Способ приготовления бетонной смеси
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ, включающий обработку крупного заполнителя, водным раствором солей, дозирование крупного и мелкого заполнителей и других составляющих бетона, перемешивание компонентов, формование и уплотнение , отличающийся тем, что, с целью повышения прочности бетона за счет стабильного увеличения сил сцепления заполнителя с цементным камнем и уплотнения контактной зоны за счет перезарядки отрицательно заряженной поверхности заполнителя на положительную, обработку крупного заполнителя осуществляют орошением его во вращаю (Л щейся бетономешалке в течение 10-25 с 10-15%-ным водным раствором AICl36Hj,0 или А1Вгз, взятым в количестве 2-3% от массы заполнителя , а затем перемешивают его с мелким заполнителем в течение 15-25 с. Э) 4;; ю to
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (l9l SU(l1) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3468758/29-33 (22) 22.04.82 (46) .30.06.85 ° Бюп, № 24 (72) В.В. Архипов, А.И. Бирюков, В.M. Козленко, И.M. Корнеева, А.Н. Плугин, Т.Г. Сацук, И.И. Селиванов и А.И. 1Один (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С. N. Кирова (53) 666.973(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 833819, кл. С 04 В 31/40, 1978. 2. Кучеренко А.А. и др ° Влияние предварительной обработки заполнителя растворами солей и ПАВ на свойства бетонной смеси и бетона. "Строительство и архитектура", 1974, № 1. 3. Авторское свидетельство СССР № 1047872, кл. С 04 В 31/40, 1981 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ, включающий обработку крупного заполнителя водным раствором солей, дозирование крупного и мелкого заполнителей и других составляющих бетона, перемешивание компонентов, формование и уплотнение, отличающийся тем, что, с целью повьппения прочности бетона за счет стабильного увеличения сил сцепления заполнителя с цементным камнем и уплотнения контактной зоны за счет перезарядки отрицательно заряженной поверхности заполнителя на положительную, обработку крупного заполнителя осуществляют орошением его во вращающейся бетономешалке в течение 10-25 с 10-157-ным водным раствором АТСТ 6Н О или AIBr, взятым в количестве 2-3Х от массы заполнителя, а затем перемешивают его с мелким заполнителем в течение 15-25 с. 1164220 Изобретение относится к технологии производства. бетонных и железобетонных изделий. Известен способ приготовления бетонной смеси, заключающийся в предварительной обработке заполнителя, выдерживании, дозировании и перемешивании составляющих бетона, в котором осуществляют предварительную раздельную обработку крупl0 ного и мелкого заполнителей разбавленными растворами сильных кислот с концентрацией 1 ° 10 2 10 моль/л, после чего заполнитель выдерживают до достижения onВ ределенной влажности или в течение 10-30 мин Ц . Недостатком известного способа является нестабильность эффекта из-за сопоставимости концентрации кислоты с концентрацией колеблющегося солевого состава обычной водопроводной воды, а также необходимость изготовления специальных площадей и емкостей для обработки и выдерживании заполнителей. Известен способ приготовления бетонной смеси, сключающий выдерживание сухих заполнителей в растворах, высушивание, смешивание с дру- ЗО гимн компонентами бетонной смеси и эатворении водой, в котором обработку заполнителя .ведут 1%-ным раствором СаСВ 2). Недостатком данного способа яв- З5 ляется то, что раствор хлористого кальция. действует как ускоритель твердения цементного камня в контактной зоне, т.е. усиливает когезию на раннихестадиях твердения, 40 Влияние на увеличение адгезии и сил сцепления цементного камня с заполнителем этот способ практически не оказывает. Вторым недостатком способа является необходимость 45 выдерживания заполнителя в растворах и его высушивание, что являет- . ся нетехнологичным или требует допол-. нительных площадей и специальных емкостей для указанной обработки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ активации заполнителя для бетона и способ приготовления бетонной сме- 55 си на его основе, включающий обработку крупного заполнителя водным раствором солей, дозировку крупноro и мелкого