×
27.05.2014
216.012.cac6

Результат интеллектуальной деятельности: ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: 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. Технический результат - повышение прочности бетона при сжатии. Высокопрочный бетон получен из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью, равной 1,021 г/см, водородным показателем 4,5-5,5 и пластификатора, в качестве пластификатора смесь содержит суперпластификатор «ПОЛИПЛАСТ-3МБ», при следующем соотношении компонентов, мас.%: 15,50-16,00 и 84,00-84,50 соответственно, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: портландцемент 19,95-26,85; песок 21,80-24,70; щебень 42,40-44,50; указанная добавка 1,55-2,10; вода 7,40-8,75. 3 ил., 1 табл.
Основные результаты: Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью, равной 1,021 г/см, водородным показателем 4,5-5,5 и пластификатора, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит суперпластификатор «ПОЛИПЛАСТ-3МБ», при следующем соотношении компонентов, мас.%:Золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

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.

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 прочность при сжатии бетона.

Известна сырьевая смесь для изготовления высокопрочного бетона (RU, №2256629, С04В 28/04, опубл.: 20.07.2005 г.), содержащая: портландцемент, песок, щебень, кремнеземсодержащий компонент, представленный золем ортокремниевой кислоты с плотностью 1,014 г/см3, водородным показателем 5-6, добавку «ДЭЯ-М» и воду.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии бетона.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокопрочный бетон (RU, №2425814, С04В 28/04, 22/06, 24/24, 111/20, опубл.: 10.08.2011 г.), содержащий: портландцемент, песок, щебень, добавку и воду, добавка является комплексной и состоит из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3, водородным показателем 4,5-5,5 и гиперпластификатора «Peramin SMF-10» на основе поликарбоксильных полимеров шведской компании «Perstorp» (ASTM C494 тип F, DIN 1045, BS 5075 части 1 и 3, EN 934-2), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3,
водородным показателем 4,5-5,5 85,50-86,00
Гиперпластификатор «Peramin» SMF-10 14,00-14,50

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Портландцемент 20,60-27,40
Песок 21,80-24,70
Щебень 42,40-44,50
Указанная добавка 1,00-1,45
Вода 7,40-8,75

Недостатком данного технического решения является ограниченность достигаемого значения прочности при сжатии бетона.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокопрочного бетона с повышенной прочностью при сжатии.

Технический результат достигается тем, что высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3, водородным показателем 4,5-5,5 и пластификатора, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит суперпластификатор «ПОЛИПЛАСТ-3МБ», при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3,
водородным показателем 4,5-5,5 15,50-16,00
Суперпластификатор «ПОЛИПЛАСТ-3МБ» 84,00-84,50

при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:

Портландцемент 19,95-26,85
Песок 21,80-24,70
Щебень 42,40-44,50
Указанная добавка 1,55-2,10
Вода 7,40-8,75

Добавка «Полипласт-3МБ» является суперпластификатором, использование которой повышает подвижность бетонных смесей от П1 до П5, и при этом параллельно интенсивно протекает реакция взаимодействия золя с гидролизной известью, обеспечивая прирост прочности бетона в первые сутки его твердения. По эксплуатационным свойствам суперпластификатор «Полипласт-3МБ» отвечает требованиям, предъявляемым к пластифицирующим, водоредуцирующим и повышающим прочность добавкам по ГОСТ 24211.

Для равноподвижного состава с предлагаемой добавкой прирост прочности бетона в 1 сутки составил 65%. Отметим, что достигнутое водоредуцирование составило 20%, что превышает обычный диапазон 15-18% для известных суперпластификаторов на нынешних цементах.

Золь гидроксида железа (III) имеет коллоидную частицу с положительным зарядом, что способствует усилению гидратационных процессов, а в сочетании с суперпластификатором «Полипласт-3МБ» дает сверхсуммарный эффект, который заключается в повышении прочности при сжатии, что позволяет получить высокопрочный бетон улучшенного качества.

Анализ полученных данных таблицы показывает, что предлагаемая комплексная добавка оказывает пластифицирующее действие на цементсодержащую систему, уменьшая количество воды затворения на 14%, при этом водоцементное отношение уменьшается с 0,34 до 0,25, что способствует формированию более плотной структуры.

Результатом применения данной комплексной добавки является повышение прочности при сжатии бетона в проектном возрасте на 59% до значения 88,1 МПа.

На Фиг.1 показана рентгенограмма контрольного (бездобавочного) состава высокопрочного бетона.

