×
10.01.2014
216.012.9437

Результат интеллектуальной деятельности: СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к строительным материалам, в частности к сырьевым смесям для приготовления тяжелых бетонов, и может быть использовано в строительной индустрии. Сырьевая смесь для приготовления тяжелого бетона, включающая цемент, заполнитель, наполнитель из молотого известняка и воду, причем сырьевая смесь формируется из трех видов сухой смеси - цементно-песчано-гравийной матрицы, микронаполнителя, состоящего из тонкодисперсной смеси известняка и стеклянного боя, и из армирующих элементов, состоящих из грубодисперсной смеси, включающей волокна феррита - продукт дробления ферритовых стержней и кварцевые микропластинки - продукт дробления кварца, затворенной водой, в соотношении компонентов в мас.%: цемент - 10-25, заполнитель матрицы - 55-70, микронаполнитель - тонкодисперсная - тонкомолотая смесь из стеклянного боя и отходов известняка в соотношении 1:2,5 - 10-15, армирующие элементы - грубодисперсная смесь из микроволокон феррита и кварцевых микропластинок в соотношении 1:1 - 3-5, вода - остальное. Технический результат - повышение структурной прочности, формуемости и трещиностойкости бетона, способности к отражению изменения напряженно-деформированного состояния бетона в рабочей конструкции. 2 пр.
Основные результаты: Сырьевая смесь для приготовления тяжелого бетона, включающая цемент, заполнитель, наполнитель из молотого известняка и воду, отличающаяся тем, что сырьевая смесь формируется из трех видов сухой смеси - цементно-песчано-гравийной матрицы, микронаполнителя, состоящего из тонкодисперсной смеси известняка и стеклянного боя, и из армирующих элементов, состоящих из грубодисперсной смеси, включающей волокна феррита - продукт дробления ферритовых стержней и кварцевые микропластинки - продукт дробления кварца, затворенной водой, в соотношении компонентов, мас.%: цемент 10-25, заполнитель матрицы 55-70, микронаполнитель тонкодисперсная тонкомолотая смесь из стеклянного боя и отходов известняка в соотношении 1:2,5 - 10-15, армирующие элементы грубодисперсная смесь из микроволокон феррита и кварцевых микропластинок в соотношении 1:1 - 3-5, вода остальное.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности, к сырьевым смесям для приготовления тяжелых бетонов, и может быть использовано в строительной индустрии.

Известна добавка для бетонов, включающая цемент, пластифицирующую добавку и минеральный компонент, содержащий стеклянный бой (Заявка на изобретение №2008117098103, 04.05.2008. Добавка для модификации гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов на их основе).

Недостатком известного решения является невысокая прочность бетона, приводящая к снижению его трещиностойкости.

Наиболее близким техническим решением является бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, модификатор, воду и наполнитель из молотого известняка в соотношении компонентов в масс.%: цемент - 7-20, заполнитель - 60-85, модификатор - 0,01-5,50, полиэтилгидросилоксан - 0,002-0,010, молотый известняк - 2-15, вода - остальное. При этом в качестве цемента используют портландцемент, в качестве модификатора -микрокремнезем или золу-унос (Патент РФ №2402502, С04В 28/04, 2010).

Недостатками известного решения являются: повышенная трудоемкость операции помола известняка, за счет слипания частиц в процессе помола, его низкая прочность из-за недостаточно плотной формируемой структурной упаковки, а также невозможность контролирования напряженно-деформированного состояния (НДС) бетона конструкции в процессе ее работы - нагружения, что, в целом, снижает эффективность использования тяжелого бетона известного состава.

В основе изобретения лежит задача разработки оптимального состава тяжелого бетона, позволяющего сформировать новую структуру с новыми свойствами, на основе отходов производства (стеклянный бой, известняковый лом) и особых армирующих компонентов (волокон феррита и кварцевых микро-пластинок).

