результатом чего является повышение прочности при сжатии бетона по сравнению с прототипом. Смесь, включающая портландцемент, термолит,обожженный при 1100 С, размолотый до удельной поверхности 4500 - 5000 см 2/г, песок, щебень и предлагаемую комплексную добавку, обеспечила получение высокопрочного бетона,характеризуемого повышенной прочностью при сжатии. Предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению повышает прочность вобразца проектном возрасте (28 суток) при сжатии на 64,5 до значения 116 МПа по сравнению с прототипом. По мнению заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности изобретательский уровень. Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения. Готовят сырьевую смесь следующим образом. Золь гидроокиси железак 100 см 3 кипящей воды прибавляют 3-4 капли насыщенного раствора хлорида железа. При этом энергично протекает гидролиз хлорида железа и появляющиеся молекулы гидроокиси железаконденсируются в коллоидные частицы. Образующийся золь гидроокиси железаимеет вишнево-коричневый цвет. Таким образом, получают золь гидроокиси железас плотностью 1,021 г/см 3, водородным показателем 4,5-5,5, который представляет собой жидкость вишнево-коричневого цвета. Отдозированный золь и гиперпластификатор) помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси портландцемент М 400, термолит, обожженный при 1100 С, размолотый до удельной поверхности 4500 5000 см 2/г, песок с модулем крупности 2,1, щебень фракции 5-10 мм и воду,содержащую отдозированную комплексную добавку, помещают в бетоносмеситель,где осуществляется перемешивание компонентов и приготовление бетонной смеси, из которой изготавливают требуемые бетонные изделия и образцы для контроля качества по параметрам прочности при сжатии. Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях и результаты испытаний, согласно ГОСТ 10180-90 Методы определения прочности по контрольным образцам, представлены в таблице. Анализ данных, представленных в таблице,показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению повышает прочность в проектном возрасте (28 суток) при сжатии на 86,5 до значения 116,7 МПа по сравнению с прототипом. Параметры качества бетона Портланд Термолит,Заполнитель Количество комплексной добавки Вода Подвижн Прочность В/Ц цемент обожженный Песок с Щебень Гиперпласт ость,при Золь Общее М 400 при 1100 С, модулем фракции ификатор гидроокиси количество, см сжатии в размолотый крупности 5-10 мм - железавозрасте Параметры качества бетона Портланд Термолит,Заполнитель Количество комплексной добавки Вода Подвижн Прочность В/Ц цемент обожженный Песок с Щебень Гиперпласт ость,при Золь Общее М 400 при 1100 С, модулем фракции ификатор гидроокиси количество, см сжатии в размолотый крупности 5-10 мм - железавозрасте ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Высокопрочный бетон,полученный из сырьевой смеси, содержащей портландцемент,кремнеземсодержащий компонент, песок, щебень,добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве кремнеземсодержащего компонента принят термолит, обожженный при 1100 С, размолотый до удельной поверхности 4500-5000 см 2/г, а добавка является комплексной и состоит из золя гидроокиси железас плотностью 1,021 г/см 3 и водородным показателем 4,5-5,5 и гиперпластификатора- 1000 К при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.Портландцемент 15-18 Термолит, обожженный при 1100 С, размолотый до удельной поверхности 4500-5000 см 2/г 7-10 Песок 20-25 Щебень 40-44,5 Добавка - зольгидроокиси железаи гиперпластификатора- 1000 К 1,5-2,0 Вода 8,0-9,0.