На Фиг.2 показана рентгенограмма прототипа.

На Фиг.3 показана рентгенограмма состава разработанного бетона.

На рентгенограммах, показанных на Фиг.1, 2 и 3, условно обозначены: ■ - гидроокись кальция; • - алит; ▲ - тоберморитоподобные гидросиликаты.

Рентгенографические методы анализа широко используются для изучения структуры, состава и свойств различных материалов, и в том числе, строительных. Широкому распространению рентгенографического анализа способствовала его объективность, универсальность, быстрота многих его методов, точность и возможность решения разнообразных задач, часто не доступных для других методов исследования. С помощью рентгенографического анализа исследуют: качественный и количественный минералогический и фазовый состав материалов (рентгенофазовый анализ).

Применение рентгеновского излучения для исследования кристаллических веществ основано на том, что его длина волны сопоставима с межатомным расстоянием в кристаллической решетке, которая поэтому и является естественной дифракционной решеткой для него. Сущность рентгеновских методов анализа и заключается в изучении дифракционной картины, получаемой при отражении рентгеновских лучей атомными плоскостями в структуре кристаллов.

Отраженный пучок рентгеновских лучей, который может быть зарегистрирован, возникает лишь в том случае, если будет соблюдаться указанное равенство. Лучи, отраженные во всех других направлениях и под другими углами, не удовлетворяющие уравнению Вульфа-Брэгга, взаимно погашаются.

Сущность качественного рентгенофазового анализа состоит в сопоставлении экспериментально определенных значений межплоскостных расстояний (d) и относительных интенсивностей (I) линий с эталонными рентгенограммами.

Проведенные физико-химические исследования при помощи рентгенофазового метода анализа показали, что в присутствии комплексной добавки, представленной золем гидроксида железа (III) в сочетании с суперпластификатором «Полипласт-3МБ» (Фиг.3), увеличивается гидратационная активность цемента в полученном бетоне по сравнению с контрольным бездобавочным бетоном (Фиг.1), о чем можно судить по значительному уменьшению линий при d/n=(2,77; 2,73; 2,63; 1,76)∗10-10 м, характерных для алита (●). Следует отметить, что в присутствии комплексной добавки увеличивается интенсивность пиков при d/n=(4,93; 2,60; 1,93)∗10-10 м, характерных для образования гидроокиси кальция (■), а также увеличивается интенсивность пиков при d/n=(2,85; 2,83; 2,42; 2,01)∗10-10 м, характерных для образования тоберморитоподобных гидросиликатов (▲), по сравнению с рентгенограммой прототипа (Фиг.2).

Таким образом, проведенные комплексные физико-механические и физико-химические исследования показали, что сочетание добавки золя гидроксида железа (III) и суперпластификатора «Полипласт-3МБ» является благоприятным, так как способствует повышению пластифицирующего эффекта комплексной добавки в целом. Комплексная добавка в представленном сочетании оказывает высокое пластифицирующее и активирующее действие на цементсодержащую твердеющую систему, способствуя повышению долговечности искусственного камня.

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 разработанной комплексной добавки, состоящей из золя гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см3 и водородным показателем 4,5-5,5 и суперпластификатора «Полипласт-3МБ». Новое свойство состоит в увеличении подвижности бетонной смеси, а также увеличении гидратационной активности цемента, результатом чего является повышение прочности при сжатии бетона по сравнению с прототипом.

Смесь, включающая портландцемент, песок, щебень и предлагаемую комплексную добавку обеспечила получение высокопрочного бетона, характеризуемого повышенной прочностью при сжатии. Предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению повышает прочность в проектном возрасте (28 суток) при сжатии на 59% до значения 88,1 МПа по сравнению с прототипом.

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

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.

Готовят сырьевую смесь (золь гидроокиси железа (III)) следующим образом: к 100 см3 кипящей воды прибавляют 3-4 капли насыщенного раствора хлорида железа. При этом энергично протекает гидролиз хлорида железа и появляющиеся молекулы гидроксида железа (III) конденсируются в коллоидные частицы. Образующийся золь гидроксида железа (III) имеет вишнево-коричневый цвет.

Органоминеральный суперпластификатор «Полипласт-3МБ» состоит из суперпластификатора и высокодисперсного компонента, обладающего пуццолановой активностью. Добавка «Полипласт-3 МБ» представляет собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот и обладающих пуццолановой активностью мелкодисперсных минеральных компонентов, по форме это светло-серый порошок с насыпной массой 650-850 кг/м3, водородным показателем 9,4-9,6 (согласно паспорту изготовителя компании Полипласт).