заполнителей и других составляющих бетона, перемешивание компонентов, формирование и уплотнение j3) . Однако цементные бетоны, полученные согласно известному способу,, имеют сравнительно низкие показатели по прочности. Целью изобретения является повышение прочности бетона эа счет стабильного увеличения сил сцепления заполнителя с цементным камнем и уплотнения контактной зоны за счет перезарядки отрицательно заряженной поверхности заполнителя на положительную. Указанная цель достигается тем, что согласно способу приготовления бетонной смеси, включающему обработку крупного заполнителя водным раствором солей, доэирование крупного и мелкого заполнителем и других составляющих бетона, перемешивание компонентов, формование и уплотнение, обработку крупного эапол— нителя осуществляют орошением его во вращающейся бетономешалке в течение 10-25 с 10-15%-ным водным .раствором AI CI> Н О и AIBr>, взятым в количестве 2-3% от массы заполнителя, а затем перемешивают его с мелким заполнителем в течение 15-20 с. Способ осуществляется следующим образомДозируют в заданном количестве составляющие бетонной смеси, высыпают во вращающуюся бетономешалку крупный заполнитель и сразу вводят в него через перфорированную трубу 2-3% от массы крупного заполнителя 10-15%-ный водный раствор соли AICI 6Н О (или AIBr>), !epee 10-25 с после начала орошения высыпают мелкий заполнитель и перемешивают его с крупным в течение 15-25 с, после этого в бетономешалку вводят цемент и воду и заканчивают перемешивание бетонной смеси в течение 3 мин, укладывают в формы и уплотняют на виброплощадке в течение 1 мин. Эффективность предлагаемого способа заключается в следующем. Известно., что поверхность обычно применяемого для бетона крупного.è мелкого заполнителей в контакте с водой заряжена отрицательно. Это приводит к тому, что в процес-, се твердения цементного камня в контактную зону с заполнителем вовлекаются новообразования с положительным зарядом поверхности— гидроалюминатные, гидросульфоалюминатные и портландитовые. Эти новообразования наиболее крупнокристаллические и образуют наименьшее число контактов с заполнителем. Кроме того, они менее прочны. В результате сцепление заполнителя с цементным камнем невысоко. При перезарядке согласно предлагаемому способу поверхности заполнителя на положительный в контакт вовлекаются отрицательно заряженные гидросиликатные новообразования, особенно иизкоосновные, в том, числе гидросиликатный гель. Более мелкокристаллические, они проникают внутрь микротрещин, обеспечивая более полное механическое сцепление с цементным камнем, приводят к увеличению числа контактов, повышая адгезию. Кроме того, гидросиликаты кальция, особенно низкоосновные, являются основными носителями конечной прочности цементного камня, что также упрочняет контактную зону. Пример. Дозировали составляющие бетонной смеси следующего состава (из расчета получения бетона М 300, ОК = 3-5 см): Цемент 550 кг/м Песок с 440 кг/м Я . Щебень 1500 кг/м Вода 220 л/м При этом применяли портландцемент M 400 Балаклейского цементного завода, щебень гранитный крупностью 20 мм, песок мелкий M„ = 1,0, воду водопроводную. В сбответствии с указанной дозировкой изготавливали 15 серий образцов, забивали бетонные образцы размером 10 10 ° 10 см из бетонной смеси, приготовленной согласно предлагаемому способу (серии 1-12, в количестве 3 шт. в каждой серии), по способу-аналогу (серии 13, в количестве 3 шт.), по способу-прототипу (серия 14, в количестве 3 шт.) и обычным способом без обработки заполнителя реагентами (серия 15, контрольная, в количестве 3 шт.).. При изготовлении образцов серии 1 (с приготовлением бетонной смеси согласно предлагаемому способу) ще" 64220 4 бень предварительно смачивали 5%ным водным раствором AI CI> 6H O в количестве 37. от массы крупного заполнителя и перемешивали в тече5 ние 20 с, достигая этим равномерного увлажнения. Затем к щебню добавляли песок и перемешивали их еще 20 с, после чего вводили цемент, заливали воду и перемешивали еще 40 с. Из приготовленной бетонной смеси формовали 3 образца размерами 10 ° 10 ° 10 см и уплотняли на лабо.