бетонная смесь

Формула изобретения

Бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, воду и добавку, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тонкодисперсный молотый кварцевый песок с содержанием диоксида кремния SiO ₂ более 94%, в котором содержание тонкодисперсных частиц со средним диаметром менее 3,9 мкм составляет более 50%, в качестве цемента содержит портландцемент, а в качестве добавки содержит «Петролафс», а в качестве заполнителя - песок речной с модулем крупности 1,9 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент	30,83-33,94
указанный тонкодисперсный молотый кварцевый песок	1,78-3,55
песок речной с модулем крупности 1,9	55,5-56,00
добавка «Петролафс»	0,28-0,42
вода	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к составам бетонных смесей и строительных растворов и может найти применение в строительстве при изготовлении сборных бетонных или железобетонных изделий и конструкций.

Известна бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, воду и добавку, содержащую, мас.ч.: микрокремнезем, или перлит, или диатомит, или трепел 50-65, суперпластификатор С-3 15-20, смолу нейтрализованную воздухововлекающую или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок 0,1-0,5, Лигнопан с молекулярной массой 10-50 кДа 10-12, причем содержание добавки в бетонной смеси составляет 1-5% от массы цемента (RU № 2177919, С04В 28/02, С04В 111/20, Е21В 33/138, опубл. 10.01.2002).

Недостатком этого состава бетонной смеси является недостаточная скорость набора прочности бетона.

Наиболее близким аналогом для заявленной бетонной смеси является бетонная смесь, включающая цемент 300-520 кг/куб.м, заполнитель 1590-2030 кг/куб.м, воду 105-200 кг/куб.м и добавку, содержащую следующие компоненты, мас.ч.: суперпластификатор С-3 0-40; пеногаситель - 139-282 в количестве 0,02-0,06; лигнопан с молекулярной массой 10-50 кДа 10-20; тиосульфат натрия и/или роданистый аммоний или натрий 40-55; углекислый натрий 1-2, а содержание добавки составляет 0,6-1,5% от массы цемента (RU № 2247092, С04В 28/02, С04В 22/08, С04В 24/20, С04В 111/20, опубл. 27.02.2005).

Недостатком этого состава бетонной смеси является недостаточная скорость набора прочности бетона.

Задачей настоящего изобретения является повышение прочности бетона в возрасте 12-24 часов, что позволяет перейти на беспрогревную или малопрогревную технологию производства сборного бетона и железобетона, повышение прочности при изгибе и сжатии в возрасте 28 суток.

Технический результат достигается тем, что бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, воду и добавку, дополнительно содержит тонкодисперсный молотый кварцевый песок с содержанием диоксида кремния SiO₂ более 94%, в котором содержание тонкодисперсных частиц со средним диаметром менее 3,9 мкм составляет более 50%, в качестве цемента содержит портландцемент, в качестве добавки содержит «Петролафс», в качестве заполнителя содержит песок речной с модулем крупности 1,9, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент	30,83-33,94
указанный тонкодисперсный молотый кварцевый песок	1,78-3,55
песок речной с модулем крупности 1,9	55,5-56,00
добавка «Петролафс»	0,28-0,42
вода	остальное

Новым в данном техническом решении является новое сочетание известных компонентов, используемых в бетонных смесях, и их новое количественное соотношение, что позволяет получить указанный выше технический результат.

По мнению заявителя, данный состав бетонной смеси неизвестен и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "новизна".

Так как заявленная совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее получить изменение количественной меры результата, а именно: повышение прочности бетона в возрасте 12-24 часов, а также повышение прочности при сжатии и прочности на растяжение при изгибе в возрасте 28 суток, то можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявляемое изобретение применимо и может быть использовано в промышленном, гражданском и транспортном строительстве.

При исследовании цементного теста с добавлением молотого кварцевого песка установлено, что при повышении дисперсности песка и увеличении его содержания в композиции повышается скорость выделения портландита Са(ОН)₂. Это объяснено тем, что частицы такого наполнителя служат подложкой для кристаллизации портландита Са(ОН)₂ из межфазовой жидкости. Также установлено, что указанный минеральный наполнитель с увеличением дисперсности повышает водоредуцирующее действие суперпластификатора, содержащегося в добавке «Петролафс». Эти свойства указанного наполнителя позволяют повышать раннюю и марочную прочность бетона за счет снижения содержания воды или повышать подвижность смеси при сохранении прочностных характеристик.

Бетонную смесь готовят следующим образом:

Кварцевый песок фракции 0-2 мм по ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ» с содержанием диоксида кремния SiO ₂ более 94% размалывают. Выделенную на классификаторе фракцию, в которой содержание частиц со средним диаметром менее 3,9 мкм составляет более 50%, используют в составе бетонной смеси. Отдозированную добавку «Петролафс» (ТУ 5745-005-13453677-2007) помещают в отдозированную воду. Отдозированные сухие компоненты помещают в бетоносмеситель, где осуществляется перемешивание сухих компонентов, далее вводится вода, содержащая добавку «Петролафс», и осуществляется перемешивание всех компонентов и приготовление бетонной смеси.

Содержание добавки «Петролафс» составляет 0,8-1,2% от массы вяжущего, причем добавка содержит в своем составе, мас.%: суперпластификатор (полинафталинметилсульфонат натрия) 30-45, пеногаситель Troykyd D128 0,25-0,50, тиосульфат натрия - остальное (RU № 2360879, С04В 22/08, С04В 24/16, С04В 24/08, С04В 103/14, опубл. 10.07.2009).

Для исследования свойств бетона, полученного с помощью заявляемого состава, были приготовлены равноподвижные составы с расплывом конуса 114-115 мм, соотношение цемента к заполнителю составляло 1:1,57; в качестве заполнителя использован песок речной с модулем крупности 1,9. Для приготовления составов использовали портландцемент Оскольского цементного завода марки ПЦ-500Д0. Комплексную добавку предварительно растворяли и вводили в смесь вместе с водой затворения в количестве 0,8-1,2% от массы вяжущего. Часть портландцемента заменяли указанным тонкодисперсным молотым кварцевым песком в количестве 5 и 10% от массы портландцемента. Расплыв конуса определялся по ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения прочности при изгибе и сжатии». Готовили образцы-балочки по ГОСТ 310.4-81 для испытания на прочность при изгибе и сжатии. Образцы твердели при t=20°C и 100% влажности воздуха и в возрасте 12 часов, 1 и 28 суток испытывали на прочность при изгибе и сжатии согласно ГОСТ 310.4-81. Были также проведены испытания контрольного состава без добавок и состава, изготовленного с использованием комплексной добавки в соответствии с прототипом в количестве 0,8-1,2% от массы портландцемента. Результаты проведенных испытаний представлены в таблице.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что мелкозернистый бетон, получаемый из бетонной смеси согласно данному изобретению, по сравнению с прототипом повышает прочность на сжатие в возрасте 12 часов до 24% и прочность на растяжение при изгибе до 27%, также повышается прочность при изгибе и сжатии в возрасте 1 и 28 суток.