Отдозированный золь и суперпластификатор «Полипласт-3МБ» помещают в отдозированную воду. Отдозированные компоненты сырьевой смеси: портландцемент М400, песок с модулем крупности 2,1, щебень фракции 5-10 мм и воду, содержащую отдозированную комплексную добавку, помещают в бетоносмеситель, где осуществляется перемешивание компонентов и приготовление бетонной смеси, из которой изготавливают требуемые бетонные изделия и образцы для контроля качества по параметрам прочности при сжатии.

Твердение бетона осуществлялось в нормальных условиях, и результаты испытаний, согласно ГОСТ 10180-2012 «Методы определения прочности по контрольным образцам», представлены в таблице.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый высокопрочный бетон по данному изобретению повышает прочность в проектном возрасте (28 суток) при сжатии на 59% до значения 88,1 МПа по сравнению с прототипом.

Таблица
№ образца Состав высокопрочного бетона, мас.% Параметры качества бетона
Портландцемент М400 Заполнитель Комплексная добавка Вода
В\Ц Прочность при сжатии, МПа / %
Песок с модулем крупности 2,1 Щебень фракции 5-10 мм Состав, мас.% Кол-во, %
Суперпластификатор «ПОЛИПЛАСТ-3МБ» Гиперпластификатор «Peramin» SMF-10 Золь гидроксида железа (III)
1 (прототип) 24,00 23,25 43,45 - 14,25 85,75 1,25 8,05 0,34 55,4/100
2 19,95 24,70 44,50 84,00 - 16,00 2,10 8,75 0,44 84,8/154
3 19,95 24,70 44,50 84,25 - 15,75 2,10 8,75 0,44 85,1/154
4 19,95 24,70 44,50 84,50 - 15,50 2,10 8,75 0,44 84,7/154
5 23,4 23,25 43,45 84,00 - 16,00 1,83 8,07 0,34 87,5/158
6 23,4 23,25 43,45 84,25 - 15,75 1,83 8,07 0,34 88,1/159
7 23,4 23,25 43,45 84,50 - 15,50 1,83 8,07 0,34 87,4/158
8 26,85 21,80 42,40 84,00 - 16,00 1,55 7,40 0,28 85,6/154
9 26,85 21,80 42,40 84,25 - 15,75 1,55 7,40 0,28 85,7/154
10 26,85 21,80 42,40 84,50 - 15,50 1,55 7,40 0,28 85,4/154

Высокопрочный бетон, полученный из смеси, содержащей портландцемент, песок, щебень, воду и комплексную добавку, состоящую из золя гидроксида железа (III) с плотностью, равной 1,021 г/см, водородным показателем 4,5-5,5 и пластификатора, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит суперпластификатор «ПОЛИПЛАСТ-3МБ», при следующем соотношении компонентов, мас.%:Золь гидроксида железа (III) с плотностью 1,021 г/см, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 84.
20.03.2013
№216.012.2f8d

Способ очистки сточных вод от ионов меди

Изобретение может быть использовано для очистки вод, в частности сточных вод, от ионов меди сорбцией. Для осуществления способа сточные воды фильтруют через сорбент, в качестве которого используют гидратированный цемент толщиной слоя 0,055-0,065 м и с размером зерен 0,114-0,315 мм. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477708
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.03.2013
№216.012.2f95

Смесь для автоклавного пенобетона

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к ячеистым бетонам автоклавного твердения. Смесь для автоклавного пенобетона, включающая портландцемент, известь негашеную молотую, шлам плотностью 1,6 кг/л с удельной поверхностью 290 м/кг, полученный совместным мокрым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477716
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.327c

Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона

Изобретение относится к производству изделий из пенобетона для строительства. Изобретение позволит повысить твердость поверхности изделий и их качества. Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона включает приготовление сырьевой смеси путем смешивания портландцемента, минерального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478467
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.327d

Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона

Изобретение относится к производству изделий из пенобетона для строительства. Изобретение позволит обеспечить повышение качества и морозостойкости изделий. Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона включает приготовление сырьевой смеси путем смешивания портландцемента,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478468
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.327e

Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона

Изобретение относится к производству изделий из пенобетона для строительства. Изобретение позволит повысить качество изделий и снизить их усадку при высыхании. Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона включает приготовление сырьевой смеси путем смешивания портландцемента,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478469
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.32fa