Техническим результатом являются: повышение структурной прочности, деформируемости и трещиностойкости бетона, способности к отражению изменения напряженно-деформированного состояния бетона в рабочей конструкции.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что сырьевая смесь для приготовления тяжелого бетона, включающая цемент, заполнитель, наполнитель из молотого известняка и воду, формируется из трех видов сухой смеси - цементно-песчано-гравийной матрицы, микронаполнителя, состоящего из тонкодисперсной смеси известняка и стеклянного боя, и из армирующих элементов, состоящих из грубодисперсной смеси, включающей волокна феррита - продукт дробления ферритовых стержней и кварцевые микро-пластинки - продукт дробления кварца, затворенной водой, в соотношении компонентов в масс.%: цемент - 10-25, заполнитель матрицы - 55-70, микронаполнитель- тонкодисперсная - тонкомолотая смесь из стеклянного боя и отходов известняка в соотношении 1:2,5 - 10-15, армирующие элементы - грубодисперсная смесь из микроволокон феррита и кварцевых микропластинок в соотношении 1:1 - 3-5, вода - остальное.

Отдельное приготовление трех видов сухой смеси - в виде матрицы, микронаполнителя из тонкодисперсной смеси и армирующих элементов из грубодисперсной смеси позволяет, во-первых, получить более однородную смесь за счет возможности варьирования очередностью внесения отдельных видов сухой смеси в процессе перемешивания, а, во-вторых, достичь максимально заданных свойств готовой смеси за счет возможности более тщательной предварительной раздельной обработки входящих сухих компонентов, что повышает качество и эффективность использования готовой смеси.

Применение тонкодисперсной - смеси из известняка и стеклянного боя в составе бетона позволяет, во-первых, получить более плотную упаковку (структуру), и, соответственно, повысить прочность бетона, во-вторых, осуществить более эффективный помол известняка за счет исключения негативного процесса его замасливания и комкования, путем включения кремнеземистого компонента в виде стеклянных частиц, а в-третьих, решается проблема утилизации отходов известняка и стеклянного боя, что, в целом, повышает эффективность использования бетонной смеси.

Применение грубодисперсной смеси из волокон феррита и кварцевых микро-пластинок позволяет, во-первых, создать дискретную арматурную матрицу из жестких стеклянных частиц, что обеспечивает ее повышенную прочность и мягких, графитоподобных включений феррита, что обеспечивает повышенную пластичность - деформируемость матрицы; во-вторых, интенсифицировать рост и развитие активных центров образования кристаллогидратов за счет комбинации пьезоэлектрического и магнитострикционного эффектов на микроуровне, которые порождают ультразвуковые колебания. Известно, что кварц обладает пьезоэлектрическим эффектом. Если на противоположных гранях кварцевой микропластинки создать механическое давление разных знаков (сжатие-растяжение), то на них возникают электрические заряды, [Балатьева П.К. Радиоэлектроника в производстве сборного железобетона. - М.: ГИЛССМ, 1961. - С.71-76].

Второй важной особенностью кварца является то, что он является твердым элементом, выполняющим функцию не только заполнителя, но и мелющего тела, поляризуя при этом зерна других, более мягких заполнителей, например, феррита.

Известно, что феррит, обладает магнитострикционной активностью, проявляющейся в процессе деформирования [Попилов Л.Я. Электрофизические методы обработки материалов. - М., 1986. - С.202]. При твердении же цементного камня волокна феррита, обладая обратным к свойству магнитострикции свойством магнитоупругости, под влиянием механического сдавливания будут дополнительно деформировать частицы кварца и возбуждать дополнительные ультразвуковые колебания на микроуровне. Получается двойной эффект от возникновения ультразвука: происходит диспергация слипшихся образованитй из цементного теста и флоккул - микронаполнителя (кварца) на микроуровне, с одной стороны, и активация тонкодисперсного вяжущего за счет схлопывания микрокавитационных пузырьков, с другой стороны [Харламов А.А. Специальный физический практикум. - М.: Изд-во МГУ, 1977. - С.287-294].

В- третьих, за счет свойства магнитоупругости, которым обладают волокна феррита, можно контролировать в динамике изменение НДС бетонной конструкции при ее нагружении по замеренной величине изменения интенсивности ультразвукового поля, что также повышает эффективность использования заявленного состава бетонной смеси. Изобретение поясняется описанием конкретного примера.

