×
20.04.2019
219.017.35a7

Результат интеллектуальной деятельности: Специальный бетон для ограждающих конструкций защитных сооружений

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к строительству, в частности к составам бетонных смесей, и может быть использовано для возведения ограждающих конструкций защитных сооружений. Специальный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, заполнитель, пластифицирующую добавку, органо-минеральный наномодификатор и воду. Органо-минеральный наномодификатор получен совместным помолом до удельной поверхности 550 м/кг смеси портландцемента, кварцевой муки и аморфного диоксида кремния, при содержании названных компонентов соответственно 30, 40 и 30 масс.%. Перед приготовлением бетона органо-минеральный наномодификатор смешивают с портландцементом и эту смесь подвергают измельчению до удельной поверхности 600 м/кг, причем в качестве пластифицирующей добавки использован поликарбоксилатный гиперпластификатор, а в качестве заполнителя использован базальтовый щебень фракции 5-20 мм и 20-40 мм и кварцевый песок, при следующем содержании ингредиентов, кг на м бетона: портландцемент – 300; органо-минеральный наномодификатор – 21-36;базальтовый щебень фракции 20-40 мм - 441-491; базальтовый щебень фракции 5-20 мм - 568-618; кварцевый песок - 657-687; поликарбоксилатный гиперпластификатор - 3,9-4,3; вода – 170. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных и радиационно-защитных характеристик бетонных конструкций, снижение газо- и водопроницаемости, а также уменьшение стоимости конечной продукции. 3 табл.

Изобретение относится к строительству и, в частности, к составам бетонных смесей и может быть использовано для возведения ограждающих конструкций защитных сооружений.

Известен особо тяжелый бетон для защиты от ионизирующих излучений, включающий следующие компоненты, мас. %: сера - 6,46-6,61; сажа - 0,02-0,03; парафин - 0,02-0,03; асбестовое волокно - 0,13-0,28; наполнитель (ферроборовый шлак с удельной поверхностью 150 м2/кг) - 10,68-10,93; заполнитель (свинцовая дробь с диаметром частиц 3-4 мм) - 82,14-82,67 (см. патент РФ №2294029, МПК G21F 1/00, С04В 28/36, 2007 г.).

Недостатком такого бетона является высокая проницаемость.

Известна композиция для изготовления особо прочного и тяжелого бетона для защиты от радиационного излучения, содержащая цемент марки не менее М500, тяжелый заполнитель из отходов производства черной металлургии - бой железосодержащих брикетов фракции не менее 1,25 мм и не более 20 мм, суперпластификатор С-3, воду при следующем соотношении компонентов, кг на м3 бетона: портландцемент - 500-950, суперпластификатор С-3 - 2-10, указанный бой брикетов - 2020-3500, вода - 160-320 (см. патент РФ №2379246, МПК С04В 28/04, С04В 28/06, G21F 1/04, 2010 г.)

К недостаткам данного бетона относится высокая стоимость и трудоемкость приготовления.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению, принятый за прототип, является специальный бетон для ограждающих конструкций защитных сооружений, включающий неорганическое вяжущее, серпентинитовый щебень фракции 5-20 мм, серпентинитовую галю, суперпластификатор, оксид кальция, оксид магния, оксид бария или их смеси при следующем соотношении компонентов, масс. %: неорганическое вяжущее 5-20, серпентинитовый щебень фракции 5-20 мм - 31-55, серпентинитовая галя - 6-30 мм, оксиды щелочноземельных металлов - 8,9-10, суперпластификатор - 0,1-1, вода - 4-8 (см. патент РФ №2529031, МПК G21F 1/04, С04В 28/02, 2014 г.).

Недостатками данного бетона являются низкие прочностные характеристики.

Предлагаемое изобретение решает задачу обеспечения коллективной защиты людей от техногенных и природных воздействий. Достоинством ограждающих конструкций из специального бетона является возможность их применения в условиях радиационного, химического и биологического заражения местности, а также эффективно противостоять воздушной ударной волне и сейсмовзрывной волне.

Техническим результатом изобретения является повышение прочностных и радиационно-защитных характеристик бетонных конструкций, снижение газо- и водопроницаемости, а также уменьшение стоимости конечной продукции.

Для решения поставленной задачи, специальный бетон для ограждающих конструкций защитных сооружений, полученный из смеси, содержащей портландцемент, заполнитель, пластифицирующую добавку, органо-минеральный наномодификатор и воду, отличается тем, что органо-минеральный наномодификатор получен совместным помолом до удельной поверхности 550 м2/кг смеси портландцемента, кварцевой муки и аморфного диоксида кремния, при содержании названных компонентов, соответственно 30, 40 и 30 масс. %, при этом, перед приготовлением бетона, органо-минеральный наномодификатор смешивают с портландцементом и эту смесь подвергают измельчению до удельной поверхности 600 м2/кг, причем, в качестве пластифицирующей добавки использован поликарбоксилатный гиперпластификатор, а в качестве заполнителя использован базальтовый щебень фракции 5-20 мм и 20-40 мм и кварцевый песок, при следующем содержании ингредиентов, в кг на м3 бетона:

портландцемент - 300;
органо-минеральный наномодификатор - 21-36;
базальтовый щебень фракции 20-40 мм - 441-491;
базальтовый щебень фракции 5-20 мм - 568-618;
кварцевый песок - 657-687;
поликарбоксилатный гиперпластификатор - 3,9-4,3;
вода - 170.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак, указывающий, что органо-минеральный наномодификатор получен «помолом до удельной поверхности 550 м2/кг» позволяет повысить активность наномодификатора, соответственно повышая активность всего вяжущего.

