способ изготовления сборных железобетонных изделий

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий приготовление бетонной смеси с введением противоморозной добавки, укладку смеси в форму, выдержку при отрицательной температуре и твердение во влажных условиях, отличающийся тем, что в процессе приготовления в бетонную смесь вводят комплексную противоморозную добавку, содержащую нитрит натрия 5% микрокремнезем 10% и поташ 0,1% от массы цемента, выдержку осуществляют при температуре 10 15^oС в течение 24 ч, а твердение проводят пропариванием при 80 95^oС по режиму 3 + 12 + 4 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, а именно к изготовлению железобетонных изделий.

Известны способы изготовления железобетонных изделий путем приготовления бетонной смеси, укладки ее в формы и выдержки в формах до набора бетоном требуемой прочности [1]

Недостатком этого способа является медленный темп набора прочности бетоном, в вязи с чем снижается оборачиваемость форм и производительность заводов.

Для ускорений набора прочности бетоном производят уход за твердеющим бетоном путем различных видов его обработки.

Известен способ ухода за твердеющим бетоном путем его термовлажностной обработки в камерах пропаривания при относительной влажности, равной 100% и температуре +80-95^оС [2]

Недостатком данного способа является снижение прочности затвердевшего бетона вследствие снижения полноты гидратации портландцементного клинкера, вызываемое ускоренным образованием на поверхности зерен цемента плотных оболочек из продуктов гидратации.

Другой недостаток способа заключается в том, что при термовлажностной обработке после уплотнения бетонной смеси и до начала обработки проходит определенный период времени. В зимнее время при отрицательной температуре окружающей среды выдержка свежеуложенного бетона в таких условиях приводит к снижению прочности бетона и ухудшению его долговечности.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления сборных железобетонных изделий, включающий приготовление бетонной смеси с введением противоморозной добавки, укладку смеси в форму, выдержку при отрицательной температуре и твердение во влажных условиях [3] В качестве противоморозной добавки вводят натрий хлористый.

Целью изобретения является повышение прочности затвердевшего бетона сборных железобетонных изделий.

Цель достигается тем, что в способе изготовления сборных железобетонных изделий, включающем приготовление бетонной смеси с введением противоморозной добавки, укладку смеси в форму, выдержку при отрицательной температуре и твердение во влажных условиях, в процессе приготовления в бетонную смесь вводят комплексную противоморозную добавку, содержащую 5 мас. нитрата натрия, 10 мас. микрокремнезема и поташ 0,1 мас. от массы цемента. Выдержку осуществляют при 10-15^оВ в течение 24 ч, а твердение проводят пропаривание при 80-95^оС по режиму 3 + 12 + + 4 ч.

Были осуществлены способы приготовления бетонов по известной технологии и по предлагаемой из мелкозернистого бетона состава Ц П Щ 1:2,6:3,9 при ВЦ 0,5; было изготовлено четыре серии образцов размером 10х10х10 см: две без добавок, третья и четвертая с комплексной противоморозной добавкой. Состав добавки: 10% микрокремнезема + 5% нитрита натрия + + 0,1% поташа от массы цемента. Первая серия образцов без добавок и четвертая с добавкой сразу после изготовления подвергалась ТВО по режиму 3 + 12 + 4; вторая серия образцов без добавок и третья серия с добавкой после изготовления выдерживались 1 сут при отрицательной температуре минус 10-15^оС, а затем подвергались ТВО по тому же режиму. После ТВО сразу и через 6 суток образцы испытывались на сжатие, а через 28 сут после ТВО на морозостойкость.

Полученные результаты приведены ниже в таблице.

Как видно из полученных результатов, прочность и морозостойкость бетонов, изготавливаемых по предлагаемому способу, превышает на 57% прочность бетонов, изготовленных по известной технологии, в возрасте 2 сут и на 25% в возрасте 7 сут; на 68% прочность бетонов без добавок, изготовленных по предлагаемому способу и на 33% прочность бетонов с добавкой, изготовленных по известному способу. При этом морозостойкость бетонов, изготовленных по предлагаемому способу, выше на 100-150 циклов.

