Способ приготовления самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести и способ изготовления бетонных изделий из полученной смеси. Сухие реакционно-порошковые бетонные смеси (РПБ) Состав р

⁰

Владельцы патента RU 2531981:

Известен способ изготовления декоративных строительных изделий и/или декоративных покрытий путем перемешивания с водой вяжущего, содержащего портландцементный клинкер, модификатор, включающий органический водопонижающий компонент и некоторое количество ускорителя твердения и гипс, пигментов, заполнителей, минеральных и химических (функциональных) добавок, причем полученную смесь выдерживают до насыщения бентонитовой глины (функциональная добавка стабилизатор смеси) пропиленгликолем (органический водопонижающий компонент), фиксации полученного комплекса гелеобразователем гидроксипропилцеллюлозой, укладки, формования, уплотнения и термообработки. Причем перемешивание сухих компонентов и приготовление смеси осуществляют в разных смесителях (см. патент РФ № 2084416, МПК6 С04В 7/52, 1997 г.).

Недостатком данного решения является необходимость применения различного оборудования для смешивания компонентов смеси и последующего проведения операций уплотнения, что усложняет и удорожает технологию. Кроме того, при использовании данного способа невозможно получить изделия с тонкими и ажурными элементами.

Известен способ приготовления смеси для производства строительных изделий, включающий активизацию вяжущего путем совместного помола портландцементного клинкера с сухим суперпластификатором и последующее смешение с наполнителем и водой, причем сначала осуществляют смешение активированного наполнителя с 5-10% воды затворения, затем вводят активированное вяжущее и смесь перемешивают, после чего вводят 40 - 60% воды затворения и смесь перемешивают, затем вводят оставшуюся воду и осуществляют окончательное перемешивание до получения однородной смеси. Постадийное смешение компонентов осуществляют в течение 0,5-1 мин. Изготовленные из полученной смеси изделия необходимо выдерживать при температуре 20°C и влажности 100% в течение 14 сут (см. патент РФ № 2012551, МПК5 C04B 40/00, 1994 г.).

Недостатком известного способа является сложная и дорогостоящая операция по совместному помолу вяжущего и суперпластификатора, требующая больших затрат на организацию смешивающего и помольного комплекса. Кроме того, при использовании данного способа невозможно получить изделия с тонкими и ажурными элементами.

Известен состав для приготовления самоуплотняющегося бетона, содержащий:

100 мас. частей цемента,

50-200 мас. частей смесей песков из кальцинированных бокситов разного гранулометрического состава, наиболее тонкий песок среднего гранулометрического состава менее 1 мм, наиболее крупный песок среднего гранулометрического состава менее 10 мм;

5-25 мас. частей сверхмалых частиц карбоната кальция и белой сажи, причем содержание белой сажи составляет не более 15 мас. частей;

0,1-10 мас. частей противопенного средства;

0,1-10 мас. частей суперпластификатора;

15-24 мас. частей волокон;

10-30 мас. частей воды.

Массовое отношение между количеством сверхмалых частиц карбоната кальция в бетоне и количеством белой сажи может достигать 1:99-99:1, предпочтительно 50:50-99:1 (см. патент РФ № 2359936, МПК С04В 28/04 С04В 111/20 С04В 111/62 (2006.01), 2009 г., п.12).

Недостатком указанного бетона является использование дорогостоящих песков из кальцинированных бокситов, применяемых обычно в алюминиевом производстве, а также избыточное количество цемента, что ведет, соответственно, к увеличению расхода остальных весьма дорогостоящих компонентов бетона и, соответственно, к увеличению его стоимости.

Проведенный поиск показал, что не найдено решений, обеспечивающих получение реакционно-порошкового самоуплотняющегося бетона.

Известен способ приготовления бетона с добавкой волокон, в котором все компоненты бетона смешивают до получения бетона с требуемой текучестью или сначала смешивают сухие компоненты, такие как цемент, разные виды песка, сверхмалые частицы карбоната кальция, белая сажа и, возможно, суперпластификатор и противопенное средство, после чего добавляют в смесь воду, и при необходимости суперпластификатор, и противопенное средство, если они присутствуют в жидком виде, и при необходимости волокна, и перемешивают до получения бетона с требуемой текучестью. После перемешивания, например, в течение 4-16 минут полученный бетон может легко формоваться благодаря своей очень высокой текучести (см. патент РФ № 2359936, МПК С04В 28/04, С04В 111/20, С04В 111/62 (2006.01), 2009 г., п.12). Данное решение принято за прототип.

Полученный самоуплотняющийся со сверхвысокими свойствами бетон может быть применен для изготовления сборных элементов, таких как столбы, поперечные балки, балки, перекрытия, плиточное покрытие, художественные сооружения, предварительно напряженных элементов или композиционных материалов, материала для заделки зазоров между конструкционными элементами, элементов систем ассенизации или в архитектуре.

Недостатком указанного способа является большой расход цемента для приготовления 1 м 3 смеси, что влечет за собой увеличение стоимости бетонной смеси и изделий из нее из-за увеличения расхода остальных компонентов. Кроме того, описанный в изобретении способ использования полученного бетона не несет каких-либо сведений, каким образом можно изготовить, например, художественные ажурные и тонкостенные бетонные изделия.

Широко известны способы изготовления различных изделий из бетона, когда залитый в форму бетон впоследствии подвергают виброуплотнению.

