Download to read offline
29897p
- 1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН (19) KZ(13) B (11) 29897 (51) C04B 38/00 (2006.01) C04B 28/02 (2006.01) C04B 14/02 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21) 2013/1646.1 (22) 02.10.2013 (45) 15.05.2015, бюл. №5 (31) MI2012A001741 (32) 16.10.2012 (33) IT (72) Д`АМБРОЗИО Джованни (IT); ГЕЦЦИ Альберто (IT); БОРСА Массимо (IT); ДЕ МАРКО Тицьяна (IT) (73) ИТАЛЧЕМЕНТИ С.п.А. (IT) (74) Тагбергенова Модангуль Маруповна; Тагбергенова Алма Таишевна; Касабекова Найля Ертисовна (56) WO 2012001292 A1, 05.01.2012 FR 2652806 A1, 12.04.1991 FR 2710665 A1, 07.04.1995 JP H06180002 A, 28.06.1994 (54) ПРОНИЦАЕМЫЙ БЕТОН (57) Описан проницаемый бетон, содержащий в свежем состоянии по меньшей мере 230 кг/м3 цемента, имеющего соотношение вода/цемент в диапазоне от 0,3 до 0,4, заполнитель в количестве, равном от 1400 до 2000 кг/м3 и Dmax, составляющим от 6 до 10 мм, причем заполнитель характеризуется гранулометрическим составом, при котором по меньшей мере 85 об.%, предпочтительно по меньшей мере 96 об.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 98 об.% заполнителя проходит через сито с размером отверстий 6,3 мм. (19)KZ(13)B(11)29897
- 2. 29897 2 Настоящее изобретение относитсяк проницаемому бетону. Дренирующий, пропускающий воду или проницаемый бетон является бетоном, имеющим такую пористость, которая позволяет воде проходить через пустоты в нем. Как правило, проницаемость бетона достигается уменьшением количеством мелкого заполнителя и созданием хорошей взаимосвязи между присутствующими в структуре пустотами, такая взаимосвязь обеспечивает более легкое просачивание воды через бетон. Как известно из уровня техники изобретения, содержание пустот в проницаемом бетоне может варьироваться в диапазоне от 10 до 35% с обычным соотношением прочности на сжатие в пределах от 2,8 до 28 МПа (400-4000 psi). Объемная скорость просачивания изменяется соответственно размеру заполнителей (инертных материалов бетона) и плотности смеси и обычно находится в диапазоне от 100 до 1500 мм/мин. Проницаемый бетон используется для мощения поверхностей и позволяет атмосферным осадкам и водам, поступающим из других источников, просачиваться в грунт, что таким образом уменьшает накопление и слив воды с поверхностей мощения и обеспечивает пополнение подземных или грунтовых вод. Примерами применения проницаемого бетона являются использование для мощения парковок, зон с небольшой нагрузкой движения, жилых или второстепенных дорог, зон пешеходных переходов, тротуаров, велосипедных дорожек и т.д. Проницаемый бетон, как правило, получают путем смешивания заполнителей цементным тестом, заливкой полученной таким образом смесью зоны для мощения и применение соответствующего давления для получения гладкой верхней поверхности. Применение давления на проницаемый бетон или фаза уплотнения может осуществляться вручную или механически, например, с помощью лопатки, катка, машины для окончательной обработки или финишера и т.д. Целью настоящего изобретения является создание улучшенного проницаемого бетона, который не имеет недостатков известных проницаемых бетонов, в которых достижение приемлемых значений механической прочности и скорости просачивания требует высокой пористости бетона. Например, как это раскрыто в международной патентной заявке WO2012/001292. Решением согласно настоящему изобретению является проницаемый бетон, неожиданно проявляющий одновременно механическую прочность более 10 МПа и объемную скорость просачивания более 400 мл/мин. при относительно невысокой пористости. Объектом настоящего изобретения является проницаемым бетон, содержащий в свежем виде по меньшей мере 230 кг/м3 цемента, имеющего соотношение вода/цемент в диапазоне от 0,3 до 0,4, заполнитель (инертный материал бетона) в количестве в диапазоне от 1400 и 2000 кг/м3 с Dmax (максимальным диаметром или размером зерен), составляющим от 6 до 10 мм, причем заполнитель характеризуется таким гранулометрическим составом, при котором по меньшей мере 85 об.