— раторном вибростоле в течение 1 мин. Серии 2-6 отличались от серии 1 применением водного раствора AI CI 6H 0 концентрации, соответственно 7,5Х, 10%, 12,5%, 157 и 20Х. Серия 7 отличалась от серии 1 20 применением водного раствора AIBr, Серии 8-12 отличались от серии 7 применением водного раствора AI Br концентрации, соответственно 7,5%, 1ОХ, 12,5Х, 157. и 20%. При изготовлении образцов серии 13 (с приготовлением бетонной смеси по способу-аналогу) щебень смачивали однопроцентным раствором CaCI, перемешивали 20 с, затем вво30 дили остальные компоненты бетонной смеси, перемешивали 60 с, формовали и уплотняли образцы. При изготовлении образцов серии 14 (по способу-прототипу) крупный и мелкий заполнители перемешивали и затем смачивали водным раствором соли FeCI> концентрации 8 10 моль/л. Заполнители тщательно перемешивали 4g в течение 5 мин до полного смачивания поверхности. Обработанные таким образом заполнители смешивали с цементом в течение 1 мин и добавляли воду затворения. Бетонную смесь 4 перемешивали в течение 3 мин, укладывали в формы и уплотняли на виброплощадке в течение 1 мин. При изготовлении образцов серии 50 15 (с приготовлением смеси беэ обработки заполнителя каким-либо реагентом (щебень смачивали водой в К0личестве 3% от массы крупного заполнителя, перемешивали 2Q с, затем 55 вводили остальные компоненты смеси, перемешивали 60 с, формовали;образцы и уплотняли их на вибростоле в течение 1 мин. 1164220 5,5 Пример 1 % Прирост, Х Пример 2 Обработка запол нителя, концентрация Предел прочности при сжатии Предел прочности на отрыв Серия, В Па Х Прирост, Х AICI 6Н О 0,8 153,6 53,6 0,92 176,9 76,9 7,3 24,1 107,3 118,4 140,5 142,8 144,7 144,9 18,4 26,64 7,5Х 10Х 1,8 346,1 246,1 253,8 265,3 40,5 31,6 4. 12,5Х 42,8 1,84 353,8 32,13 44,7 15Х 32,56 1,9 365,3 32,6 1,9 365,3 265,3 44,9 20Х AIBr 0,76 146,2 46,2 0,88 169,2 69,2 106,6 6,6 24,0 5Х 15,1 7,5Х 25,9 115.1 8 ° Изготовленные образцы выдерживали в течение 2 ч, затем пропаривали по следующему режиму, ч. . Подъем температуры до 80 С 2,5 Из отермиче ский прогрев при 80 С Охлаждение образцов в закрытой камере без подачи пара 4,0 Затем образцы испытывали на сжатие и определяли прочность бетона. В таблице приведены данные испытаний. Время -обработки крупноб о заполнителя и время его .перемешивания с мелким заполнителем обусловлено достижением равномериости распределения водного раствора солей по всему объему и равномерным отводом .излишков раствора от крупного заполнителя. Количество взятого для обработки водного раствора солей обусловлено следующим: уменьшением количества раствора приводит к снижению эффекта прироста прочности бетона изза неполного смачивания поверхности щебня, а увеличение практически не вызывает дополнительного прироста прочности, так как избыточное количество раствора переходит к жидкую фазу бетона и не участвует в перезарядке заполнителя. Данные испытаний показывают, что обработка заполнителя согласно предлагаемому способу солями АОСВ> увели1О чивает силу сцепления заполнителя с цементным камнем, а микроскопический анализ состояния поверхности пластин заполнителя показал, что при их обработке согласно предла15 гаемому способу все микротрещйны заполнены новообразованиями, в то вре— мя как при обработке согласно известному способу имеется значительное количество незаполненных микротре20 щин. Исследование проб цементного камня, взятых из зон, контактировавших с пластиной,.показало, что в контактную зону с заполнителем в случае его обработки в соответствии с предлагаемым описываемому способу вовлечены в значительно большем количестве низкоосновные гидросили30 каты кальция. 1164220 Продолжение таблицы Пример 2 Пример 1 Предел прочности при сжатии Предел прочности на отрыв Серия, У Х Прирост, X Прирост, X 139,1 39,1 31,3 10% 10. 41,9 31,9 12,5% 42,2 15% 32,0 32,.0 1,9 365,3 42,2 265,3 20% 12. 100 44 0 44. 0 58 111 5 11 5 22,6 13. FeCI> 8 10 м оль/л 28,3 25,7 1,47 282,3 182,3 125,7 14. Н О (водопроводная) 15. 22,5 0 52 !00 100 Составитель Техред Т.Факта Редактор С. Тимохина Корректор С. Шекмар Заказ 4151/21 Тираж 605 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Обработка запол нителя, концентрация 141,9 142,2 142,2 1,77 340,38 240,38 1,8 346, 1 246,1 1,9 365,3 265,3