Однако с помощью таких известных способов невозможно получить художественных, ажурных и тонкостенных бетонных изделий.

Известен способ изготовления бетонных изделий в упаковочных формах, заключающийся в приготовлении бетонной смеси, подачи смеси в формы, твердении. Используется воздушно- и влагоизоляционная форма в виде упаковочных тонкостенных многокамерных форм, покрытых после подачи в них смеси воздухо- и влагоизоляционным покрытием. Твердение изделий производят в герметичных камерах в течение 8-12 часов (см. патент на изобретение Украины № UA 39086, МПК7 В28В 7/11; В28В 7/38; С04В 40/02, 2005 г.).

Недостатком известного способа является большая стоимость форм, используемых для изготовления бетонных изделий, а также невозможность изготовления таким способом художественных, ажурных и тонкостенных бетонных изделий.

Первая задача - получение состава самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с требуемой удобоукладываемостью и необходимыми прочностными характеристиками, что позволит снизить стоимость получаемой самоуплотняющейся бетонной смеси.

Вторая задача - повышение прочностных характеристик в суточном возрасте при оптимальной удобоукладываемости смеси и улучшение декоративных свойств лицевых поверхностей изделий из бетона.

Первая поставленная задача решается за счет того, что разработан способ приготовления самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси, заключающийся в перемешивании компонентов бетонной смеси до получения требуемой текучести, в котором смешивание компонентов фибробетонной смеси осуществляют последовательно, причем первоначально в смесителе перемешивают воду и гиперпластификатор, затем засыпают цемент, микрокремнезем, каменную муку и перемешивают смесь в течение 2-3 мин, после чего вводят песок и фибру и перемешивают в течение 2-3 мин до получения фибробетонной смеси, содержащей компоненты, мас.%:

Общее время приготовления бетонной смеси составляет от 12 до 15 минут.

Технический результат от использования изобретения заключается в получении самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, повышении качества и растекаемости фибробетонной смеси, за счет специально подобранного состава, последовательности введения и времени перемешивания смеси, что ведет к существенному повышению текучести и прочностных характеристик бетона до М1000 и выше, снижению необходимой толщины изделий.

Выполнение смешивания ингредиентов в определенной последовательности, когда первоначально в смесителе перемешивают отмеренное количество воды и гиперпластификатора, затем добавляют цемент, микрокремнезем, каменную муку и перемешивают в течении 2-3 минут, после чего вводят песок и фибру и полученную бетонную смесь перемешивают в течении 2-3 минут, позволяет обеспечить значительное повышение качества и характеристик текучести (удобоукладываемости) получаемой самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси.

Технический результат от использования изобретения заключается в получении самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, обладающей высокими прочностными характеристиками и имеющей низкую стоимость. Соблюдение приведенного соотношения компонентов смеси, мас.%:

позволяет получить самоуплотняющуюся особовысокопрочную реакционно-порошковую фибробетонную смесь с очень высокими свойствами текучести, обладающую высокими прочностными характеристиками и имеющую при этом низкую стоимость.

Использование приведенных выше компонентов при соблюдении указанной пропорции в количественном соотношении позволяет при получении самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с требуемой текучестью и высокими прочностными качествами обеспечить низкую стоимость получаемой смеси и повысить, таким образом, ее потребительские свойства. Использование таких компонентов, как микрокремнезем, каменная мука, позволяет уменьшить процентное содержание цемента, что влечет за собой снижение процентного содержания других дорогостоящих компонентов (гиперпластификатора, например), а также отказаться от использования дорогих песков из кальцинированных бокситов, что также ведет к снижению стоимости бетонной смеси, но не влияет на ее прочностные качества.

Вторая поставленная задача решается за счет того, что разработан способ изготовления изделий в формах из фибробетонной смеси, приготовленной описанным выше способом, заключающийся в подаче смеси в формы и последующей выдержке для отверждения, причем первоначально на внутреннюю, рабочую поверхность формы распыляют тонкий слой воды, а после заполнения формы смесью распыляют на ее поверхности тонкий слой воды и накрывают форму технологическим поддоном.

Причем подачу смеси в формы осуществляют последовательно, накрывая заполненную форму сверху технологическим поддоном, после установки технологического поддона процесс изготовления изделий повторяют многократно, устанавливая следующую форму на технологический поддон над предыдущей.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении качества лицевой поверхности изделия, существенном повышении прочностных характеристик изделия, за счет применения самоуплотняющейся фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, специальной обработки форм и организации ухода за бетоном в суточном возрасте. Организация ухода за бетоном в суточном возрасте заключается в обеспечении достаточной гидроизоляции форм с залитым в них бетоном путем покрытия верхнего слоя бетона в форме водяной пленкой и накрытия форм поддонами.

Технический результат достигается за счет применения самоуплотняющейся фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, которая позволяет производить очень тонкие и ажурные изделия любой конфигурации, повторять любые фактуры и виды поверхностей, исключает процесс виброуплотнения при формовке изделий, а также позволяет использовать любые формы (эластичные, стеклопластиковые, металлические, пластиковые и др.) для производства изделий.

Предварительное смачивание формы тонким слоем воды и завершающая операция распыления на поверхности залитой фибробетонной смеси тонкого слоя воды, накрывание формы с бетоном следующим технологическим поддоном в целях создания герметичной камеры для лучшего созревания бетона позволяет исключить появление воздушных пор от защемленного воздуха, добиться высокого качества лицевой поверхности изделий, снизить испарение воды из твердеющего бетона и повысить прочностные характеристики получаемых изделий.

