Бетонная смесь

 

1. БЕТОННАЯ СМЕСЬ, вклю- , чающая цемент, крупный и мелкий заполнитель из конвертерного шлака, добавку и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения ударной стойкости бетона, она содержит в качестве добавки твердый остаток отходов содового производства и дополнительно гранулированный доменный шлак фракции 6- 5 мм при следующем cooтнouJёнии компонентов , ма с. %: Цемент14-15 Конвертерный шлак фракции 5-20 мм51-53 Конвертерный шлак фракции -i 5 мм 7-21 Твердый остаток отходов содового производ1 ,1-3,7 ства Доменный гранулированный шлак фракции 5 мм 4-11 Вода Остальное 2. Смесь по п. 1, о т л и ч аю щ a я с я тем, что она содержит конвертерный шлак фракции 5мм следующего зернового состава, мае.%: 2,5-5 мм5-20 (Л 1,25-2,5 мм 15-25 0,315-1,25 мм 30-50 Менее 0,315 мм Остальное Hi 3. Смесь по п. 1, отличаюс; щ a я с я тем, что она содержит доменный гранулированный шлак фракции 0,315-5 мм в количестве 80-95%, фракции 0,315 мм - остальное.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 31511 С 0 4 В 2 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Конвертерный шлак фракции «5 мм

7-21

Твердый остаток отходов содового производства

1, 1-3,7

Вода

Остальное

2, 5-5 мм

5-20

1,25-2,5 мм 15-25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3498651/29-33 (22) 11.10.82 (46 ) 23. 02. 84. Бюл. Р 7 (72 ) В. B. Бабков, В. Н. Мохов, С. М. Капитонов, A В. Попов, A. A. Семенов и С.X. Кунафин (71) Уфимский нефтяной институт (53) 666.973(088.8) (56) 1. Авторское свидетелвство СССР

Р 461075, кл. С 04 В 15/00, 1975.

2. Патент Японии Р 55-27026, кл. С 04 В 15/00, 1980. (54)(57) 1. БЕТОННАЯ СМЕСЬ, включающая цемент, крупный и мелкий заполнитель из конвертерного шлака, добавку и воду, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения ударной стойкости бетона, она содержит в качестве добавки твердый остаток отходов содового производства и дополнительно гранулированный доменный шлак фракции « 5 мм при следующем соотношении компонентов, мас. Ъ:

Цеме нт 14-15

Конвертерный шлак фракции 5- 20 мм 51 — 53

Доменный гранулированный шлак фракции

45 мм 4-11

2. Смесь по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она содержит конвертерный шлак фракции «5 мм следующего зернового состава, ма с. %:

0 315-1, 25 мм С:

Менее 0,315 мм Остальное

3. Смесь по и. 1, отличающ а я с я тем, что она содержит доменный гранулированный шлак фракции 0,315-5 мм в количестве 80-95%, фракции 60,315 мм — остальное.

1074842

14-15

Цеме нт

51-53

7-21

Остальное

Вода

5- 10 мм

1,25-5,0 мм

0,14-1„25 мм

Менее 0,14 мм

8-20

46-58

22-34

6-10

5-20

2,5-5 мм

1,25-2,5 мм 15-25

0,315-1,25 мм 30-50

Менее 0,315 мм Остальное

Кроме того, смесь содержит домен. пый гранулированный шлак фракции

0,315-5 >я1 в количестве 80-95-о, фракции 6 0,315 мм — остальное.