%, предпочтительно по меньшей мере 96 об.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 98 об.% заполнителя проходит через сито с размером отверстий 6,3 мм. Проницаемый бетон в соответствии с настоящим изобретением в затвердевшем состоянии имеет пористость от 15 до 25%. Пористость бетона выражается как процент от теоретического веса по отношению к весу затвердевшего конечного бетона. Кроме того, проницаемый бетон в соответствии с настоящим изобретением в затвердевшем состоянии имеет плотность в диапазоне от 1750 до 1850 кг/м3 . Предпочтительно, проницаемый бетон в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере 250 кг/м3 цемента, еще более предпочтительно по меньшей мере 280 кг/м3 цемента, при соотношении вода/цемент, составляющим от 0,3 до 0,4. Предпочтительно, проницаемый бетон в соответствии с настоящим изобретением содержит заполнитель с Dmax, составляющим от 8 до 10 мм. В случае проницаемого бетона отмечается, что нельзя говорить о «текстуре (структуре)» бетона как таковой, но должна быть сделана ссылка на текстуру смеси воды и цемента, готовой для смешивания с заполнителем. Более того, она не должна быть слишком сухой (в этом случае она будет неспособна гомогенно смешиваться и удерживать заполнитель) или слишком влажной для формирования «мягкой» пасты. Проницаемый бетон в соответствии с настоящим изобретением имеет первое преимущество, заключающееся в лучшем «свойстве» пустот, являющемся отличительной особенностью бетона, достигаемой путем оптимизации взаимодействия между пустотами и снижением количества пустот, не связанных друг с другом. Такая оптимизация позволяет получить проницаемый бетон с высокой механической прочностью и лучшей объемной скоростью просачивания при абсолютно сниженном значении пористости по отношению к известным бетонам. Посредством отбора соответственно подобранных заполнителей проницаемый бетон согласно настоящему изобретению имеет дополнительное преимущество, заключающееся в конкретном эстетическом значении. Более того, он может быть использован в натуральном сером цвете, белым, цветным или пигментированным. Проницаемый бетон в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает слив воды, уменьшает и эффективно регулирует потоки воды, способствуя поступлению воды в грунтовые воды (глубокий дренаж), сбор и кругооборот дождевых вод, которые могут быть соответственно перенаправлены регулированием водных потоков на конкретное вторичное использование.
- 3. 29897 3 Дополнительные признаки ипреимущества изобретения будут очевидны из приведенного ниже описания изобретения. В соответствии с настоящим изобретением, термин «цемент» означает порошковый материал, который, при смешивании с водой, образует пасту, которая затвердевает посредством гидратации, и который после затвердевания сохраняет свою прочность и устойчивость, даже под водой. В частности цементы в соответствии с настоящим изобретением включают так называемые портландцементы, шлакопортландцементы, пуццолановый цемент, цементы с добавкой зольной пыли, цементы с добавкой обожженного глинистого сланца, известняковый цемент и так называемые композитные цементы. Например, могут быть использованы цементы I, II, III, IV или V типа согласно стандарту EN197-1. Особенно предпочтительным является цемент СЕМ II. Предпочтительным классом цемента является класс 42,5. Цемент может быть независимо серым или белым. Термин «заполнитель (инертный материал бетона)» в соответствии с настоящим изобретением, как правило, означает гранулированные материалы, используемые в строительной промышленности (см. также стандарт UNI EN 12620), которые могут быть кремнеземом, известняком или базальтовой природы, круглыми или дроблеными. Заполнитель может быть природным, промышленным или переработанным. Природный заполнитель представляет собой заполнитель минерального происхождения, который был подвергнут только механической обработке, в то время как промышленный заполнитель является также заполнителем минерального происхождения, полученным однако