Строительный раствор

Изобретение относится к строительным материалам и может применяться в качестве гидроизоляционного состава, используемого в гражданском и промышленном строительстве. Строительный раствор содержит, мас.%: портландцемент 27,615-29,412, глиноземистый цемент 4,202-5,021, доломитизированный известняк...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478593
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a15

Глинофосфатный материал

Изобретение относится к области строительных материалов. Глинофосфатный материал, содержащий глину, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5-7%, содержащий оксид железа (II) и ортофосфорную кислоту плотностью 1,25 г/см, содержит глину кембрийскую и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480430
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a1a

Автоклавный золопенобетон

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве. Автоклавный золопенобетон, полученный из смеси, включающей, мас.%: портландцемент 26,36-31,1, нефелиновый шлам, молотый до удельной поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480435
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.4836

Смесь для автоклавного пенобетона

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к ячеистым бетонам автоклавного твердения. Смесь для автоклавного пенобетона содержит, мас.%: портландцемент 21,41-23,99, известь негашеная молотая 3,45-3,59, песок в виде шлама плотностью 1,6 кг/л, молотый до удельной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484066
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c1c

Строительный раствор

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве раствора для изготовления гидроизоляционного покрытия проникающего действия. Строительный раствор содержит: портландцемент 25,12-26,02, глиноземистый цемент 8,21-8,38, песок для строительных работ фракции 0,63...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485066
Дата охранного документа: 20.06.2013
Показаны записи 1-10 из 56.
20.03.2013
№216.012.2f95

Смесь для автоклавного пенобетона

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к ячеистым бетонам автоклавного твердения. Смесь для автоклавного пенобетона, включающая портландцемент, известь негашеную молотую, шлам плотностью 1,6 кг/л с удельной поверхностью 290 м/кг, полученный совместным мокрым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477716
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.327c

Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона

Изобретение относится к производству изделий из пенобетона для строительства. Изобретение позволит повысить твердость поверхности изделий и их качества. Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона включает приготовление сырьевой смеси путем смешивания портландцемента, минерального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478467
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.327d

Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона

Изобретение относится к производству изделий из пенобетона для строительства. Изобретение позволит обеспечить повышение качества и морозостойкости изделий. Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона включает приготовление сырьевой смеси путем смешивания портландцемента,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478468
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.327e

Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона

Изобретение относится к производству изделий из пенобетона для строительства. Изобретение позволит повысить качество изделий и снизить их усадку при высыхании. Способ изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона включает приготовление сырьевой смеси путем смешивания портландцемента,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478469
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.32fa

Строительный раствор

Изобретение относится к строительным материалам и может применяться в качестве гидроизоляционного состава, используемого в гражданском и промышленном строительстве. Строительный раствор содержит, мас.%: портландцемент 27,615-29,412, глиноземистый цемент 4,202-5,021, доломитизированный известняк...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478593
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.3787

Реверсивный кривошипно-ползунный механизм

Изобретение относится к устройствам для передачи и преобразования движения. Реверсивный кривошипно-ползунный механизм содержит основание с направляющей. С направляющей подвижно связан ползун, который соединен с шатуном. Кривошип введен с основанием во вращательную, а с шатуном - в винтовую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479768
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a15

Глинофосфатный материал

Изобретение относится к области строительных материалов. Глинофосфатный материал, содержащий глину, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5-7%, содержащий оксид железа (II) и ортофосфорную кислоту плотностью 1,25 г/см, содержит глину кембрийскую и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480430
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a1a

Автоклавный золопенобетон

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве. Автоклавный золопенобетон, полученный из смеси, включающей, мас.%: портландцемент 26,36-31,1, нефелиновый шлам, молотый до удельной поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480435
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.4836

Смесь для автоклавного пенобетона

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к ячеистым бетонам автоклавного твердения. Смесь для автоклавного пенобетона содержит, мас.%: портландцемент 21,41-23,99, известь негашеная молотая 3,45-3,59, песок в виде шлама плотностью 1,6 кг/л, молотый до удельной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484066
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c1c

Строительный раствор

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве раствора для изготовления гидроизоляционного покрытия проникающего действия. Строительный раствор содержит: портландцемент 25,12-26,02, глиноземистый цемент 8,21-8,38, песок для строительных работ фракции 0,63...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485066
Дата охранного документа: 20.06.2013
+ добавить свой РИД