Высокая ударная стойкость бетона на основе предлагаемых составов достигается эа счет повышения упругопластических свойств растворной части бетона и ее повышенной сцепляемости с крупным заполнителем. Это происходит благодаря введению маложесткого по отношению к конвертерному шлаку гранулированного доменного шлака с оптимальной пористос тью 8-20-о (размер фракции 0,3155 мм), увеличивающего демпфирующие свойства растворной части бетона, повышающего ее однородность и выравнивающего напряжения оТ внешней нагрузки. Кроме того, маложесткие поризованные включения доменного шлака способствуют ветвлению и гашению трещин, особенно при ударном нагру>кении. Высокая ударная стой, кость бетона достигается благодаря повышению шероховатости и снижению дефектности зерен конвертерного шлака с уменьшением их размера, а также с оптимальным соотношением зерен разных размеров, активному химическому взаимодействию в присутствии ТОС.между цементом, кислым доменным и высокоосновным конвертерным шлаками, приводящим к повышению сцепления шлакового за, полнителя с цементношлаковым раствором.

Пример. Готовят равноподвижные бетонные смеси с осадкой конуса 0-2 см на цементе марки 500, крупном заполнителе фракции 5-20 мм в виде конвертерного шлака, мелком

376

Цемент

50

Цель изобретения — повышение ударной стойкости бетона.

Цель достигается тем, что бетонная смесь, включающая цемент, крупный и мелкий заполнитель иэ конвер- 60 терного шлака, добавку и воду, со> держит в качестве добавки твердый остаток отходов содового производства и дополнительно гранулированный доменный шлак фракции ((5 мм

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении железобетонных конструкций, испытывающих динамические нагрузки.

Известна бетонная смесь j1), которая в качестве заполнителя содержит смесь грубомолотого стекловидного (гранулированного) и дробленого закристаллизованного доменных шлаков в соотношении (1:4) †(1:1). Стекловидный (гранулированный) доменный шлак включает зерна до 2;5 мм и частицы менее 0,14 мм в количестве 20-30В, а закристаллиэованный доменный шлак имеет следующий фрак- 15 ционный состав, мас.-:

Однако использование заполнителя из пористого доменного шлака, обладающего повышеннои водопотребностью, обуславливает повышенную усадку и ползучесть бетонов на. его основе, и как следствие, пониженную ударную стойкость.

Наиболее близкой к предлагаемой является бетонная смесь (2j на основе заполнителей из конвертерного шлака, включающая следующие компоненты, кг/м

Крупный заполнитель 1187

Мелкий заполнитель 745

Активная двуокись кремния (60Ъ SiO } 65

Вода 210 л

Недостатком известной смеси является низкая ударная стойкость бе-. тона, обусловленная хрупким характером разрушения растворной части бетона из-эа высокой жесткости конвертерного шлака. Кроме того, дополнительное измельчение конвертерного шлака, содержащего до 20 мас.В металлических включений, до дисперсности мелкого заполнителя неэффективно с точки зрения энергетических затрат. при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Конвертерный шлак фракции 5-20 мм

Конвертерный шлак фракции 4 5 мм

Твердый остаток отходов содового произ водства (ТОС) 1,1 — 3 7

Доменный гранулированный шлак фракции

45 мм 4-11

Смесь содержит конвертерный шлак фракции «4 5 мм следующего зернового состава, мас.%:

1074842 заполнителе фракции 4 5 мм в виде конвертерного и доменного шлаков, фракционный состав которых приведен в табл. 1. В качестве добавок используют горелую породу, содержащую

Si0 в количестве 64,7 мас.В и обоженный твердый остаток отходов содового производства (ТОС), содержаТ а б л и ц а 1

Составы бетонных сме сей

Частные остатки, Мас.Ъ, на ситах с размером отверстий, мм

Проход через сито с сеткой

9 014, В

Шлак

2 5 1 25 0 63 0 315 0 14

Доменный гранулированный

14,5 18 . 16,5

25,5 31)5 28

27 23,5 19

6 15,5 20

12 24 18,5

19,5 23,5 27

2-4

14

5-7

Конвертерный 1-4

7,5

13,5

11,5

19,5

16,5

8 5

13,5

Из укаэанных бетонных смесей формуют призмы 10 10 40 см для опредедения модуля упругости бетона согласно ГОСТ 24452-80, кубы 10 ° 10 10 см для определения прочности на сжатие согласно ГОСТ 10180-78 и удельйой ударной вязкости, которую определяют испытанием .до разрушения образцов на вертикальном механическом копре путем последовательного сбрасывания 40 груза массой 12,2 кг с высоты 0,5 м.