Количество заливаемых одновременно форм выбирается из расчета объема полученной самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси.

Получение самоуплотняющейся фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести и за счет этого с улучшенными качествами удобоукладываемости позволяет при изготовлении художественных изделий не применять вибростол и упростить технологию изготовления, при этом повысить прочностные характеристики художественных изделий из бетона.

Технический результат достигается за счет специально подобранного состава мелкозернистой самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси, режима последовательности введения компонентов, способа обработки форм и организации ухода за бетоном в суточном возрасте.

Преимущества данной технологии и используемого бетона:

Использование песка модуля крупности фр. 0,125-0,63;

Отсутствие в составе бетонной смеси крупного заполнителя;

Возможность изготовления бетонных изделий с тонкими и ажурными элементами;

Идеальная поверхность бетонных изделий;

Возможность изготовления изделий с заданной шероховатостью и текстурой поверхности;

Высокая марочная прочность бетона на сжатие, не менее М1000;

Высокая марочная прочность бетона при изгибе, не менее Ptb100;

Настоящее изобретение подробнее поясняется ниже с помощью примеров выполнения, которые не являются ограничительными.

Фиг. 1 (а, б) - схема изготовления изделий - заливка полученного фибробетона в формы;

Фиг. 2 - вид сверху на изделие, получаемое с использованием заявленного изобретения.

Способ получения самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, содержащей указанные выше компоненты, осуществляют следующим образом.

Сначала взвешиваются все компоненты смеси. Затем в смеситель заливают отмеренное количество воды, гиперпластификатора. После чего смеситель включают. В процессе перемешивания воды, гиперпластификатора последовательно засыпают следующие компоненты смеси: цемент, микрокремнезем, каменную муку. При необходимости для окрашивания бетона в массе в него можно добавить железоокисные пигменты. После введения этих компонентов в смеситель полученная суспензия перемешивается от 2 до 3 минут.

На следующем этапе последовательно вводят песок и фибру и бетонную смесь перемешивают от 2 до 3 минут. После чего бетонная смесь готова к использованию.

В ходе приготовления смеси вводят ускоритель набора прочности.

Полученная самоуплотняющаяся особовысокопрочная реакционно-порошковая фибробетонная смесь с очень высокими свойствами текучести представляет собой жидкую консистенцию, одним из показателей которой является расплыв конуса Хагермана на стекле. Чтобы смесь хорошо растекалась, расплыв должен быть не менее 300 мм.

В результате применения заявленного способа получают самоуплотняющуюся особовысокопрочную реакционно-порошковую фибробетонную смесь с очень высокими свойствами текучести, которая содержит в своем составе следующие компоненты: портландцемент ПЦ500Д0, песок фракции от 0,125 до 0,63, гиперпластификатор, волокна, микрокремнезем, каменную муку, ускоритель набора прочности и воду. При осуществлении способа изготовления фибробетонной смеси соблюдают следующее соотношение компонентов, мас.%:

Причем при осуществлении способа изготовления фибробетонной смеси используют каменную муку из различных природных материалов или отходов, таких как, например, кварцевая мука, доломитовая мука, известняковая мука и т.п.

Гиперпластификатор можно использовать следующих марок: Sika ViscoCrete, Glenium и т.п.

При изготовлении смеси может быть введен ускоритель набора прочности, например Master X-Seed 100 (X-SEED 100) или аналогичные ускорители набора прочности.

Полученную самоуплотняющуюся особовысокопрочную реакционно-порошковую фибробетонную смесь с очень высокими свойствами текучести можно использовать при производстве художественных изделий, имеющих сложную конфигурацию, например ажурных изгородей (см. фиг. 2). Используют полученную смесь непосредственно после ее изготовления.

Способ изготовления бетонных изделий из самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, полученной описанным выше способом и имеющей указанный состав, осуществляется следующим образом.

Для изготовления ажурных изделий путем заливки самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести используют эластичные (полиуретановые, силиконовые, формопластовые) или жесткие пластиковые формы 1. Условно показана форма, имеющая простую конфигурацию, однако этот вид формы не показателен и избран для упрощения схемы. Форма устанавливается на технологический поддон 2. На внутреннюю, рабочую поверхность 3 формы производят распыление тонкого слоя воды, это в дальнейшем снижает количество пузырей защемленного воздуха на лицевой поверхности бетонного изделия.

После этого полученную фибробетонную смесь 4 заливают в форму, где она растекается и самоуплотняется под действием собственного веса, выдавливая находящийся в ней воздух. После самовыравнивания бетонной смеси в форме для более интенсивного выхода воздуха из бетонной смеси на залитый в форму бетон распыляют тонкий слой воды. Затем форму, заполненную фибробетонной смесью, накрывают сверху следующим технологическим поддоном 2, который создает закрытую камеру для более интенсивного набора прочности бетона (см. фиг.1 (a)).

На этот поддон выставляют новую форму, и процесс изготовления изделий повторяют. Таким образом, из одной порции подготовленной бетонной смеси может быть заполнено последовательно несколько форм, установленных друг над другом, что обеспечивает повышение эффективности использования приготовленной фибробетонной смеси. Формы, заполненные фибробетонной смесью оставляют для отверждения смеси примерно на 15 часов.

