Результат интеллектуальной деятельности: Состав для изготовления бетона

Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к производству бесцементных бетонов.

Известны полимербетоны (см. Баженов Ю.М. «Технология бетонов», 2011 г.), в которых вяжущими служат различные полимерные смолы, а заполнителями - неорганические материалы - песок и щебень. Для экономии смолы и улучшения свойств полимербетонов в них иногда вводят тонкомолотые наполнители (графит, андезит и др.). Для ускорения твердения и улучшения свойств применяют отвердители, пластификаторы и другие специальные добавки.

Недостатками известных бетонов являются высокая стоимость полимерных смол, повышенная ползучесть и недостаточная температуростойкость.

Известная сырьевая смесь для изготовления материала, имитирующего природный камень (см. патент РФ №2528810, МПК С04В 28/04, 2013 г.), включающая измельченную слюду и жидкое стекло, отличающаяся тем, что дополнительно включает воду, белый портландцемент, кварцевый песок, пигмент фталоцианиновый зеленый или пигмент фталоцианиновый голубой при следующем соотношении компонентов, мас.%: измельченная и просеянная через сетку №5 слюда 35,0-40,0; жидкое стекло 3,0-5,0; вода 16,0-18,0; белый портландцемент 27,0-31,0; кварцевый песок 10,7-13,9; пигмент фталоцианиновый зеленый или пигмент фталоцианиновый голубой 0,1-0,3.

Недостатком известного материала, имитирующего природный камень, является высокая усадка и низкая огнеупорность.

Наиболее близким к заявляемому изобретению того же назначения по совокупности признаков является состав для изготовления бетона, содержащий золу-унос, воду и химические модификаторы (см. патент РФ №2517729, МПК С04В 7/28, 2013 г.). В качестве химических модификаторов использованы гидроксид калия и бура - тетраборат натрия.

Основным недостатком данной композиции является низкий модуль упругости геополимерного бетона, что ведет к снижению его долговечности.

Задача изобретения состоит в повышении прочности и температуростойкости бетонов, а также в снижении усадки.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в повышении физико-механических характеристик предлагаемого состава бетона, что ведет к увеличению его долговечности и эксплуатационных характеристик. Кроме того, за счет отсутствия в составе композиции цемента, а также благодаря использованию вторичных ресурсов снижается себестоимость производства и решается проблема утилизации промышленных отходов.

Поставленная задача решается тем, что состав для изготовления бетона, включающий золу-унос, гидроксид калия, тетраборат натрия и воду, отличающийся тем, что дополнительно включает известняковую муку и эмульсию поливинилацетата при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола-унос 31,0-41,0; известняковая мука 28,0-37,0; эмульсия поливинилацетата 9,0-15,0; гидроксид калия 7,7-11,6; тетраборат натрия 0,0-3,3; вода - остальное.

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 «дополнительно включает известняковую муку», позволяет за счет наличия зерен тонкомолотого известняка (дисперсностью 0,1-1 мм) в результате образования гидрокарбоалюминатов кальция обеспечить увеличение прочности и снижение усадочных деформаций бетона.

Признак, указывающий, что «дополнительно включает эмульсию поливинилацетата», позволяет интенсифицировать процесс роста дополнительного количества гидросиликатных новообразований, что способствует образованию между кристаллами гидросиликата кальция весьма плотного контакта, что ведет к упрочнению цементного камня.

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

Изобретение поясняется фиг. 1, где приведена таблица, показывающая связь состава бетона с его физико-механическими характеристиками.

Геополимерный бетон из предлагаемого состава получают следующим образом. В смесителе перемешивают все сухие компоненты: золу-унос (ГОСТ 25818-91), известняковую муку (ГОСТ 14050-93), затем добавляют воду (температурой 18-20°С), эмульсию поливинилацетата (ГОСТ 18992-80) и тетраборат натрия (ГОСТ 8429-77) и перемешивают до однородной массы. Полученный бетон набирал прочность в течение 7 суток в нормальных условиях, после чего замерялись физико-механические характеристики (см. фиг. 1).

Таким образом, предлагаемый состав имеет следующие преимущества по сравнению с известными - повышены физико-механические характеристики цементного камня: предел прочности при сжатии на 8-18%; линейная усадка на 16-31% и температуростойкость на 9-18% по сравнению с прототипом.