Патент на изобретение №2345005
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СОСТАВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОНА
(57) Реферат:
Изобретение относится к составам для приготовления бетонов на портландцементном вяжущем и может быть использовано в производстве железобетонных конструкций, а также товарного бетона. Состав содержит: портландцемент, заполнитель, предварительно обработанную в механомагнитоактиваторе воду и дополнительно добавку в количестве 0,003-0,007% от веса цемента, предварительно подвергнутую совместно с водой обработке в механомагнитоактиваторе при частоте вращения ротора 3600-5600 об/мин, напряженности магнитного поля 140-170 кА/м в течение 0,3-0,9 мин. Технический результат – повышение прочностных показателей бетона, морозостойкости и водонепроницаемости, снижение энергетических затрат и времени приготовления бетона. 1 табл.
Введение Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам для приготовления бетонов на портландцементном вяжущем, например мелкозернистых, цементно-полимерных, и может быть использовано в производстве железобетонных конструкций для промышленного и гражданского строительства, а также товарного бетона. Уровень техники Известны составы для приготовления бетона на основе портландцемента, содержащие также воду, различные заполнители и добавки для придания различных свойств. Известен состав, содержащий портландцемент, заполнитель, воду затворения и добавку (С.В.Федосов, М.В.Акулова, В.И.Касаткина, Н.И.Соломина. Дериватографические исследования мелкозернистого бетона на механомагнитоактивированной воде затворения. Информационная среда вуза. Материалы XII Международной научно-технической конференции. ИГАСА. Иванове, 2005 г., стр.151). В качестве воды затворения используют воду, которую предварительно подвергают механической активации при частоте оборотов механоактиватора 3000 об/мин в течение 5 мин, после чего в ней при перемешивании растворяют добавку и на полученном водном растворе замешивают бетон. Известен состав, содержащий портландцемент, заполнитель, воду затворения и добавку С-3 (С.В.Федосов, М.В.Акулова, В.И.Касаткина, М.Л.Коркин, А.В.Стрельников. Применение механоактивации в технологии строительных материалов. Новые энергосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов. Сборник статей. Пенза, 2005 г., стр.188). При приготовлении этого состава в воде растворяют добавку С-3 в количестве 0,65-1% от массы вяжущего и полученный раствор подвергают механоактивации. Затем на этом механоактивированном растворе замешивают бетон. Известен также состав, содержащий портландцемент, заполнитель, воду затворения и добавку (В.И.Классен. Омагничевание водных систем. – М.: Химия. 1978., стр.134). Для приготовлении этого состава воду подвергают воздействию магнитного поля постоянной напряженностью 65-184 кА/м при скорости водного потока от 0,65 до 1,0 м/с. Затем в обработанную таким образом воду вводят добавки и на полученном растворе замешивают бетон. Известен также состав для приготовления бетона, содержащий портландцемент, заполнитель, воду затворения и добавку (В.И.Классен. Омагничевание водных систем. – М.: Химия. 1978., стр.139). Для приготовления этого состава в воде растворяют добавку сульфитоспиртовую бражку и полученный раствор подвергают воздействию магнитного поля напряженностью 140 кА/м. Затем обработанный таким образом раствор используют в качестве воды затворения при замешивании бетона. Однако для этих составов общими недостатками являются большие энергозатраты, расход химических добавок и низкие прочностные показатели. Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является состав для приготовления бетона на основе портландцемента, содержащий портландцемент, заполнитель и воду (С.В.Федосов, М.В.Акулова, В.И.Касаткина, Н.И.Соломина. Дериватографические исследования мелкозернистого бетона на механомагнитоактивированной воде затворения. Информационная среда вуза. Материалы XII Международной научно-технической конференции. ИГАСА. Иваново, 2005 г., стр.151). Для приготовлении этого состава воду подвергают обработке в механомагнитоактиваторе в течение 5 мин при частоте оборотов механомагнитоактиватора 3000 об/мин. Затем в эту воду при перемешивании вводят добавку и полученный раствор используют для замешивания бетона. Однако велики затраты электроэнергии на механическую активацию в течение 5 мин. При этом прочностные показатели недостаточно высокие. Так, кубиковая прочность на сжатие мелкозернистого бетона разных составов через 28 суток нормального твердения не превышает 26,5 МПа, а на изгиб не выше 4,8 МПа. Таким образом, не известен состав для приготовления бетона на основе портландцемента, включающий также механомагнитоактивированную воду и заполнитель, который позволил бы повысить прочностные показатели при существенном уменьшении энергетических затрат. Сущность изобретения Изобретательская задача состояла в поиске состава для приготовления бетона на основе портландцемента, включающего портландцемент, заполнитель и предварительно обработанную в механомагнитоактиваторе воду, который позволил бы снизить энергозатраты при одновременном повышении прочностных показателей изделий из этого бетона. Поставленная задача решена составом для приготовления бетона на основе портландцемента, включающим портландцемент, заполнитель и предварительно обработанную в механомагнитоактиваторе воду, который дополнительно содержит добавку в количестве 0,003-0,007% от веса цемента, предварительно подвергнутую совместно с водой обработке в механомагнитоактиваторе при частоте вращения ротора 3600-5600 об/мин, напряженности магнитного поля 140-170 кА/м в течение 0,3-0,9 мин. Изобретение позволяет получить следующие преимущества: – существенно снизить (не менее чем на 40%) энергетические затраты за счет резкого сокращения времени механомагнитной активации, несмотря на несколько более высокие обороты активатора; – повысить прочностные показатели. Так, прочность на сжатие (Rсж) через 28 суток нормального твердения мелкозернистого бетона составляет 35,3-64,4 МПа, а на изгиб (Rизг) – 6,0-9,5 МПа. К тому же изобретение позволяет получить следующие преимущества. 