Через 15 часов бетонные изделия расформовывают и направляют на шлифовку тыльной стороны, а затем в пропарочную камеру или в камеру тепло-влажностной обработки (ТВО), где изделия выдерживают до полного набора прочности.

Использование изобретения позволяет производить высоко-декоративные ажурные и тонкостенные высокопрочные бетонные изделия марки М1000 и выше по упрощенной литьевой технологии без использования виброуплотнения.

Изобретение может быть осуществлено с использованием перечисленных известных компонентов при соблюдении количественных пропорций и описанных технологических режимов. При осуществлении изобретения может быть применено известное оборудование.

Пример осуществления способа приготовления самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести.

Сначала взвешиваются все компоненты смеси и отмеряют в приведенном количестве (масс.%):

Затем в смеситель заливают отмеренное количество воды и гиперпластификатора Sika ViscoCrete 20 Gold. После чего смеситель включают и перемешивают компоненты. В процессе перемешивания воды и гиперпластификатора последовательно засыпают следующие компоненты смеси: портландцемент ПЦ500 Д0, микрокремнезем, кварцевую муку. Процесс перемешивания ведут непрерывно в течение 2-3 минут.

На следующем этапе последовательно вводят песок фр. 0,125-0,63 и фибру стальную 0,22×13мм. Бетонную смесь перемешивают в течение 2-3 минут.

Уменьшение времени перемешивания не позволяет получить однородную смесь, а увеличение времени перемешивания не дает дополнительного улучшения качества смеси, но затягивает процесс.

После чего бетонная смесь готова к использованию.

Общее время изготовления фибробетонной смеси составляет от 12 до 15 минут, данное время включает в себя дополнительные операции по засыпке компонентов.

Приготовленную самоуплотняющуюся особовысокопрочную реакционно-порошковую фибробетонную смесь с очень высокими свойствами текучести используют для изготовления ажурных изделий путем заливки в формы.

Примеры состава получаемой самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, изготовленной заявленным способом приведены в таблице 1.

1. Способ приготовления самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, заключающийся в перемешивании компонентов бетонной смеси до получения требуемой текучести, отличающийся тем, что смешивание компонентов, фибробетонной смеси осуществляют последовательно, причем первоначально в смесителе перемешивают воду и гиперпластификатор, затем засыпают цемент, микрокремнезем, каменную муку и перемешивают смесь в течение 2-3 мин, после чего вводят песок и фибру и перемешивают в течение 2-3 мин до получения фибробетонной смеси, содержащей, мас.%:

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что общее время приготовления бетонной смеси составляет от 12 до 15 минут.

3. Способ изготовления изделий в формах из фибробетонной смеси, приготовленной способом по пп.1, 2, заключающийся в подаче смеси в формы и последующей термообработке в пропарочной камере, причем первоначально на внутреннюю, рабочую поверхность формы распыляют тонкий слой воды, после заполнения формы смесью распыляют на ее поверхности тонкий слой воды и накрывают форму технологическим поддоном.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что подачу смеси в формы осуществляют последовательно, накрывая заполненную форму сверху технологическим поддоном, после установки технологического поддона процесс изготовления изделий повторяют многократно, устанавливая следующую форму на технологический поддон над предыдущей и заполняя ее.

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, для гражданского и промышленного строительства.

Изобретение относится к конструкционным материалам и может использоваться в различных отраслях промышленности, например в дорожном и гражданском строительстве. Технический результат заключается в повышении трещиностойкости, прочности, стойкости микроармирующего компонента к воздействию агрессивной щелочной среды цементного камня.

Объектом настоящего изобретения является предварительная сухая вяжущая смесь, содержащая в масc.%: портландцементный клинкер с удельной поверхностью по Блейну, составляющей от 4500 до 9500 см2/г, предпочтительно от 5500 до 8000 см2/г, при этом минимальное количество упомянутого клинкера в массовых процентах относительно общей массы предварительной смеси определяют по следующей формуле (I): [-6.10-3×SSBk]+75, в которой SSBk является удельной поверхностью по Блейну, выраженной в см2/г; летучие золы; по меньшей мере один сульфат щелочного металла, при этом количество сульфата щелочного металла определяют таким образом, чтобы количество эквивалентного Na2O в предварительной смеси превышало или было равно 5 масc.% по отношению к массе летучих зол; по меньшей мере один источник SO3 в таком количестве, чтобы количество SO3 в предварительной смеси превышало или было равно 2 масc.% по отношению к массе портландцементного клинкера; дополнительные материалы, имеющие Dv90, меньший или равный 200 мкм, которые выбирают из порошков известняка, при этом количество клинкера+количество летучих зол превышает или равно 75 масc.%, предпочтительно 78 масc.% по отношению к общей массе предварительной смеси; при этом общее количество клинкера в предварительной смеси строго меньше 60 масc.% по отношению к общей массе предварительной смеси.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Сырьевая смесь для получения искусственной породы включает, мас.%: портландцемент 26-30, кварцевый песок 48,44-56,9, вода 16-20, волокнистая металлокерамика 1,0-1,5, фенилэтоксисилоксан 0,06-0,1.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 25,0-27,0; характеризующийся гранулометрическим составом, мас.%: частицы крупнее 0,63 мм, но мельче 1 мм - 0,2; крупнее 0,315 мм, но мельче 0,63 мм - 4,8; крупнее 0,14 мм, но мельче 0,315 мм - 62; мельче 0,14 мм - 33 золошлаковый наполнитель 15,0-19,0; дробленая и просеянная через сетку №10 шлаковая пемза плотностью 0,4-1,6 г/см3 30,3-34,3; алюминиевая пудра 0,1-0,2; суперпластификатор С-3 0,5-0,6; вода 23,0-25,0.

Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Сырьевая смесь для изготовления материала, имитирующего природный камень, включающая измельченную слюду и жидкое стекло, 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. // 2530816

Изобретение относится к составу сырьевой смеси для производства строительных материалов, в частности пористых искусственных изделий, и может быть использовано при изготовлении гранулированного теплоизоляционного материала и особо легкого заполнителя для бетонов. Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала содержит, мас.%: микрокремнезем 33,5-45, золошлаковую смесь 3,0-14,5, отход обогащения апатито-нефелиновой руды 25-30, гидроксид натрия (в пересчете на Na2O) 22-27, двууглекислый аммоний 0,5-1,5. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - повышение прочности гранулированного теплоизоляционного материала при снижении его водопоглощения, утилизация техногенных отходов. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Настоящее изобретение относится к промышленности строительных материалов и применяется для изготовления бетонных изделий: высокохудожественных ажурных ограждений и решеток, столбов, тонкой тротуарной плитки и бордюрного камня, тонкостенной плитки для внутренней и внешней облицовки зданий и сооружений, декоративных изделий и малых архитектурных форм. Способ приготовления самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси заключается в последовательном перемешивании компонентов до получения смеси с требуемой текучестью. Первоначально в смесителе перемешивают воду и гиперпластификатор, затем засыпают цемент, микрокремнезем, каменную муку и перемешивают смесь в течение 2-3 мин, после чего вводят песок и фибру и перемешивают в течение 2-3 мин. Получают самоуплотняющуюся особовысокопрочную реакционно-порошковую фибробетонную смесь с очень высокими свойствами текучести, которая содержит в своем составе следующие компоненты: портландцемент ПЦ500Д0, песок фракции от 0,125 до 0,63, гиперпластификатор, волокна, микрокремнезем, каменную муку, ускоритель набора прочности и воду. Способ изготовления бетонных изделий в формах заключается в приготовлении бетонной смеси, подаче смеси в формы и последующей выдержке в пропарочной камере. Внутреннюю, рабочую поверхность формы подвергают обработке тонким слоем воды, затем заливают в форму самоуплотняющуюся особовысокопрочную реакционно-порошковую фибробетонную смесь с очень высокими свойствами текучести. После заполнения формы распыляют на поверхность смеси тонкий слой воды и накрывают форму технологическим поддоном. Технический результат - получение самоуплотняющейся особовысокопрочной реакционно-порошковой фибробетонной смеси с очень высокими свойствами текучести, обладающей высокими прочностными характеристиками, имеющей низкую стоимость и позволяющей изготавливать ажурные изделия. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Команда Производственного объединение «3D-бетон» специализируется на разработке и производстве объемных конструкций и элементов из декоративного фибробетона – 3D-бетона – от генерации идеи проекта до монтажа и обслуживания – «под ключ».
Собственное производство изделий из бетона, фибробетона и стеклокомпозита является производством полного цикла. Мы имеем отработанную технологию и подобранные составы бетонов и фибробетонов с высокими физико-техническими показателями, обеспечивающими максимальные сроки службы. Нашу продукцию отличает не только оптимальное сочетание цена/качество. Каждый заказ - это новое неповторимое изделие, работа над которым не может быть выполнена по шаблону или стандартному образцу. Именно поэтому наш творческий подход к каждому клиенту - не просто слова, а основа работ по исполнению индивидуальных заказов.

Калашников Владимир Иванович (1941-2017) - основатель направления «высокопрочные реакционно-порошковые бетоны нового поколения». Заслуженный деятель науки РФ, Заслуженный работник Высшей школы, почетный работник высшего образования Российской федерации, советник Российской Академии архитектуры и строительных наук (РААСН), академик Международная академия наук экологии, безопасности человека (МАНЭБ), доктор технических наук, профессор. В 2003 г. Кембриджским международным библиографическим центром Калашников В.И. занесен в энциклопедию «Человек года», а в 2006 году в энциклопедию «Лучшие люди России» с награждением медалью и нагрудным знаком, в 2010 году занесен в библиографическую энциклопедию успешных людей России, в 2009 году – награжден медалью «Строительная Слава», а также орденом ПГУАС «За заслуги в развитии строительного образования и науки». В составе авторского коллектива под руководством академика РААСН П.Г. Комохова профессор Калашников В.И. удостоен в 2002 г. Большой медали РААСН. Автор более 1000 опубликованных научных и учебно-методических работ, в том числе, 56 изобретений и патента, 13 нормативных документа в области строительства, 23 монографии и 58 учебных пособий. В течение последних 15 лет жизни научные интересы В.И. Калашникова были связаны с получением особовысокопрочных реакционно-порошковых бетонов и фибробетонов.

Яна Санягина

Последователь научной школы Калашникова В.И., основатель и руководитель компании, автор и разработчик продукта 3D-бетон.

Яна Санягина - последователь научной школы Калашникова В.И., основатель и руководитель компании, автор и разработчик продукта 3D-бетон. Опыт реализации проектов и технологий в сфере бетона и фибробетона – 14 лет.

