×
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 111-120 of 171 items.
14.02.2019
№219.016.ba57

Способ приготовления безалкогольного напитка

Изобретение относится к безалкогольной промышленности и может быть использовано при производстве функциональных напитков. Cпособ приготовления безалкогольного напитка включает подготовку сырья, изготовление экстракта женьшеня, его купажирование с подсластителем, пищевой кислотой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679713
Дата охранного документа: 12.02.2019
15.02.2019
№219.016.ba94

Способ автоматической обработки крупногабаритных тонкостенных изделий

Изобретение относится к области обработки, а именно обрезки технологических припусков, краев, заусенцев, вскрытию технологических окон и др., крупногабаритных тонкостенных изделий из металлов, конструкционных материалов, пластмасс и др. Изобретение позволяет сократить время на выполнение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679859
Дата охранного документа: 13.02.2019
15.02.2019
№219.016.baab

Состав для приготовления овсяного печенья

Изобретение относится к пищевой промышленности. Состав для приготовления овсяного печенья содержит муку пшеничную высшего сорта, сахар-песок, масло сливочное несоленое, изюм, соль поваренную, корицу, ванилин, соду пищевую и воду питьевую, а также композитную муку в виде смеси муки овсяной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679840
Дата охранного документа: 13.02.2019
15.02.2019
№219.016.bac4

Безалкогольный напиток

Изобретение относится к безалкогольной промышленности и может быть использовано при производстве функциональных напитков с женьшенем. Безалкогольный напиток содержит подсластитель, пищевую кислоту, плодово-ягодное сырье, добавку из женьшеня и воду питьевую. В качестве подсластителя используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679712
Дата охранного документа: 12.02.2019
15.02.2019
№219.016.bad2

Способ обработки легкодеформируемых изделий

Изобретение относится к области обработки, а именно обрезки, технологических припусков, краев, заусенцев, легкодеформируемых изделий из металлов, конструкционных материалов, пластмасс и др. Способ включает произвольное закрепление изделия в пространстве и обработку рабочим инструментом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679860
Дата охранного документа: 13.02.2019
16.02.2019
№219.016.bb22

Ректификационная колонна

Изобретение относится к области разделения жидких смесей и может быть использовано в нефтехимической, химической и пищевой промышленностях, а также различных областях деятельности человека для разделения многокомпонентных жидких смесей. Ректификационная колонна содержит вертикальный корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680064
Дата охранного документа: 14.02.2019
16.02.2019
№219.016.bb58

Способ прогнозирования плацентарной недостаточности во втором триместре гестации у женщин, перенесших грипп в первом триместре беременности

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству, и может быть использовано для прогнозирования плацентарной недостаточности во втором триместре гестации у женщин, перенесших грипп А(Н1N1) pdm 09 в первом триместре беременности. Для этого выявляют количество дней, в течение которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679904
Дата охранного документа: 14.02.2019
16.02.2019
№219.016.bb6c

Торсиометр

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения крутящего момента при передаче мощности через вал. Торсиометр содержит измерительную шкалу, закрепленную на валу, соосно с ним, по периметру которой выполнены радиальные деления и размещенное на расстоянии от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679925
Дата охранного документа: 14.02.2019
21.02.2019
№219.016.c58a

Рекомбинантная плазмидная днк psat1-zmzeinb1, кодирующая кормовой белок альфа-зеин в1 кукурузы вида zea mays, и рекомбинантный штамм myceliophthora thermophila/psat1-zmzeinb1 - продуцент кормового белка альфа-зеин в1

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к плазмиде для синтеза α-зеина В1 кукурузы вида Zea mays, а также к рекомбинантному штамму, содержащему вышеуказанную плазмиду. Изобретение позволяет получать запасной белок α-зеин В1 кукурузы, который может быть использован в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680295
Дата охранного документа: 19.02.2019
14.03.2019
№219.016.df5d

Установка для переработки жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к атомной экологии и может быть использовано при переработке ЖРО, образующихся при эксплуатации различных атомно-энергетических установок на атомных электростанциях и транспортных средствах. Установка для переработки ЖРО содержит соединенные трубопроводами с запорными и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681626
Дата охранного документа: 11.03.2019
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