Признак, указывающий, что органо-минеральный наномодификатор получен совместным помолом «портландцемента, кварцевой муки и аморфного диоксида кремния при содержании названных компонентов, соответственно 30, 40 и 30 масс. %» позволяет за счет синергетического действия компонентов создавать центры кристаллизации новообразований, повышая физико-механические характеристики бетона.

Использование органо-минерального наномодификатора позволяет уплотнить и упрочнить структуру путём связывания гидроксида кальция в низкоосновные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, увеличить прочность, предел огнестойкости, газо-, воздухо-, и паропроницаемость.

Признаки, указывающие, что «перед приготовлением бетона, органо-минеральный наномодификатор смешивают с портландцементом и эту смесь подвергают измельчению до удельной поверхности 600 м2/кг» позволяют обеспечить двухстадийное измельчение вяжущего, что способствует регулированию структурообразования и гомогенизации многокомпонентной системы.

Признак, указывающий что «в качестве пластифицирующей добавки использован поликарбоксилатный гиперпластификатор» позволяет улучшить реологические характеристики бетонной смеси, что снижает трещинообразование и, соответственно, повышает прочность и непроницаемость твердеющего бетона.

Признак, указывающий «в качестве заполнителя использован базальтовый щебень фракции 5-20 мм и 20-40 мм и кварцевый песок» позволяет создавать бетоны с большой однородностью плотности (2410-2 620 кг/м3) и химического состава. Кроме того, базальты отличаются от обычных заполнителей наличием значительного количества элементов с большим атомным номером (Fe, Са, Ti, Mn, K), которые хорошо ослабляют нейтроны.

Признаки, указывающие на соотношение масс ингредиентов, направлены на оптимизацию состава специального бетона, направленную на достижение технического результата.

Органо-минеральный наномодификатор вводится в вяжущее в количестве 7-12% в от массы портландцемента.

Аморфный диоксид кремния получен путем сжигания рисовой шелухи в воздушной среде при температуре 600-700°С в течение 2 часов. Для сравнения применялся диоксид кремния заводского производства «Микрокремнезем МК-85», который вводился в органо-минеральный наномодификатор в том же количестве (30% по массе).

В качестве поликарбоксилатного гиперпластификатора применяют Melflux 1641 F и ViscoCrete 225.Процесс приготовления специального бетона включает пять этапов:

1. Готовится органо-минеральный наномодификатор совместным помолом до удельной поверхности 550 м2/кг портландцемента, кварцевой муки и аморфного диоксида кремния.

2. Затем полученный органо-минеральный наномодификатор смешивают с портландцементом и эту смесь подвергают измельчению до удельной поверхности 600 м2/кг, получая вяжущее.

3. В бетоносмеситель принудительного действия (лопастной или планетарный) загружаются компоненты бетонной смеси в следующей последовательности: заполнитель, вяжущее, вода. Компоненты бетонной смеси подаются при работающем активаторе смесителя, что позволяет исключить комкование, а также сократить время начального смешивания.

Двухстадийное измельчение вяжущего способствует регулированию структурообразования и гомогенизации многокомпонентной системы, а также позволяет снизить энерго- и ресурсоемкость производства.

Бетоны на базальтовых заполнителях вследствие слабо кристаллизованной структуры являются стойкими к воздействию повышенных и высоких температур. Кроме того, температурное расширение базальтового заполнителя близко к аналогичному показателю цементного камня, что также обеспечивает высокую термическую стойкость указанных бетонов.

Физико-механические характеристики монолитной специального бетона сведены в таблицу 3.

Таким образом, предлагаемый состав имеет следующие преимущества по сравнению с известными:

- повышены прочностные характеристики на 30-54%;

- характеристики газо-, воздухо-, и паропроницаемости снижены на 20-40%;

- снижение стоимости происходит за счет применения в качестве радиационно-защитного заполнителя базальтового щебня взамен дорогих заполнителей (серпентинитовых, свинцовых и т.д.).

Дополнительные примеры составов бетонных смесей, в которых используются конкретные виды аморфного диоксида кремния и гиперпластификаторов.

Аморфный диоксид кремния получен путем сжигания рисовой шелухи в воздушной среде при температуре 600-700°С в течение 2 часов.

Для сравнения применялся диоксид кремния заводского производства -«Микрокремнезем МК-85», который вводился в органо-минеральный наномодификатор в том же количестве (30% по массе).