Реализованные направления: производство тротуарной плитки по технологиям вибролитья и вибропрессования, производство вибролитьевым способом тонкостенных облицовочных панелей из базальтофибробетона, производство газонных решеток для эко-парковок из высокопрочного самоуплотняющегося бетона, производство торкретированием тонкостенных объемных элементов из декоративного фибробетона (3d-бетон), производство офактуренных изделий из высокопрочного бетона (блоков и элементов благоустройства) имитирующих гранит. Более 50 публикаций в научно-технических изданиях, победы во всероссийских и региональных научных конкурсах, участие в многочисленных выставках, форумах, в том числе легендарный форум «Селигер». В 2009 году в рамках форума «Селигер» участвовала во встрече с премьер-министром Путиным В.В. в числе 50 молодых инноваторов России, в 2011 г. участвовала в числе 200 молодых ученых России во встрече с президентом РФ Медведевым Д.А. в гиперкубе «Сколково». Старт предпринимательской деятельности осуществлен благодаря поддержке Правительства Пензенской области. В 2017 году фондом Бортника включена в список ТОП-10 предпринимателей создавших бизнес до 30 лет.

Сергей Викторович Ананьев – последователь научной школы Калашникова В.И., главный инженер компании, кандидат технических наук, разработчик составов сухих смесей высокопрочных и сверхвысокопрочных бетонов. Опыт реализации проектов и технологий в сфере бетона и фибробетона – 20 лет.

2011 г. – защита кандидатской диссертации на тему: «Состав, топологическая структура и реотехнологические свойства реологических матриц для производства бетонов нового поколения», 18 лет – работа в строительстве в направлении технического надзора, 10 лет – работа по созданию высокопрочных наливных полов

Организация деятельности и совершенствование технологии производства, разработка методов технического контроля и испытания продукции, организация деятельности производственной лаборатории, проведение экспериментальных работ по освоению новых видов продукции и процессов, разработка, ведение и хранение технологической документации, написание регламентов производства. Выполнение расчетов производственных мощностей и загрузки оборудования, расчет технологических схем, расчет и корректировка проектно-сметной документации; разработка и реализация мероприятия по стабилизации технологических процессов; организация и принятие участия в генеральных и целевых опробованиях процессов и технологий.

Сергей Пивиков

Главный архитектор проектов, руководитель направления проектирования и моделирования форм, соавтор продукта 3D-бетон

Сергей Пивиков - главный архитектор проектов, руководитель направления проектирования и моделирования форм, соавтор продукта 3D-бетон.

Разработка и реализация следующих проектов: восстановление иконостаса и киотов для Храма Воскресения Христова в г. Никольске, проект по благоустройству городского пространства «Аллея влюбленных», остановочный павильон с использованием солнечных панелей в г. Москва, фонтан «Крест» для купели Нижнеломовского Казанско-Богородицкого мужского монастыря, эко-площадка для Дизайн-завода FLACON в г. Москве. Автор памятника творчеству М.Ю. Лермонтова «Книга», г. Пенза, направления «эко-мебель» в производстве малых архитектурных форм, проекта городского энергогенератора «Эко-гриб», проекта по благоустройству городского пространства «Добро», церковного убранства в храмах г. Аркадак Саратовской области, г. Южа Ивановской области, разработка эскизного проекта иконостаса для Храма в Кузьминках г. Москва, дизайн и рабочая документация к сувенирной и интерьерной продукции из бетона.

Алексей Измайлов

Руководитель монтажного подразделения ГК «3D-БЕТОН»

Осуществление технического контроля за выполнением строительно-монтажных работ непосредственно на Объектах: исполнение графика производства работ, контроль сроков, соответствие объема и качества исполнения работ на Объекте, контроль качества применяемых материалов, согласование возникающих в ходе работ изменений проектных решений с Заказчиком, ведение отчетности по выполненным объемам, обеспечение безопасности на Объекте.

Александр Теплов

Руководитель производства

Организация эффективного процесса производства, контроль за соблюдением технологий производства и выполнением ключевых показателей; обеспечение выполнения графика поставки изделий в соответствии с требованиями Заказчика, оптимизация существующих и внедрение новых технологических процессов.

Реакционно-порошковый бетонРЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВЫЙ БЕТОН
Реакционно-порошковые бетоны (РПБ) нового поколения – это специфические бетоны будущего, не
имеющие в своем составе крупно-зернистых и кусковых заполнителей. Это отличает их и от
мелкозернистых (песчаных) и щебеночных бетонов. Сухие реакционно-порошковые бетонные смеси
(СРПБС), предназначенные для получения бесщебеночных самоуплотняющихся бетонов для
монолитного и сборного строительства, могут стать новым, основным видом композиционного вяжущего
для производства многих видов бетонов. Высокая текучесть реакционно-порошковых бетонных смесей
позволяет дополнительно наполнять их щебнем с сохранением текучести и использовать их для
самоуплотняющихся высокопрочных бетонов; при наполнении песком и щебнем – для вибрационных
технологий формования, вибропрессования и каландрования. При этом бетоны, полученные по
технологиям вибрационного и вибросилового уплотнения, могут иметь более высокую прочность, чем у
литых бетонов. При более высокой степени получаются бетоны общестроительного назначения классов
В20-В40.