1. Резкое, более чем в 100 раз сокращение расхода добавок по сравнению с общепринятым по ГОСТ и ТУ. Это позволяет в свою очередь: а) использовать для затворения бетона различные добавки, ранее неприменяемые из-за их нерастворимости в воде, поскольку изобретение позволяет получить устойчивую нанодисперсную систему из воды и этих добавок; б) получать устойчивые водные суспензии с различными концентрациями модификаторов для затворения бетона; в) не допустить отрицательное воздействие химических добавок на свойства бетона за счет их малой концентрации в его составе, например, повысить коррозионную стойкость при введении добавок, содержащих хлор; г) снизить себестоимость продукции из бетона на основе портландцемента на 18%. 2. Снизить расход цемента на 10-15% с сохранением прочности. 3. Повысить подвижность бетонной смеси на 1-2 ступени. 4. Повысить качество смеси (снизить водоотделение, расслаиваемость, повысить связанность, перекачиваемость). 5. Повысить морозостойкость бетона на 1-2 ступени. 6. Повысить водонепроницаемость бетона на 1-3 ступени. 7. Сократить суммарное время технологических циклов при изготовлении железобетонных изделий, включая тепловлажностную обработку (ТВО) от 1,0 часа до 1,5 часов и, тем самым, сократить энергозатраты. 8. Уменьшить в целом себестоимость товарного бетона и железобетонных конструкций с учетом уменьшения энергетических затрат не менее чем на 25%. Сведения подтверждающие возможность воспроизведения изобретения Для приготовления состава обычных (мелкозернистого, тяжелого) бетонов различных классов и назначения используют следующее. 1. Портландцемент без добавок по ГОСТ 10178. 2. Заполнитель: в качестве крупного заполнителя: – щебень из природного камня по ГОСТ 8267; – щебень из гравия по ГОСТ 10260; – гравий по ГОСТ 8268; в качестве мелкого заполнителя: – природный песок и песок из отсевов дробления и их смеси по ГОСТ 8736. 3. Вода затворения бетонной смеси и приготовления растворов добавок по ГОСТ 23732. 4. Добавки: неорганические и органические химические соединения и полимеры, взятые как по отдельности, так и в смеси друг с другом по ГОСТ 24211, ГОСТ 30459 и ТУ в микродозах (от 0,003% до 0,007% относительно массы цемента). Состав обычного бетона средней плотности 2200-2500 кг/м3 подбирают по ГОСТ 27007 с учетом влажности заполнителей. Минимальный расход цемента принимают по ГОСТ 22266. Требуемое значение водоцементного отношения В/Ц: – 0,30-0,35 – для бетона на мелком заполнителе; – 0,40-0,44 – для бетона на крупном заполнителе. Необходимым условием является предварительная совместная обработка расчетного объема воды затворения с добавкой или добавками в механомагнитоактиваторе с последующим транспортированием ее в бетоносмеситель. Оптимальный режим активации, при котором достигается наилучший эффект, для каждого варианта применяемых добавок определяется индивидуально в пределах заявленных режимов: – скорость вращения ротора с рабочими насадками регулируется в диапазоне от 3600 до 5600 оборотов в минуту; – напряженность магнитного поля от 140 до 170 кА/м; – продолжительность активации от 0,3 до 0,9 минут. Технология приготовления бетона в лабораторных условиях заключается в следующем. Сыпучие исходные материалы бетонной смеси, а именно портландцемент и заполнители, дозируют по массе, загружают в смеситель принудительного действия и тщательно перемешивают. Воду с химической добавкой или добавками определенной концентрации заливают в механомагнитоактиватор и подвергают активации при заявленных режимах обработки. В зависимости от вида применяемых индивидуальных и комплексных добавок получают механомагнитоактивированный раствор, или дисперсию, или суспензию. Затем расчетное количество этой массы подают в смеситель для затворения сухих компонентов бетонной смеси и перемешивают. Полученную бетонную смесь используют для изготовления опытных образцов и для исследования ее реологических свойств. Для изготовления опытных образцов бетонную смесь заливают в стандартные формы и после ее уплотнения на лабораторной виброплощадке типа СМЖ-739, помещают их в среду для нормального твердения в естественных условиях. По истечении 28 суток, проводят испытание образцов на определение показателей качества бетона. Прочность на сжатие и на растяжение при изгибе определяют по ГОСТ 10180; ГОСТ 17624. Морозостойкость определяют по ГОСТ 10060.2. Водопоглощение по массе по ГОСТ 12730.3. Водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5. Исследование бетонной смеси на удобоукладываемость проводят по ГОСТ 10181.1. Составы и качественные показатели бетонов, полученных при различных режимах механомагнитной активации воды с разными добавками, приведены таблице.
Формула изобретения
Состав для приготовления бетона на основе портландцемента, включающий портландцемент, заполнитель и предварительно обработанную в механомагнитоактиваторе воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит добавку в количестве 0,003-0,007 вес.% цемента, предварительно подвергнутую совместно с водой обработке в механомагнитоактиваторе при частоте вращения ротора 3600-5600 об/мин, напряженности магнитного поля 140-170 кА/м в течение 0,3-0,9 мин.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