Сначала готовили три вида сухой смеси: цементно-песчано-гравийную матрицу в соотношении: цемент:песок:гравий как 1:3:4 (в количестве 55-80 мас.%), микронаполнитель, состоящий из тонкодисперсной смеси стеклянного боя и известняка в соотношении 1:2,5 и армирующих элементов - грубодисперсной смеси, включающей волокна феррита и кварцевые микро-пластинки в соотношении 1:1.

Использовались следующие сырьевые компоненты: портландцемент марки М500, песок - кварцевый с модулем крупности Мк=2,5, гравий гранитный крупностью 10 мм, известняк из Старицкого карьера, стеклянный бутылочный бой, волокна феррита - продукт дробления ферритовых стержней, кварцевые микро-пластинки - продукт дробления кварца. Задавалось водо-цементное отношение В/Ц=0,55.

Для изготовления и испытания бетонных кубов задавалось два состава бетонной смеси при расходе компонентов в масс.%:

1. Цемент марки не ниже М500 - 10;

Крупный заполнитель из гранита

фракции 10-20 мм - 25;

фракции 5-10 мм - 18;

Мелкий заполнитель из кварцевого песка

фракции 1-3 мм - 25;

Микронаполнитель - тонкодисперсная - тонкомолотая смесь из отходов известняка и стеклянного боя в соотношении 2,5:1 с удельной поверхностью 200-300 м2/кг - 10;

Армирующие элементы - грубодисперсная смесь из микроволокон феррита фракции 2,5 мм и кварцевых микропластинок фракции 0,25 мм в соотношении 1:1 - 5;

Вода - остальное.

Прочность на сжатие повысилась на 13%, а деформируемость (по показателю относительной деформации) - на 9%, что повышает, соответственно, трещиностойкость бетона.

2. Цемент марки не ниже М500 - 10;

Крупный заполнитель из гранита

фракции 10-20 мм - 25;

фракции 5-10 мм - 18;

Мелкий заполнитель из кварцевого песка

фракции 1-3 мм - 25;

Микронаполнитель - тонкодисперсная - тонкомолотая смесь из отходов известняка и стеклянного боя в соотношении 2,5:1 с удельной поверхностью 300-400 м2/кг - 10;

Армирующие элементы - грубодисперсная смесь из микроволокон феррита фракции 2,5 мм и кварцевых микропластинок фракции 0,25 мм в соотношении 1:1 - 5;

Вода - остальное.

Прочность на сжатие повысилась на 18%, а деформируемость (по показателю относительной деформации) - на 11%, что повышает, соответственно, трещиностойкость бетона.

При этом вначале готовилась сухая цементно-песчано-гравийная смесь, выполняющая функцию матрицы. После этого готовилась тонкодисперсная сухая смесь из микронаполнителя, для чего осуществляли совместный помол известняка и стеклянного боя в шаровой мельнице в течение 30 минут. Затем готовилась сухая грубодисперсная смесь из волокон феррита и кварцевых микро-пластинок путем их совместного перемешивания в смесители принудительного действия. Далее готовые сухие смеси: цементно-песчано-гравийная, тонкодисперсная и грубодисперсная перемешивались с добавлением необходимого количества воды для обеспечения заданного В/Ц=0,55.

Приготовление бетонной смеси осуществляли вручную. Формование бетонных кубиков размерами 150×150×150 мм выполняли на виброплощадке с круговыми колебаниями. Вибрирование осуществлялось в течение 30 секунд.

Отформованные кубики выдерживались в нормальных условиях твердения. При этом, в процессе нагружения оценивалось и изменение НДС по результатам контроля интенсивности ультразвукового поля при деформировании кварцевых микропластинок и волокон феррита. Прочность образцов на сжатие, подготовленных по разработанной методике, повысилась на 12%. При осмотре испытанных образцов не было выявлено разрывов фибры (кварцевых микропластинок и волокон феррита) в зоне разрушения.