Реакционно-порошковый бетон

РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВЫЙ БЕТОН
В связи с тем, что в порошковых бетонах объемная концентрация цемента составляет 22-25%, то частицы
цемента, в соответствии с предложенной ранее формулой, не контактируют между собой, а разделены
водой наноразмерными частицами микрокремнезема, микрометрическими частицами молотого песка и
тонкозернистого песка. В таких условиях, в отличие от обычных песчанистых и щебеночных бетонов,
топохимический механизм отвердевания уступает сквозьрастворному, ионно-диффузионному
механизму твердения. Это подтверждено на простых, но оригинальных экспериментах контроля
твердения композиционных систем, состоящих из малых количеств грубомолотых клинкеров и
гранулированных шлаков и значительного количества высокодисперсного мрамора при 10-12% воды. В
порошковых бетонах частицы цемента разделены частицами микрокремнезема и каменной муки.
Благодаря тончайшим оболочкам воды на поверхностях частиц процессы твердения порошковых
бетонов протекают очень быстро. Суточная прочность их достигает 40-60 МПа и более.
Дисперсная часть реакционно-порошкового бетона, состоящая из портландцемента, каменной муки и
МК, ответственная за высокую гравитационную текучесть, обладает значительной водопотребностью
без добавки СП. При составе с соотношением Ц:КМ:МК:Пт как 1:0,5:0,1:1,5 гравитационное течение
реализуется при водотвердом отношении, равном 0,095-0,11 взависимости от вида МК. Наибольшей
водопотребностью обладает МК. Его суспензия с водой начинает растекаться при содержании воды 110120% к массе МК. Лишь в присутствии цемента и СП МК становится в водной среде реалогическиактивным компонентом.

вяжущего (СРПВ)

ПРЕИМУЩЕСТВА СУХОГО РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВОГО
ВЯЖУЩЕГО (СРПВ)
1. Чрезвычайно-высокой прочности РПВ, достигающей 120-160 МПа., существенно превышающей
прочность суперпластифицированного портландцемента за счет превращения «балластной» извести в
цементирующие гидросиликаты.
2. Многофункциональности физико-технических свойств бетонов при введении в него коротких
дисперсных стальных волокон: низкое водопоглощение (менее 1%), высокая морозостойкость (более
1000 циклов), высокая прочность на осевое растяжение (10-15 МПа) и на растяжение при изгибе (40-50
МПа), высокая ударная прочность, высокая стойкость к карбонатной и сульфатной коррозии и т.п.;
3. Высоких технико-экономических показателей производства СРПБ на цементных заводах,
располагающих комплексом оборудования: сушильного, помольного, гомогенизационного и т.п.;
4. Широкой распространенности кварцевого песка во многих регионах земного шара, а также каменной
муки от технологии обогащения черных и цветных металлов методами магнитной сепарации и флотации;

ПРЕИМУЩЕСТВА СУХОГО РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВОГО
ВЯЖУЩЕГО (СРПВ)
5. Огромных запасов отсевов камнедробления при комплексной переработке их в мелкозернистый
щебень и каменную муку;
6. Возможности использования технологии совместного помола реакционного наполнителя, цемента и
суперпластификатора;
7. Возможности использования СРПБ для изготовления высокопрочных, особовысокопрочных
щебеночных и песчанистых бетонов нового поколения, а также бетонов общестроительного назначения
путем варьирования соотношением заполнителя и вяжущего;
8. Возможности получения высокопрочных легких бетонов на невпитывающих воду микростекло- и
микрозолосферах с реализацией высокой прочности реакционно-порошковой связки;
9. Возможности изготовления высокопрочного клея и связок для ремонтных работ.

(СРПВ)

Применение сухого реакционно-порошкового вяжущего (СРПВ)

ПРИМЕНЕНИЕ СУХОГО РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВОГО ВЯЖУЩЕГО
(СРПВ)
Сухие реакционно-порошковые бетонные смеси (СРПБС), предназначенные для получения бесщебеночных
самоуплотняющихся бетонов для монолитного и сборного строительства, могут стать новым, основным
видом композиционного вяжущего для производства многих видов бетонов. Высокая текучесть
реакционно-порошковых бетонных смесей позволяет дополнительно наполнять их щебнем с сохранением
текучести и использовать их для самоуплотняющихся высокопрочных бетонов; при наполнении песком и
щебнем – для вибрационных технологий формования, вибропрессования и каландрования. При этом
бетоны, полученные по технологиям вибрационного и вибросилового уплотнения, могут иметь более
высокую прочность, чем у литых бетонов. При более высокой степени получаются бетоны
общестроительного назначения классов В20-В40.
Прочность на сжатие, МПа
Состав
Реакционно-порошковый
бетон с 0,9 % Melflux 2641 F
В/Т
0,1
В/Ц
Консистенция
Расплыв конуса
0,31
Хигерманна
290 мм
Плот
Водопогл
о-щение
ность
по массе,
,
%
кг/м3
2260
0,96
после
пропаривания
при нормальных
условиях
твердения
через
1 сутки
через
28 суток
через
1 сутки
через
28 суток
119
149
49,2
132

Эффективное использование реакционно-порошковой бетонной смеси

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕАКЦИОННО-ПОРОШКОВОЙ
БЕТОННОЙ СМЕСИ
При наполнении реакционно-порошковой бетонной смеси песком и высокопрочным щебнем получают
бетоны с прочностью 120-130 МПа с расходами цемента в пересчете на тяжелый бетон, равным 300-350
кг/м3.Это только ряд примеров рационального и эффективного использования СРПБС. Перспективны
возможности применения СРПБС для изготовления пенобетонов и газобетонов. В них используется
портландцемент, прочность которого ниже, чем у РПБ, а конструктивные процессы самоупрочнения во
времени протекают у последнего более полно.
Повышение эксплуатационной надежности изделий и конструкций из таких бетонов достигается
дисперсным армированием тонкими короткими стальными волокнами, стекло- и базальтовой фиброй.
Это позволяет увеличить прочность на осевое растяжение в 4-5 раз, прочность на растяжение при изгибе
в 6-8 раз, ударную прочность в 15-20 раз по сравнению с бетонами марок 400-500.

