[1] Изобретение относится к составам фибробетонных смесей, применяемых для изготовления сборных и монолитных строительных конструкций и изделий с высокими эксплуатационными характеристиками.
[2]Известна фибробетонная смесь, включающая цемент, заполнитель и упрочнитель - стальную проволоку [Пат. №2420472. Российская Федерация. Фибробетонная смесь / Перфилов В.А.; патентообладатель Перфилов В.А. - Опубл. 10.06.2011. - Режим доступа: http://www1.fips.ru]. Недостатками смеси являются применение специального оборудования и затраты времени для приготовления модифицирующей добавки, применение щебня двух фракций.
[3]Наиболее близким является состав фибробетонной смеси, содержащей портландцемент, базальтовое волокно, пластификатор, песок и воду [Пат. №2423331. Российская Федерация. Фибробетонная смесь / Боровских И.В., Хозин В.Г., Морозов Н.М.; патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Фибробетонные люки" (ООО "ФБЛ"). - Опубл. 10.07.2011. - Режим доступа: http://www1.fips.ru], принятый за прототип.
[4]Основными недостатками смеси являются применение дорогостоящего фракционированного песка, высокий расход цемента и базальтового волокна, отсутствие данных по водонепроницаемости, применяемые пластификаторы имеют разные технические свойства.
[5]Технической задачей заявленного изобретения является получение фибробетона с высокой прочностью при сжатии, морозостойкостью и водонепроницаемостью при минимальном расходе цемента, а также снижение себестоимости состава в целом.
[6]Технический результат достигается тем, что рациональный подбор и расход компонентов фибробетонной смеси обеспечивают повышение прочности при сжатии, увеличение морозостойкости и водонепроницаемости
[7]фибробетона, а снижение количества цемента и использование крупного нефракционированного песка ведет к уменьшению его себестоимости.
[8]На фиг. 1 приведена информация, подтверждающая положительный эффект заявленного изобретения.
[9]Заявленная фибробетонная смесь содержит портландцемент, микрокремнезем, пластификатор, волокнистый наполнитель, песок и воду. В качестве пластификатора использован гиперпластификатор Stachement 2061/151.2, волокнистого наполнителя - полипропиленовое волокно длиной 18 мм и диаметром 20 мкм, песок крупный с модулем крупности МК=2,5÷3,0 вводится в смесь в нефракционированном виде. Соотношение компонентов в фибробетонной смеси выбрано следующим, мас. %:
[10]| Портландцемент | 19,00-22,00 |
| Микрокремнезем | 1,50-2,50 |
| Пластификатор | 0,15-0,60 |
| Полипропиленовое волокно | 0,02-0,15 |
| Песок | 65,00-75,00 |
| Вода | остальное |
[11]Для приготовления фибробетонной смеси применялись:
[12]- портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ЗАО «Белгородский цемент», ГОСТ 31108-2003, ГОСТ 30515-97;
[13]- микрокремнезем МКУ-85 ОАО «Кузнецкие ферросплавы», г. Новокузнецк, ТУ 5743-048-02495332-96 со следующим химическим составом, мас. %: SiO2 93,8; H2O 0,1; Na2O 0,68; K2O 1,6; СаО 0,41; SiO3 0,41; потери при прокаливании 1,6;
[14]- гиперпластификатор Stachement 2061/151.2, EN 934-2:2001, ГОСТ 24211-2008 - жидкая добавка на основе поликарбоксилатов и замедлителя производства «STACHEMA Bratislava a.s.», Bratislava, Slovak Republic;
[15]- полипропиленовое волокно длиной 18 мм и диаметром 20 мкм, ТУ 2272-001-90345062-2012, ТУ 5458-001-82255741-2008;
[16]- песок нефракционированный крупный МК=2,5÷3,0, ГОСТ 8736-93.
[17]При применении микрокремнезема в составе вяжущего и крупного нефракционированного песка увеличивается плотность смеси, повышается прочность и снижается пористость цементного камня и уменьшается расход цемента. Гиперпластификатор позволяет увеличить водоредуцирующий эффект, улучшить реологические и технологические свойства смеси. Наибольшее влияние при равномерном распределении по объему полипропиленовое волокно оказывает на бетонную матрицу в качестве усиления контактной зоны «цементный камень - заполнитель». Оптимизация расхода компонентов в составе фибробетонной смеси позволяет получать фибробетоны с высокими эксплуатационными показателями качества.
[18]Фибробетонную смесь готовили следующим образом: портландцемент предварительно смешивали с микрокремнеземом, затем засыпали вяжущее вместе с песком в лопастной бетоносмеситель и перемешивали в течение 30 с до получения однородной массы. После этого в сухую смесь до получения требуемой подвижности добавляли воду с растворенным в ней пластификатором и перемешивали в течение 60 с. Затем полипропиленовое волокно добавляли без предварительной подготовки в готовую смесь и перемешивали еще 60 с. Уплотнение смеси проводилось на лабораторном вибростоле. Твердение фибробетонной смеси проходило в нормальных условиях; испытание фибробетонных образцов на прочность при сжатии, морозостойкость и водонепроницаемость производилось на 28-е сутки в соответствии с ГОСТ 10180-2012, ГОСТ 10060-2012, ГОСТ 12730.5-84.
[19]Предложенные рациональные составы фибробетонных смесей, а также прочностные и эксплуатационные свойства полученных фибробетонов в сравнении с прототипом показаны в таблицах. При использовании нефракционированного крупного песка с модулем крупности МК=2,5÷3,0, при малых расходах полипропиленового волокна 0,02-0,15% и дозировках пластификатора 0,15-0,60% достигается высокая прочность фибробетона при сжатии, увеличивается его морозостойкость и водонепроницаемость. При
[20]увеличении подвижности (до ОК=23 см) фибробетонной смеси показатели качества изменяются незначительно.
[21]Сопоставление результатов испытаний заявленного решения (оптимальные составы фибробетонной смеси 1-3) и прототипа показывает, что прочность при сжатии меньше на 12%, морозостойкость выше в 1,7 раза при экономии цемента и микрокремнезема в 1,5 раза и уменьшении расхода волокна от 10 до 30 раз по массе.
[24]