Это подтверждает осуществление поставленной задачи - разработки оптимального состава тяжелого бетона с формированием новой структуры на основе отходов производства (стеклянный бой, известняковый лом), а также достижения технического результата - получения тяжелого бетона, с повышенной структурной прочностью, трещиностойкостыо и способностью отражать изменение НДС в бетонной конструкции, т.е. более эффективного совместного использования грубодисперсного - и тонкодисперсного -наполнителей в бетоне и их эффективной работы с восприятием повышенных как статических, так и динамических нагрузок, что подтверждается при осмотре разрушенных образцов - совместной работой микронаполнителя, армирующих элементов и матрицы.

Опытная сырьевая смесь для приготовления тяжелого бетона была приготовлена в строительной лаборатории кафедры ПСК ТвГТУ, а выполненные испытания доказали технологическую возможность ее эффективного использования в производстве железобетонных изделий с повышенными прочностными и контролируемыми свойствами.

Сырьевая смесь для приготовления тяжелого бетона, включающая цемент, заполнитель, наполнитель из молотого известняка и воду, отличающаяся тем, что сырьевая смесь формируется из трех видов сухой смеси - цементно-песчано-гравийной матрицы, микронаполнителя, состоящего из тонкодисперсной смеси известняка и стеклянного боя, и из армирующих элементов, состоящих из грубодисперсной смеси, включающей волокна феррита - продукт дробления ферритовых стержней и кварцевые микропластинки - продукт дробления кварца, затворенной водой, в соотношении компонентов, мас.%: цемент 10-25, заполнитель матрицы 55-70, микронаполнитель тонкодисперсная тонкомолотая смесь из стеклянного боя и отходов известняка в соотношении 1:2,5 - 10-15, армирующие элементы грубодисперсная смесь из микроволокон феррита и кварцевых микропластинок в соотношении 1:1 - 3-5, вода остальное.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 13.
10.07.2013
№216.012.546a

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года. Насыпь включает тело насыпи в виде насыпного грунта и установленную в насыпи охлаждающую систему в виде полотнища с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487213
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.08.2013
№216.012.60c6

Арматурный элемент для дисперсного армирования бетона

Арматурный элемент для дисперсного армирования бетона относится к области строительства, в частности к искусственной фибре для приготовления бетонов, и может быть использован в строительной индустрии. По первому варианту арматурный элемент для дисперсного армирования бетона выполнен в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490406
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.07.2014
№216.012.e3c5

Способ получения легкого материала

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения легкого заполнителя бетонов. Способ получения легкого материала, включающий получение гранул из торфяной смеси, сушку и термообработку, где торфяную смесь готовят путем совместного помола полипропиленовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524099
Дата охранного документа: 27.07.2014
20.08.2014
№216.012.eb01

Способ выплавки и внепечной обработки высококачественной рельсовой стали

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали. Способ включает продувку расплава кислородом, выпуск расплава в ковш, наводку покровного шлак в ковше, обработку расплава в вакууматоре. За 1-3 минуты до окончания продувки замеряют температуру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525969
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.09.2014
№216.012.f0f6

Способ выплавки и внепечной обработки высококачественной стали для железнодорожных рельсов

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали в кислородном конвертере. Способ включает загрузку в конвертер твердых шихтовых материалов, заливку жидкого чугуна, продувку расплава кислородом через фурму. При этом на днище конвертера оставляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527508
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.08.2015
№216.013.6f3a

Грохот для классификации строительных материалов

Предложенное изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для разделения пород и строительных материалов по крупности при подготовке к транспортировке, для выполнения дробильно-сортировочных операций, а также для классификации строительных материалов. Грохот для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560044
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.01.2016
№216.013.9eea

Пространственная фундаментная опора резервуара на мерзлом основании

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству фундаментов на сложных основаниях в суровых природно-климатических условиях. Пространственная фундаментная опора резервуара на мерзлом основании включает свайный фундамент с ростверком, охлаждающую систему из ряда трубчатых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572319
Дата охранного документа: 10.01.2016
20.04.2016
№216.015.33df

Фибра для дисперсного армирования бетона

Изобретение относится к области строительства, в частности к искусственной фибре для приготовления бетонов. Фибра для дисперсного армирования бетона выполнена в виде прямолинейного отрезка нити 1 с анкерами, анкеры выполнены в виде поперечных выпусков 2 из той же нити, равномерно распределенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582254
Дата охранного документа: 20.04.2016
13.01.2017
№217.015.81de