Виброуплотнение всех образцов проводят на виброплощадке типа

Та блиц а 2

Удельная ударная вязкость, Дж/см, (ударная стойкость бетона) Содержание компонентов, мас. В

Объемная масса бетона,,/„э

Прочность на сжатие после пропаривания, МПа

Начальный модуль упру гости °

Е 10

МПа тос ) Шлак

Вода

Цемент

Горелая порода доменнный фр. (5

Известная смесь

8 2,68

0,72

326

30,7

14 50 25 — 3

Предлагаемая смесь

14 51 21 4 — 1,1 8,9 2,64 34,9

305

15 52 14 7 — 2,9 9,1 2,59 31,3

1,31

276

Шлак конвертерный фр.

2-20

Шлак конвертерный фр ° 5

Ший СаО в количестве 55,6%. Обе добавки мелют до удельной поверхнос- . ти 3000-5000 см /г ПСХ. Расход воды корректируют с учетом повышенной водопотребности гранулированного доменного шлака гри постоянном содержаниии других компонентов.

435 А, обеспечивающей вертикальные колебания Фор ы с бетонной смесью частотой 2900+200 колебаний в минуту и амплитудой 0,4+0,05 мм.

Термовлажностную обработку проводят после двухчасовой выдержки по режиму 3+8+3 ч при температуре изотермии 80-85 С. Механические испытав ния образцов проводят не ранее, чем через 4 ч после термообработки °

Составы бето нных смесей и фи э ико-механические характеристики бетона на их основе приведены в табл. 2.

1074842 продолжение табл. 2 бъемная асса бетона, т/м

Прочность на сжатие после пропаривания, МПа

Удельная ударная вязкость дж/см 9, (ударная стойкость бетона) Начальный модуль упругости, Е 10

МПа

Шлак конвертерный

Фр.

2"20

ТОС Вода

Шлак доменный

Фр ° с5 мм .

Шпак конвертерный фр.

45 мм

Ileмент

Горелая порода

15 53 7 11 " 3,7 10,3 2,54

1,01

241

28,7

1,56

281

15 53 13 7 — 2,9 9,1 2,58

30,9

15 52 14 7 — 2,9 9,1 2,59

15 52 14 7 — 2,8 9,1 2,60

1,49

272

31,6

278

1,52

30,2

Составитель Г. Кондюрина

Редактор Н. Егорова Техред М,Тепер Корректор M. Шароши

Заказ 446/21 Тираж 606 Подписное.

ВНИИЙИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

° Ь «1

Содержание компонентов, мас. Ъ

Как видно иэ табл. 2, удельная ударная вязкость бетонов на мелком заполнителе в виде смеси конвертерного и доменного шлаков с добавкой

TOC на 40-82Ъ выше, чем у бетонов на э аполни тел ях и э кон вер терно го шлака. Использование мелкого заполнителя оптимальной гранулометрии при этом увеличивает удельную ударную вязкость в 2, 1-2, 2 раза по сравнению с известным составом.

Высокая ударная стойкость бетонов определяет область их рационального применения: забивные железобетонные сваи, особенно для .тяжелых условий их погружения, полы промышленных зданий, испытывающие вибра цию бетонные и железобетонные фундаменты, желез нодорожные шпалы и т.п.

Технико-экономическая эффективность от использования бетона предлагаемого состава в забивных железобетонных сваях, например, достигается за счет повышения их надежности и бездефектного погружения.

Снижение потерь железобетона при забивке свай, даже при одинаковой себестоимости продукции (а часто шлаковые заполнители дешевле естественных), позволит получить технико-экономический эффект не менее 8,5-10 тыс. рублей на 1000 м свай.