15.08.2018 10:17

Строительные материалы представлены не только распространенными и хорошо известными решениями, существует особая категория бетонных изделий: витиеватые столбы и решетки, ажурные ограждения и высокохудожественная облицовка, малые архитектурные формы и фасады зданий. Сложно себе представить, что все перечисленное изготавливается из самоуплотняющихся реакционных порошковых бетонов. На нем и хотелось бы остановиться подробнее.

Самостоятельно подготовить самоуплотняющуюся реакционно-порошковую фибробетонную смесь достаточно просто. Основная идея заключается в последовательном введении компонентов до момента получения состава с требуемой текучестью.

Изготовление самоуплотняющейся реакционно-порошковой смеси

В первую очередь необходим подготовить смеситель, а затем добавить в него последовательно чистую и гиперпластификатор.
Затем вводят цементный порошок, каменную муку, микрокремнезем. Компоненты тщательно перемешивают до 3 минут.
На следующем этапе добавляют фибру и песок. Они перемешиваются на протяжении последующих 3-х минут.

На выходе получается великолепная по качеству фибробетонная смесь реакционно-порошкового типа с исключительной текучестью. В составе присутствует песок, размер фракций которого варьируется от 0.12 до 0.6 мм., каменная мука, волокна, гиперпластификатор, портландцемент (марки ПЦ500 Д0), микрокремнезем, воду.
Внутренняя область формы предварительно обрабатывается водой, затем она заливается самоуплотняющейся реакционно-порошковой смесью, а после - прикрывают форму специальным поддоном. Получаемый состав отличается исключительно высокими прочностными свойствами, характеристиками и оптимальной текучесть. Это лучшее решение для изготовления ажурных и декоративных изделий (см. табл. ниже).

Рассматриваемое изобретение получило широкое распространение в промышленном строительстве. Материал использовался для производства качественных бетонных изделий:

тонкая тротуарная плитка;
столбы;
высокохудожественные решетки и ограждения;
малые архитектурные формы;
декоративные решения.

Для производства строительных конструкций необходимо придерживаться особого способа подготовки состава. Особое внимание уделяется активизации вяжущим способом клинкерного портландцемента с пластификаторами сухого типа. Не меньшего внимания заслуживает процесс смешивания воды с активированным наполнителем, после чего следует введение активированных вяжущих компонентов.

Затем вводят порядка 50% воды затвердения, а состав тщательно перемешивается. После этого вводятся остатки воды и компоненты окончательно смешиваются до момента получения однородной консистенции. Перечисленные шаги выполняются в течение 1 минуты. Готовый состав выдерживают в условиях высокой влажности (около 100%), при температуре в 20 градусов.

Недостатки самоуплотняющихся реакционно-порошковых цементов

Главный минут рассмотренного выше способа - дороговизна и техническая сложность одновременного измельчения суперпластификаторов и вяжущих компонентов. Не стоит забывать о том, что данный способ не позволяет создавать решения с эстетически привлекательными ажурными элементами.

Для самостоятельного приготовления самоуплотняющегося бетона необходимо придерживаться следующих пропорций:

от 50 до 200 ч песков на основе кальцинированных бокситов (размер фракций может варьироваться от 1 до 10 мм);
100 ч цемента;
от 5 до 25 ч белой сажи или измельченного карбоната кальция;
от 10 до 30 ч воды;
от 15 до 20 ч волокон;
от 1 до 10 ч пластификатора;
1-10 ч противопенного вещества.

Соотношение между компонентами и их массовая частичка подобраны на основе белой сажи, а также карбоната кальция в цементе. Традиционно это 1:99 и 99:1. Опытные мастера рекомендуют выдерживать соотношение 50:50 (кальций к белой сажи).

Главный недостаток рассматриваемого бетона - применение песков на основе кальцинированных бокситов, стоимость которых очень высокая. В большинстве случаев они используются для производства алюминия. В 90% случаев изготавливается избыточное количество цементной смеси, что чревато перерасходом дорогостоящих ингредиентов.

Вопрос стоимость самоуплотняющихся реакционно-порошковых фибробетонов

Многие застройщики скептически относятся к самоуплотняющимся реакционно-порошковым фибробетонам, ввиду их высокой стоимости. Но финансовые вложения окупаются, если обратить внимание на другие позитивные черты и характеристики материала: увеличенный срок эксплуатации готовых изделий, снижение расходов на транспортировку. Приобрести РПБ на отечественном рынке стройматериалов крайне проблематично, ввиду номинального спроса.
На территории Российской Федерации объекты, возведенные с применением РПБ-технологии остаются малоизученными, ввиду засекреченности. В промышленном и гражданском строительстве они используются крайне редко. Порошковые бетоны применяются при изготовлении прочных столешниц, искусственного камня, а также наливных полов.