Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЗИМНЕГО БЕТОНИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области строительной индустрии и может быть использовано в производстве железобетонных и бетонных монолитных конструкций зданий и сооружений при ускоренных темпах их возведения и выполнении работ при отрицательных температурах.

Известен способ высокоскоростного возведения монолитных конструкций здания в условиях пониженных температур, включающий предварительную подготовку бетона, заключающуюся в его выдерживании при температуре +20°С, укладку бетона в нагретую опалубку, тепловую обработку бетона при температуре 65-80°С мощностью греющих проводов 2,5-5 кВт на 1 м³ бетона, изотермический прогрев бетона в течение не менее шести часов при температуре 70-85°С при электрической мощности 1,2-2,5 кВт на 1 м бетона и остывание бетона [1].

Недостатком данного изобретения является относительно сложная технология его осуществления вследствие наличия предварительного этапа, на котором производится предварительный разогрев опалубки и выдерживание бетона при температуре +20°С, что приводит к возрастанию затрат электроэнергии при осуществлении данного способа.

Известен способ прогрева бетона, включающий установку в забетонированной конструкции электронагревателя в виде закладной трубы, заполненной текучим теплоносителем с погруженным в него нагревательным элементом [2].

Недостатком данного изобретения является высокая трудоемкость его осуществления, связанная с установкой закладной трубы и ее заполнением текучим теплоносителем, а также невозможность извлечения электронагревателя в виде закладной трубы из бетонируемой конструкции, что приводит к его удорожанию. Кроме того область применения данного способа ограничена только вертикально расположенными бетонными и железобетонными элементами.

Известен способ электродного прогрева бетона, основанный на принципе преобразования электрической энергии в тепловую, путем его включения в цепь переменного тока в качестве сопротивления [3].

Недостатком данного способа является снижение эффективности электродного прогрева бетона по мере его твердения и испарения воды, что приводит к существенному увеличению электрического сопротивления. При достижении бетоном 40% марочной прочности дальнейший прогрев становится затруднителен и в ряде случаев бетон не успевает набрать критическую прочность. Данный способ не позволяет осуществлять прогрев бетона до достижения им марочной прочности.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ бетонирования при отрицательных температурах и ферромагнитная примесь для бетона, заключающийся в добавлении в строительную смесь частиц шлама от выплавки стали, покрытых полиэтиленовой оболочкой от 2 до 10% от общей массы строительной смеси, с последующим воздействием на них пульсирующим электромагнитным полем [4].

Недостатком данного изобретения является сложность его осуществления, связанная с наличием технически сложного и дорогостоящего оборудования - генератора электромагнитного поля. Кроме того, при подключении источника тока к арматуре происходит интенсивное испарение воды на границе раздела сред арматура-бетон, что приводит к снижению темпов набора прочности бетона в данной зоне вследствие недостатка химически несвязанной воды, а также к ослаблению адгезии арматуры к бетону и снижению прочности готовой конструкции.

Задачей изобретения является создание способа зимнего бетонирования, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся в увеличении темпов набора прочности бетона при отрицательных температурах, в увеличении конечной прочности бетона при одновременном снижении трудовых и материальных затрат за счет отсутствия необходимости применения дорогостоящего оборудования, исключении условий для снижения прочности готовых конструкций вследствие пропускания тока через арматуру, а также возможности осуществлять прогрев бетона до достижения им марочной прочности.

Результат достигается тем, что в способе зимнего бетонирования, заключающемся в добавлении в строительную смесь частиц и воздействии на них полем, согласно изобретения, строительная смесь дополнительно содержит суперпластификатор «БЕСТ-СПл» на основе полиметиленнафталинсульфонатных олигомеров с алкильными гидрофобными заместителями в боковой цепи и неионогенными поверхностно-активными компонентами, в качестве частиц используют молотый токопроводящий минерал шунгит, воздействие на частицы осуществляют электрическим полем, создаваемым при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов, при этом содержание суперпластификатора «БЕСТ-СПл» составляет 1-1,5% от массы вяжущего строительной смеси, содержание токопроводящего минерала шунгита составляет 1-10% от массы вяжущего строительной смеси, степень помола шунгита - 200-400 м²/кг. Время воздействия электрического поля на строительную смесь с частицами молотого токопроводящего минерала шунгита может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды и объема строительной смеси.

Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом:

В строительную смесь (бетон класса В30) добавляли 1-1,5% суперпластификатора «БЕСТ-СПл» на основе полиметиленнафталинсульфонатных олигомеров с алкильными гидрофобными заместителями в боковой цепи и неионогенными поверхностно-активными компонентами и частицы молотого токопроводящего минерала шунгита в количестве 1%, 3%, 5%, 7%, 10% от массы вяжущего строительной смеси, на которые воздействует электрическое поле, создаваемое при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов. Степень помола шунгита - 200-400 м²/кг. Время воздействия электрического поля на строительную смесь с частицами молотого токопроводящего минерала шунгита может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды и объема строительной смеси. Твердение бетона происходило под воздействием электрического поля, созданного посредством подключения электродов, при температуре окружающей среды -15°С.

Использование молотого токопроводящего минерала шунгита приводит к повышению токопроводящих свойств строительной смеси и затвердевшего композита, что характеризуется снижением величины электрического сопротивления бетона и повышением температуры бетона, позволяет увеличить темпы набора прочности бетона при отрицательных температурах и осуществлять прогрев до достижения им марочной прочности.

Применение суперпластификатора «БЕСТ-СПл» на основе полиметиленнафталинсульфонатных олигомеров с алкильными гидрофобными заместителями в боковой цепи и неионогенными поверхностно-активными компонентами в составе строительной смеси позволяет снизить ее водопотребность, повысить степень гидратации вяжущего, плотность и прочность готовых изделий.

Кроме того, отсутствие в способе зимнего бетонирования технически сложного и дорогостоящего оборудования - генератора электромагнитного поля позволяет снизить материальные затраты при его осуществлении.

Источники информации:

1. А.С. 2702486, E04G 21/02, E04G 9/10, Способ высокоскоростного возведения монолитных конструкций здания в условиях пониженных температур, Батюшенко А.А., патентообладатель: Батюшенко А.А., заявл. 28.01.2019, опубл. 08.10.2019, бюл. №28.

2. А.С. 2522097, F24D 13/00, Способ прогрева бетона, электронагреватель для осуществления способа, индукционный нагревательный элемент электронагревателя и способ изготовления индукционного нагревательного элемента, Сосновский A.M., Сосновский С.А., патентообладатели: Сосновский A.M., Сосновский С.А., заявл. 11.04.2012, опубл. 10.07.2014, бюл. №19.

3. С.А. Миронов. Теория и методы зимнего бетонирования: - М.: Стройиздат, 1975. - С. 548-552.

4. А.С. 2641680, С04В 14/48, С04В 20/10, С04В 40/00, С04В 40/02, Способ бетонирования при отрицательных температурах и ферромагнитная примесь для бетона, Копырин В.А., Костоломов Е.М., Паутов Д.Н., Портнягин А.Л., патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский индустриальный университет» (ТИУ), заявл. 16.07.2015, опубл. 19.01.2018, бюл. №2.