Таким образом, предлагаемый способ имеет несомненные преимущества по сравнению с известными способами. Проведенные исследования показывают, что выдерживание бетона больше и меньше 24 ч на морозе приводит к снижению прочности.

Причины снижения прочности бетонов, подвергнутых ТВО сразу после изготовления, описаны выше. При этом введение комплексной добавки и последующее ТВО, несколько снижая отрицательное влияние ТВО не ликвидирует его полностью.

Выдержка бетонов без добавок при отрицательной температуре приводит к замерзанию части воды в бетоне и переходе ее в лед, а следовательно, к деструктивным процессам в бетоне. Это приводит к снижению прочности и морозостойкости бетона.

При выдержке бетонов с добавкой при отрицательной температуре до ТВО в течение 24 ч в структуре твердеющего бетона происходят существенные изменения. При отрицательной температуре резко замедляются процессы выкристаллизовывания новообразований из пересыщенной цементно-водной суспензии. Однако, процессы растворения клинкерных минералов протекают непрерывно, так как не происходит замерзание жидкой фазы благодаря присутствию в составе добавки нитрита натрия и поташа. Выдерживание бетона с добавкой при отрицательной температуре приводит к тому, что время конца схватывания цементного теста бетона увеличивается до 20-23 ч в зависимости от температуры окружающей среды и применяемого цемента. Начало ТВО до наступления конца схватывания приводит к возникновению миграции жидкой фазы в еще не схватившемся бетоне, возникновению внутренних напряжений и, как следствие, к снижению прочности и морозостойкости. В связи с этим время выдержки до ТВО должно быть не менее 24 ч. Дальнейшее выдерживание при отрицательной температуре не изменяет свойства получаемого бетона и поэтому нецелесообразно.

После начала ТВО в цементном камне бетона начинают активно протекать процессы твердения и набора бетоном прочности. При этом вследствие большого пересыщения жидкой фазы и быстрой выкристаллизации Са(ОН)₂ могут возникать внутренние напряжения в твердеющем бетоне. Для снятия этих напряжений комплексная добавка содержит микрокремнезем, который в условиях ТВО активно вступает во взаимодействие с Са(ОН)₂ по следующей реакции:

Сa(OH)₂ + SiO₂ + пH₂O CaO x

x SiO₂ (п+1)H₂O.

Микрокремнезем повышает также плотность получаемого бетона, так как заполняет промежутки между частицами бетонной смеси большего диаметра.

Кроме того, микрокремнезем может в начальный период взаимодействия образовывать гель и "садиться" на зерна цемента, образуя вокруг них полупроницаемые пленки. Тем самым замедляется схватывание цемента. До ТВО это влияние кремнезема является положительным и улучшает свойства бетона, а после начала ТВО снижает скорость гидратации цемента и ухудшает свойства бетона.

Для ликвидации этого неблагоприятного влияния микрокремнезема в состав добавки входит поташ, который связывает микрокремнезем в труднорастворимый гидросиликат кальция по реакции:

K₂CO₃ + 2SiO₂ + 2Ca(OH)₂ +

+ 12H₂O 2CaSiO₃ 6H₂O + H₂CO₃ +

+ 3KOH.

Все вышесказанное приводит к тому, что повышается плотность и прочность бетона, а следовательно, возрастает и его морозостойкость.

Как видно из вышеизложенного, получаемый эффект возникает только при предложенном способе изготовления и предложенном составе комплексной добавки. При этом компоненты добавки оказывают требуемый положительный эффект только при совместном введении, а при отдельном использовании не дают требуемого эффекта.

Предложенный способ может быть использован при изготовлении сборных железобетонных изделий на заводах ЖБК.