Патент на изобретение №2327673

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕТОНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительным материалам. Технический результат – повышение прочности, трещиностойкости и водонепроницаемости бетона. Способ получения бетона включает приготовление смеси цемента, песка и воды в емкости и введение в указанную смесь кремнийорганического компонента, содержащего углеводородный пропеллент и полиметилсилоксановую жидкость в количестве 8-10% от объема бетонной смеси под давлением в нижнюю часть емкости посредством трубки, перемешивая указанный компонент по мере его поступления со смесью цемента, песка и воды круговыми движениями трубки. Указанное давление составляет 0,2-0,3 МПа. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способам получения и составам бетонных смесей, используемых в строительных объектах, к которым при доступной цене предъявляются повышенные требования по прочности, трещиностойкости и водонепроницаемости.

Известны цементно-полимерные бетоны с добавками различных высокомолекулярных органических соединений (см. книгу: Баженов Ю.М. Технология бетона. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2002, с.326-328).

Технический недостаток подобной информации – отсутствие конкретики.

Известна комплексная добавка для бетонной смеси на основе натриевой соли, в состав смеси входит кремнийорганическая жидкость (полиметилсилоксановая жидкость) 0,01-5,0% (RU 2061665 C1, МПК⁶ 04В 28/02, 10.06.96).

Технический недостаток подобных комплексных добавок – их недостаточная эффективность: к примеру, содержание полиметилсилоксановой жидкости может изменяться в 500 раз (5,0/0,01=500); при различных сочетаниях комплексных добавок прочность бетона при сжатии через 28 суток изменяется несущественно.

Известна также бетонная смесь, включающая ряд добавок, в их числе кремнийорганический компонент, в качестве которого применяют 50%-ный толуольный раствор полидиметилфенилсилоксанового полимера 0,02-0,65% (SU 1150242 А, МПК⁴ С04В 24/42, 15.04.85).

Технический недостаток этой наиболее близкой к предлагаемой бетонной смеси: неэффективность кремнийорганического компонента, содержание которого может изменяться в 32,5 раза (0,65/0,02=32,5); прочность на сжатие снижается в 4-х из пяти вариантов смеси; некоторое повышение остаточной прочности достигается за счет введения в смесь жидкого стекла, а отнюдь не мизерного количества кремнийорганического компонента.

Техническая задача: повышение эксплуатационно-технологических показателей бетона за счет повышенного и фиксированного содержания особого состава и способа введения в смесь кремнийорганического компонента.

Технический результат: повышение прочности, трещиностойкости и водонепроницаемости бетона.

Согласно изобретению способ получения бетона включает приготовление смеси из цемента, песка и воды и введение в смесь кремнийорганического компонента, содержащего углеводородный пропеллент и кремнийорганический полимер; в качестве последнего применяют полиметилсилоксановую жидкость, введение указанного компонента в количестве 8-10% по объему от бетонной смеси осуществляют под давлением в нижнюю часть емкости посредством трубки, перемешивая указанный компонент по мере его поступления со смесью цемента, песка и воды круговыми движениями трубки; указанное давление составляет 0,2-0,3 МПа.

Способ получения бетона реализуют следующим образом.

Для проверки показателей и эффективности предлагаемого способа получения бетона и самого бетона изготавливали образцы (в четырехкратной повторности):

образцы № 1, получаемые традиционным способом из цемента, песка и воды (контрольные образцы);

образцы № 2, получаемые по предлагаемому способу.

На начальной стадии получения бетона образцы №1 и №2 изготавливали по одной технологии – получали смесь из цемента и песка в соотношении 1:3 по объему. В качестве цементного компонента использовали портландцемент марки 500; песок применяли мелкий просеянный. После предварительного перемешивания, добавления необходимого количества воды и нового перемешивания приготовление смеси для образцов № 1 заканчивалось. После этого смесь помещали в формы и уплотняли, как обычно, на вибростенде.

Приготовление смеси для образцов №2 продолжили путем введения в смесь кремнийорганического компонента, в качестве которого применяли полиметилсилоксановую жидкость с углеводородным пропеллентом. Последний использовали в качестве разбавителя и растворителя, совместимого с полиметилсилоксановой жидкостью. Данная жидкая кремнийорганическая компонента приготавливается в заводских условиях и в баллонах под давлением поставляется заказчикам. Введение в бетонную смесь указанного компонента проводили посредством металлической трубки, которую использовали также для перемешивания круговыми движениями получаемой смеси по мере поступления компонента. Обычное введение в бетонную смесь кремнийорганического компонента (путем вливания и последующего перемешивания) неприемлемо, поскольку в этом случае компонент не будет равномерно распределяться по объему смеси. Подачу компонента производят под давлением 0,2-0,3 МПа в нижнюю часть емкости и прекращают этот процесс при наличии 8-10% компонента по объему предлагаемой смеси. После этого полученную бетонную смесь также помещали в формы и уплотняли на вибростенде. Все образцы (№1 и №2) выдерживали по известной методике – во влажном помещении на протяжении 28 суток.

При испытании на сжатие выявили, что контрольные образцы №1 выдерживали нагрузку в среднем 112 кН в течение 20-30 сек, затем образцы полностью разрушались – растрескивались. Образцы №2, изготовленные по предложенному способу, выдерживали нагрузку в среднем 143 кН на протяжении 2-х мин, затем разрушались. В отличие от образцов №1 разрушение образцов №2 характеризовалось не растрескиванием, а сколом крупных кусков. Прочность на сжатие образцов №2 по сравнению с контролем повышается на 27,7% (143/112˜1,277).

Изучение мест излома показало, что образцам №1 присущи неравномерные поры и микротрещины. Наполняемость образцов №2 более плотная, равномерно мелкопористая, поверхность излома покрыта тонким слоем полимера. За счет введения в бетонную смесь полиметилсилоксановой жидкости с углеводородным пропеллентом замедлился процесс гидратации цемента, что привело к уменьшению деформации усадки и отсутствию микротрещин. Благодаря этому достигается повышение прочности бетона при его высоких упругих свойствах и трещиностойкости, повышается также однородность и плотность структуры бетона, вследствие чего увеличивается его водонепроницаемость.

Названные высокие эксплутационно-технологические показатели бетона получены простыми средствами – путем введения особым способом единственного качественного (заводского приготовления) компонента в повышенном и количественно фиксированном объеме – 8-10% от полученной бетонной смеси (разница в составе всего 20%). Для получения предлагаемого бетона не требуется ни сложная технология, ни приготовление большого количества добавок, масса или объем которых слабо регламентируется.

Формула изобретения

1. Способ получения бетона, включающий приготовление смеси цемента, песка и воды в емкости и введение в указанную смесь кремнийорганического компонента, содержащего углеводородный пропеллент и кремнийорганический полимер, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганического полимера применяют полиметилсилоксановую жидкость, введение указанного компонента в количестве 8-10% от объема бетонной смеси осуществляют под давлением в нижнюю часть емкости посредством трубки, перемешивая указанный компонент по мере его поступления со смесью цемента, песка и воды круговыми движениями трубки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное давление составляет 0,2-0,3 МПа.