из промышленного процесса, подразумевающего термическую или другого вида модификацию. Наконец, переработанный заполнитель представляет собой заполнитель, полученный в результате переработки неорганического материала, которые уже использовался в строительной промышленности. Проницаемый бетон необязательно требует добавления сверхразжижжающих добавок/восстановителей воды с целью получения желаемого, с точки зрения механической прочности, результата, несмотря на то, что исходит из соотношения вода/цемент, находящегося в пределах от 0,3 до 0,4. Тем не менее, в случае, когда требуется использование сверхразжижжающих добавок, они могут быть выбраны из сульфированного нафталина (SN), сульфированного меламина (SM), модифицированных лигносульфонатов (MLS) или поликарбоновых соединений, таких как полиакрилаты. С целью увеличения прочности этих бетонов и снижения повреждений и дефектов вследствие замораживания/размораживания могут быть использованы аэрирующие добавки, предпочтительно выбранные из абиетата натрия, алкиларилсульфонатов, алкилсульфонатов, алкилсульфатов, кислот, полученных из жиров и животных масел, и полые микросферы, предпочтительно алкилсульфаты и полые микросферы. Массовое процентное содержание аэрирующих добавок составляет от 0,1 до 3%, более предпочтительно от 1 до 2% по отношению к весу цемента. Применение проницаемого бетона в соответствии с настоящим изобретением является особенно простым, благодаря, в частности, обрабатываемости смеси, и, в зависимости от типа и размера мощения выполняется посредством дорожных вибрационно-финишных машин или вручную при помощи соответствующих строительных инструментов на должным образом спроектированную подложку. Для полной гомогенизации цемент, воду, заполнитель, необязательно аэрирующую добавку и диоксид титана смешивают в бетономешалке или других аналогичных устройствах на строительной площадке до получения однородной смеси без комков и с текстурой типа «влажной почвы». Нанесенная на подложку смесь выравнивается разравнивающим брусом и надлежащим образом закрепляется. Готовую смесь лучше всего следует использовать в течение получаса (время, рассчитанное на температуру около 20°С). Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут очевидным образом получены из следующих примеров, предназначенных для иллюстративных целей, но не для ограничения ими изобретения. Пример 1 21 кг заполнителя (1480 кг/м3 ) известнякового типа с Dmax, равным 10 мм, смешивают в течение 3 минут с 0,7 кг воды, что составляет 50% от всего необходимого количества воды. Затем смешивание останавливают и добавляют 4 кг цемента типа II 42,5R (280 кг/м3 ), оставшуюся часть воды (0,7 кг) и 0,08 кг аэрирующей добавки Esapon, производимой фирмой Lamberti (лаурилсульфаты, 2 вес.% по отношению к цементу). Общее количество воды соответствует соотношению вода/цемент, равному 0,35. Затем весь материал подвергают дополнительному перемешиванию в течение 5 минут. В результате получают образцы размеров, требующихся для последующего тестирования на проницаемость (цилиндры: диаметром 15 см и высотой 5 см), которые соответствующим образом уплотняют (10 ударов грузом весом 2 кг) и оставляют для отверждения в течение 24 часов. Дренажное тестирование проводят в соответствии с процедурой UNI EN 12697-40. Параллельно готовят кубики 10x10 (UNI EN 12390-3) для тестов на прочность при сжатии, которые уплотняют тем же способом (10 ударов грузом весом 2 кг). Измерение пустот, вместо этого, выполняют методом сравнения с эталонными образцами,