Несмотря на то, что в случае применения в качестве диоксида кремния «Микрокремнезема МК-85», значения эксплуатационных характеристик получены выше, чем в прототипе, однако, они ниже, чем для разработанного состава. Кроме того, «Микрокремнезем МК-85» значительно дороже, чем аморфный диоксид кремния, полученный из отходов производства (рисовой шелухи).

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 101-110 of 171 items.
20.12.2018
№218.016.a94c

Состав для приготовления паштета

Изобретение относится к мясообрабатывающей промышленности и может быть использовано для приготовления паштетов, содержащих фарш и добавку из гидробионтов. Состав для приготовления паштета содержит печень куриную, масло сливочное, куриные яйца, лук репчатый, соль, морковь и добавку на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675513
Дата охранного документа: 19.12.2018
16.01.2019
№219.016.b010

Опреснитель

Изобретение относится к установкам для опреснения морской воды и может быть использовано на морских судах для получения пресной воды. Опреснитель содержит теплоизолированную камеру 1, оснащенную патрубком 2 для подвода опресняемой воды, патрубком для отвода опресненной воды, нагревательным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677153
Дата охранного документа: 15.01.2019
02.02.2019
№219.016.b682

Способ ректификации

Изобретение относится к способам проведения тепломассообменных процессов, в частности к процессу циклической ректификации. Способ ректификации, содержащий подачу исходной смеси, флегмы и пара в ректификационную колонну, в которой они раздельно перемещаются с использованием контактных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678666
Дата охранного документа: 30.01.2019
09.02.2019
№219.016.b88f

Самоуплотняющийся бетон

Изобретение относится к строительству, и в частности к составам самоуплотняющихся бетонных смесей, и может быть использовано для монолитного бетонирования. Самоуплотняющийся бетон содержит цемент, инертный наполнитель разного гранулометрического состава, суперпластификатор, добавки и воду....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679322
Дата охранного документа: 07.02.2019
09.02.2019
№219.016.b896

Рекомбинантная плазмидная днк psat1-aha1, кодирующая запасный белок а1 семян amaranthus hypochondriacus, и рекомбинантный штамм myceliophthora thermophila/psat1-aha1 - продуцент запасного белка а1

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к плазмиде для синтеза белка А1 семян Amaranthus hypochondriacus, а также к рекомбинантному штамму, содержащему вышеуказанную плазмиду. Изобретение позволяет получать запасной белок А1 семян Amaranthus hypochondriacus, который может...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679390
Дата охранного документа: 07.02.2019
14.02.2019
№219.016.ba14

Способ получения со2 экстракта женьшеня

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения СО2 экстракта женьшеня, включающего его подготовку с последующим проведением СО2-экстракции при давлении 20-40 МПа в течение 120 мин, отличающегося тем, что используют корни дальневосточного женьшеня Panax...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679634
Дата охранного документа: 12.02.2019
14.02.2019
№219.016.ba1e

Сухая смесь для приготовления напитка

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству безалкогольных напитков, и может быть использовано для приготовления сухих смесей с повышенной биологической ценностью. Сухая смесь содержит сухую добавку из медузы в виде ее очищенного, высушенного и измельченного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679709
Дата охранного документа: 12.02.2019
14.02.2019
№219.016.ba26

Состав для производства шоколада

Изобретение относится к кондитерской промышленности и может быть использовано при производстве функционального шоколада с женьшенем. Состав для производства шоколада содержит какао-продукт, подсластитель, молоко обезжиренное сухое, биологически активную добавку из дальневосточного женьшеня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679714
Дата охранного документа: 12.02.2019
14.02.2019
№219.016.ba33

Карбосилан-силоксановые дендримеры первой генерации

Изобретение относится к новым функционализированным органосилоксановым полимерам, имеющим дендримерную разветвленную структуру, содержащие в качестве ядра дендримера циклооктасилсесквиоксановый фрагмент. Предложены новые функционализированные карбосилан-силоксановые дендримеры первой генерации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679633
Дата охранного документа: 12.02.2019
14.02.2019
№219.016.ba4f

Сухая смесь для приготовления напитка

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству безалкогольных напитков, и может быть использовано для приготовления сухих смесей с повышенной биологической ценностью. Сухая смесь содержит сухую добавку из медузы в виде ее очищенного, высушенного и измельченного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679708
Дата охранного документа: 12.02.2019
Showing 11-12 of 12 items.
15.05.2020
№220.018.1d15

Специальный бетон

Изобретение относится к строительству, в частности к составам водонепроницаемых и износостойких бетонов, и может быть использовано для бетонирования гидротехнических сооружений. Специальный бетон содержит портландцемент ЦЕМ I 32,5Н, минеральную добавку, химический модификатор, морской песок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720839
Дата охранного документа: 13.05.2020
03.07.2020
№220.018.2dbd

Способ получения диоксида кремния

Изобретение относится к технологии химической переработки минерального сырья и может быть использовано в химической промышленности, в частности в производстве минеральных модификаторов для цементных вяжущих. Диоксид кремния получается в результате того, что рисовая шелуха подвергается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725255
Дата охранного документа: 30.06.2020
+ добавить свой РИД