Фибра для дисперсного армирования бетона

Изобретение относится к области строительства. Фибра для дисперсного армирования бетона выполнена в виде отрезка нити с анкерами на концах. Отрезок нити состоит из двух ветвей, соединенных общим анкером, выполненным с возможностью изменения ориентации ветвей относительно общего анкера. В одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601705
Дата охранного документа: 10.11.2016
25.08.2017
№217.015.bcef

Состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного газобетона

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий из ячеистых бетонов и может быть использовано для утепления ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назначения. Состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного газобетона включает, мас.%: портландцемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616303
Дата охранного документа: 14.04.2017
Показаны записи 1-10 из 42.
27.02.2013
№216.012.2b6e

Бульдозер с выдвижным отвалом

Изобретение относится к строительно-дорожным машинам, а именно к землеройно-транспортным машинам типа бульдозеров. Бульдозер с выдвижным отвалом включает базовую машину, раму с гидроцилиндрами подъема-опускания, состоящую из жесткой основной секции, шарнирно соединенной с базовой машиной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476645
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.05.2013
№216.012.4487

Способ упрочнения наплавленной быстрорежущей стали

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к упрочняющей обработке наплавленной быстрорежущей стали на поверхности заготовки, применяемой для изготовления инструмента повышенной стойкости. Для повышения твердости наплавленной быстрорежущей стали и эксплуатационной стойкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483120
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.07.2013
№216.012.546a

Насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении транспортных сооружений на мерзлых грунтах как в летнее, так и в зимнее время года. Насыпь включает тело насыпи в виде насыпного грунта и установленную в насыпи охлаждающую систему в виде полотнища с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487213
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.57c3

Способ измерения параметров паза, несопряженного с отверстием детали

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам для измерения ширины и отклонения расположения паза относительно оси несопряженного с ним отверстия. Объект измерения базируют в наклонном корпусе путем установки его отверстием на два центрирующих пальца, обеспечивая при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488075
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.08.2013
№216.012.60c6

Арматурный элемент для дисперсного армирования бетона

Арматурный элемент для дисперсного армирования бетона относится к области строительства, в частности к искусственной фибре для приготовления бетонов, и может быть использован в строительной индустрии. По первому варианту арматурный элемент для дисперсного армирования бетона выполнен в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490406
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.10.2013
№216.012.76e5

Способ измерения параметров паза на торце вала

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения ширины и отклонения расположения паза, выполненного на торце вала. Корпус с отсчетной головкой и двумя установочными пальцами устанавливают на торец вала, размещая упомянутые пальцы в измеряемом пазу и обеспечивая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496097
Дата охранного документа: 20.10.2013
10.11.2013
№216.012.7d7f

Способ каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы

Изобретение относится к области переработки возобновляемого сырья (в частности, целлюлозы) в сырье для химического синтеза и биотопливо. В способе каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы, включающем проведения процесса гидролитического гидрирования целлюлозы в течение 3-7 минут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497800
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.82b9

Способ добычи садового и топливного торфа

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи торфа на выработанных промышленными способами торфяных месторождениях. Техническим результатом является упрощение состава технологического оборудования, снижение энерго- и металлоемкости, снижение себестоимости добытого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499141
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.12.2013
№216.012.90eb

Способ получения магнитного масла

Настоящее изобретение относится к способу получения магнитного масла, включающему обработку магнетита в диэфире карбоновой кислоты в присутствии водного раствора 12-оксистеариновой кислоты или 12-гидрокси-Δ9-октадеценовой кислоты при нагревании до температуры выпаривания воды с последующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502792
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.9443

Способ получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты

Изобретение относится к способу получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты. Способ включает проведение процесса в 4-6% растворе стеариновой кислоты в додекане в присутствии палладиевого катализатора в количестве 11-13% от массы стеариновой кислоты, который нанесен на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503649
Дата охранного документа: 10.01.2014
+ добавить свой РИД