- 4. 29897 4 который позволяет количественноопределить число пустот внутри образца. Для приготовления образцов для измерения прочности на сжатие используют герметичные пресс-формы, в которые помещается свежий материал и подвергается вибрации. Форма с отвержденным материалом заполняется водой доверху, количество поглощенной воды соответствует расчетам объема пор и, следовательно, количеству в процентах удерживаемого воздуха. Измеренные таким образом значения дренажа, прочности на сжатие и пористость составляют: Дренаж: 430 мм/мин. Прочность на сжатие через 28 дней: 11,5 МПа; Пустоты (%): 16. Пример 2 Используя методику, описанную в примере 1, готовят образцы 1-6 с параметрами, указанными в следующей ниже таблице 1. Во всех примерах использовался цемент типа II 42,5R и заполнители, имеющие распределение гранулометрического состава в соответствии с настоящим изобретением. Таблица 1 Образец Пустоты (%) Плотность цемента (кг/м3 ) «Дренаж» (мм/мин.) Rc 28д (МПа) Dmax (мм) Вода/ Цемент Доза цемента Присутствие аэрирующей добавки 1 22,9 1755 611 13,1 10 0,38 250 Нет 2 23,1 1750 510 12,4 6 0,47 230 Нет 3 18,4 1817 611 12,9 10 0,37 280 Да 4 23,9 1834 546 10,7 10 0,41 280 Да 5 22,8 1869 471 11,4 10 0,22 280 Да 6 24,4 1844 437 11,9 10 0,33 280 Да Все образцы 1-6, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, характеризуются значением дренажа более 400 мм/мин., величиной прочности на сжатие более 10,7 МПа, пористостью в пределах от 18,4 до 24,4%. Пример 3 Используя методику, описанную в примере 1, готовят два проницаемых бетона А и В с параметрами, указанными в следующей ниже таблице 2. Таблица 2 Образец А В Тип миксера Бетономешалка “Bicchiere” Бетономешалка “Bicchiere” Объем партии Calusco Calusco Dmax 10 10 % Проходящий через сито с размером отверстий 6,3 мм 85,29 60,94 Тип А ВЗаполнитель кг/м3 Количество 1450 1450 Тип 42,5 II/A-LL Rezzato Roccabianca 42,5 II/A-LL Rezzato Roccabianca Цемент кг/м3 Количество 300 300 Вода (кг/м3 ) 99,0 99,0 Соотношение заполнитель/цемент 0,33 0,33 Пустоты (%) 23,0 19,1 Плотность свежего (кг/м3 ) 1807 1881 «Дренаж» (мм/мин.) 500 380 Отверждение дней Rc (МПа) Плотность (кг/м3 ) Rc (МПа) Плотность (кг/м3 ) 28 11,3 1844 12,6 1837 Из приведенного выше сравнения видно, как, эквивалентно любому другому элементу, процентное содержание заполнителя, проходящего через сито с размером отверстий 6,3 мм, т.е. распределение гранулометрического состава заполнителя, характеризует настоящее изобретение. Более того, гранулометрический состав образца А согласно настоящему изобретению позволяет получать проницаемый бетон, демонстрирующий объемную скорость просачивания более 400 мм/мин., а именно равную 500 мм/мин., показывающий в то же время значение прочности на сжатие, равное 11,3 МПа, что больше порогового значения 10 МПа, и пористость, равную 23,0%. Образец В, который не показывает гранулометрический состав согласно настоящему изобретению, даже если он соответствует необходимой прочности на сжатие со значением,
- 5. 29897 5 равным 12,6 МПа,показывает вместо этого объемную скорость просачивания ниже 400 мм/мин., а именно равную 380 мм/мин. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Проницаемый бетон, включающий цемент, заполнитель и воду, отличающийся тем, что содержит в свежем состоянии по меньшей мере 230 кг/м3 цемента, имеющего соотношение вода/цемент от 0,3 до 0,4, заполнитель в количестве от 1400 до 2000 кг/м3 с максимальным диаметром зерен Dmax от 6 до 10 мм, причем заполнитель характеризуется таким размером частиц, при котором по меньшей мере 85 об.%, предпочтительно по меньшей мере 96 об.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 98 об.% заполнителя проходит через сито с размером отверстий 6,3 мм. 2. Проницаемый бетон по п.1, отличающийся тем, что содержит в свежем состоянии по меньшей мере 250 кг/м3 цемента при соотношении вода/цемент от 0,3 до 0,4. 3. Проницаемый бетон по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит в свежем состоянии по меньшей мере 280 кг/м3 цемента при соотношении вода/цемент от 0,3 до 0,4. 4. Проницаемый бетон по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что заполнитель имеет Dmax от 8 до 10 мм. 5. Проницаемый бетон по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что имеет, в затвердевшем состоянии, пористость в пределах от 15 до 25%. 6. Проницаемый бетон по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что имеет, в затвердевшем состоянии, плотность от 1750 до 1850 кг/м3 . Верстка А. Сарсекеева Корректор К. Нгметжанова