ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

Название	ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН
Разработчик (Авторы)	Сватовская Лариса Борисовна, Соловьева Валентина Яковлевна, Степанова Ирина Витальевна, Соловьев Дмитрий Вадимович, Сурков Владимир Николаевич, Смирнова Татьяна Владимировна
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2555993
Дата регистрации	10.07.2015
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения"
Область применения (класс МПК)	C04B 28/04 (2006.01) C04B 24/24 (2006.01) C04B 22/08 (2006.01) C04B 103/40 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения, например гидросооружений.

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 подвижность и живучесть бетонной смеси.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU, №2256629, C04B 28/04, C04B 111:20, 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, pH=5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная подвижность и живучесть бетонной смеси.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU, №2256630, C04B 28/04, C04B 111:20, 20.07.2005 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, pH=5-6, добавку - калий железистосинеродистый K4Fe(CN)6 и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной подвижностью и живучестью бетонной смеси.

Поставленная задача достигается тем, что высокопрочный бетон содержит портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду. Новым по сравнению с высокопрочным бетоном, выбранным за прототип, является то, что содержит в качестве песка - песок кварцевый с модулем крупности, Мкр.=2,6, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3, характеризуется значением рН=4±0,5, и добавка представлена водным раствором с плотностью ρ=1,12 г/см3 и pH=7,5±0,5, состоящая из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и рН=7±0,5, и поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и рН=7±0,5; глюконатом натрия, C6H11NaO7 и водой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас.%

Совместное присутствие поликарбоксилатов разной природы в сочетании с золем кремниевой кислоты способствует увеличению подвижности бетонной смеси в 3 раза по отношению к контрольному составу. Добавление глюконата натрия повышает живучесть бетонной смеси, т.е. сохранение подвижности бетонной смеси повышается в 3 раза, с 30 минут до 90 минут.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый высокопрочный бетон не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии золя кремниевой кислоты с плотностью ρ=1,014 г/см3, характеризуемого значением рН=4±0,5, и добавки с плотностью ρ=1,12 г/см3 и рН=7,5±0,5, представленной смесью поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатного полимера на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и рН=7±0,5, и поликарбоксилатного полимера на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и рН=7±0,5, глюконатом натрия C6H11NaO7 и водой, а именно, увеличивает подвижность и живучесть бетонной смеси.

По мнению авторов и заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском строительстве и при монолитном возведении сооружений специального назначения.

Пример конкретного выполнения.

1. Приготовление золя кремниевой кислоты:

1.1. Дозируют натриевое жидкое стекло.

1.2. Дозируют воду.

1.3. Смешивают отдозированные компоненты по п. 1. и п. 2. до получения раствора с ρ=1,016 г/см3.

1.4. Раствор, приготовленный по п. 1.3, пропускают через катионитовую колонку, содержащую катионит КУ-2-8.

1.5. На выходе из колонки получают раствор золя H2SiO3, который имеет плотность ρ=1,014 г/см3, при этом готовым продуктом является золь со значением рН=4±0,5.

2. Приготовление добавки:

2.1. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и рН=7±0,5;

2.2. Дозируют поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и рН=7±0,5;

2.3. Дозируют глюконат натрия C6H11NaO7.

2.4. Дозируют воду.

2.5. Отдозированные по п. 2.1, 2.2., 2.3 и 2.4 компоненты тщательно перемешивают до получения раствора с плотностью ρ=1,12 г/см3 и рН=7,5±0,5.

3. Дозируют компоненты высокопрочного бетона: портландцемент, песок кварцевый с модулем крупности, Мкр=2,6, и щебень гранитный фракции 5-10 мм.

3.1. Отдозированные компоненты по п. 3 транспортируют в бетоносмеситель любой современной конструкции, используемый на заводе.

3.2. Дозируют воду.

3.3. Дозируют кремнеземсодержащий компонент, приготовленный по п. 1.5.

3.4. Дозируют добавку, приготовленную по п. 2.5.

3.5. Компоненты, отдозированные по п. 3.3. и п. 3.4, транспортируют в отдозированную воду.

3.6. Смесь, приготовленную по п. 3.5, транспортируют в бетоносмеситель.

3.7. Все компоненты, находящиеся в бетоносмесителе, тщательно перемешивают в течение 3 минут.

3.8. Готовую бетонную смесь для высокопрочного бетона транспортируют к месту изготовления изделий.

3.9. Непосредственно из бетоносмесителя отбирают бетонную смесь, приготовленную по п. 3.8, для контроля физико-механических характеристик. Определение физико-механических характеристик осуществляют следующим образом: подвижность бетонной смеси и живучесть бетонной смеси по ГОСТ.

Результаты по подвижности и живучести бетонной смеси представлены в таблице 1, 2.

Проведенные исследования показали, что подвижность бетонной смеси повышается в 3 раза по отношению к контрольному составу, и живучесть бетонной смеси, т.е. сохранение подвижности бетонной смеси, повышается в 3 раза с 30 минут до 90 минут.

Формула изобретения

Высокопрочный бетон из смеси, включающей портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, добавку и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве песка - кварцевый песок с модулем крупности, Мкр.=2,6, в качестве щебня - щебень гранитный фракции 5-10 мм, в качестве кремнеземсодержащего компонента содержит золь H2SiO3 с плотностью ρ=1,014 г/см3 и значением рН=±0,5, а в качестве добавки содержит водный раствор с плотностью ρ=1,12 г/см3 и рН=7,5±0,5, состоящей из смеси поликарбоксилатных полимеров: поликарбоксилатный полимер на основе метакриловой кислоты с плотностью ρ=0,95 г/см3 и рН=7±0,5, поликарбоксилатный полимер на основе эфира аллила и ангидрита малеиновой кислоты с плотностью ρ=1,03 г/см3 и рН=7±0,5, глюконата натрия С6H11NaO7 и воды, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

При следующем соотношении компонентов высокопрочного бетона, мас.%:

Изобретение "ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН" (Сватовская Лариса Борисовна, Соловьева Валентина Яковлевна, Степанова Ирина Витальевна, Соловьев Дмитрий Вадимович, Сурков Владимир Николаевич, Смирнова Татьяна Владимировна) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога