Бетонная смесь

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении конструкций из бетона и железобетона на шлакощелочном вяжущем. Целью изобретения является повышение трещиностойкости. Бетонная смесь содержит , мае. %: тонкодисперсный доменный гранпшак 8-20, водный раствор содощелочного плава с р 1,25 г/см 5,2-10, мелкий заполнитель из группы керамзит, аглопорит ,горелая шахтная порода или золошлаковый топливньй отход 1-3 и крупный заполнитель из плотных горных пород остальное. Бетонная смесь обеспечивает коэффициент трещиностойкости 1,09-1,41, прочность 26,3-64,3 МПа. 7 табл. S (Л оо со СХ) СП to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1331852 (51) 4 С 04 В 28 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3906624/29-33 (22) 30.04.85 . (46) 23.08.87. Бюл. У 31 (71) Киевский филиал Центрального межведомственного института повьппения квалификации руководящих работ- ников и специалистов строительства при Московском инженерно-строительном институте им. В.В.Куйбьппева и

Киевский инженерно-строительный институт (72) А.A.0ìåëü÷åíêî, В.Н.Старчук, В.Д.Глуховский, В.Ф.Баранников, В.А .Величко, П.В.Портянко и И.П.Штанкевич (53) 666.972(088.8) (56) Глуховский В.Д. и др. Шлакощелочные бетоны на мелкозернистых заполнителях; — Киев, 1981, с. 130.

Глуховский В.Д. и др. Щелочные и щелочноземельные гидравлические вяжущие и бетоны. — Киев, 1979, с. 170. (54) БЕТОННАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении конструкций из бетона и железобетона на шлакощелочном вяжущем.

Целью изобретения является повышение трещиностойкости. Бетонная смесь содержит,мас.7.: тонкодисперсный домен— ный граншлак 8-20, водный раствор содощелочного плава с р 1,25 г/см

5, 2-10, мелкий заполнитель из группы керамэит, аглопорит,горелая шахтная порода или эолошлаковый топливный отход 1-3 и крупный заполнитель иэ плотных горных пород остальное.

Бетонная смесь обеспечивает коэффициент трещиностойкости 1,09-1,41, прочность 26,3-64,3 МПа. 7 табл.

1331852

73

0,65

0,5

3,5 50

В опытах при расходе полиизоцианата 0 2 0 35 и 0 5 мас. содержание

NC0-групп составляет 0,06; О, 105 и

О, 15 мас. соответственно. Полиизоци- 55 анат обладает высокой реакционной способностью, обусловленной наличием системы кумулированных связей — И

=C = О.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении конструкций из бетона и железо5 бетона на шлакощелочном вяжущем.

Целью изобретения является повышение трещиностойкости.

Пример. Доменный граншлак химического состава, мас, .: $10 35,58-10

36, 5; А1„0 7, 15-7, 19; Р О. 1, 791 81; СаО 41 92-42,17; И80 3 023 20; Na,0 0,69-0 72; К О 0,170,20; SO 3,54-3,72; потери при прокаливании остальное, подвергают по- 15 молу до S = 3000-3200 см /r. качестве щелочного компонента используют водный раствор содощелочного плава плотностью 1,25 г/см . Кроме того, 3 бетонная смесь содержит щебень гра- 20 нитный фракций 5-10 мм,песок кварцевый с М . = 1,2, дробленые керамзитовый гравий, аглопорит, горелую шахтную породу, золошлаковый топливный отход, золу — унос теплоэлектростанций.

Химический состав используемьгх керамических материалов приведен в табл. 1.

Гранулометрический состав золошла- 30 кового отхода прггведен в табл. 2.

Полиизоцианат марки А первого сорта представляет собой смесь дифенилметандиизоцианата и полиизоцианатов большой молекулярной массы, применяе- З5 мых для изготовления пенопластов,линолеума, пленочных покрытий, гидроизоляционных смесей и других полимерных строительных материалов.Полиизоцианат — темная жидкость со специфи- 40 ческим запахом, плотность при 20 С

1,22-1,25 г/см

Основные физико-химические показатели полиизоцианата.

Содержание,7: дифенилметандиизоцианат изоцианатные группы общий хлор фенилизоцианат вязкость по В 3-4,мин

Золу — укос используют в качестве керамического компонента для подшихтовки дробленых керамических обоженных материалов и обеспечения модуля крупности смеси 1,2-1,6 при объемной насыпной массе 800-1100 кг/м . (Вид и соотношение фракций керамических компонентоЪ не являются существенными).Кроме указанных материалов,возможно использование шунгизита,боя глиняного кирпича и другой пористой керамики.

Бетонную смесь готовят следующим образом.

В бетономешалку принудительного действия или гравитационную подают отдоэированные заполнители, молотый шлак и песчаную фракцию керамических материалов, перемешивают 1-3 мин, добавляют раствоР щелочного компонента с предварительно введенным в него в виде жидкости полиизоцианатом и через 1,5-3 мин после получения однородной массы заканчивают перемешивание. Приготовленную таким образом бетонную смесь укладывают в форму и уплотняют с использованием вибрационного оборудования с частотой 28006000 кол./мин и амплитудой 0,1-0,4мм.

Твердение бетона может быть в естественных условиях или при пропаривании в камерах ямного типа или другой конструкции при температуре до 90 +

+ 5 С по режиму 5 + б + 3.

Для испытаний формуют образцыпризмы размерами 7,07х7,07х22,0 см.

Подготовка образцов для оценки трещиностойкости включает определение деформаций усадки и растяжимости.

Составы и свойства бетонов из предлагаемой и известной смесей приведены в табл. 3.

Данные о влиянии содержания полиизоцианата и мелкого заполнителя (песчаной фракции) на свойства бетона приведены в табл. 4 и 5 соответственно, Данные о влиянии модуля крупности мелкого заполнитегя из керамических материалов на сзс",ства бетона приведены в табл. 6.

Гранулометрический состав песчаной фракции приведен в табл. 7.

Как свидетельствуют испытания,введение в состав бетона песчаной фракЭ ции керамических материалов и полиизоцианатов позволяет повысить растяжимость и трещиностойкость тяже1331852

30 лых шлакощелочных бетонов. При этом использование крупного и мелкого заполнителей из плотных горных пород позволяет подбирать минеральный ске5 лет с достаточно плотной и прочной структурой. Введение в состав песчаной фракции пористого керамического материала снижает начальные усадочные напряжения в бетоне, способст- 10 вует уплотнению цементного камня и улучшению условий твердения эа счет отсоса и аккумуляции определенного количества раствора щелочного компонента после уплотнения и последую- 15 щего возврата его в период набора прочности бетона, а также повышает демпфирующие свойства конгломерата.

Частицы пористого керамического материала, подвергаясь гидратации с 20 образованием прочной контактной зоны и оболочки вокруг них, обладают более высокими упругими свойствами по сравнению с другими компонентами бетона и способствуют повышению рас- 25 тяжимости, обуславливают перераспределение напряжений, а следовательно, повышают трещиностойкость шлакощелочного бетона. Применение песчаной фракции пористого керамического материала в количестве менее 1 мас.Е не обеспечивает требуемого эффекта, а увеличение содержания его сверх

3 мас.Х так же, как и увеличение крупности зерен, хотя и повышает растяжимость и трещиностойкость,приводит к существенному снижению прочности бетона. Применение керамического материала с объемной массой более 1100 кг/м неэффективно, а с 4О ,объемной массой менее 800 кг/м экономически не выгодно ввиду повышения стоимости подвергаемых дроблению по° ристых заполнителей.

Введение в бетонную смесь полииэо- 45 цианата позволяет связывать после затвердевания бетона находящуюся в свободном состоянии определенную . часть водыи образовать в порахи трещинах цементного камня упругие структуры 5О за счет высокой реакционной активности и способности изоцианата присоединять вещества с подвижными атомами водорода. Следствием этого является снижение усадки, повышение упругости, плотности и однородности, а в конечном итоге, растяжимости и трещиностойкости бетона. Применение полиизоцианата в количестве менее

Формула изобретения

Бетонная смесь, включающая тонкодисперсный доменный граншлак,водный раствор содощелочного сплава с р

1,25 г/см,мелкий и крупный заполнитель из плотных горных пород,о те л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения трещиностойкости, она содержит дополнительно полииэоцианат и мелкий заполнитель из группы керамзит, аглопорит, горелая шахт ная порода или золошлаковый топливный отход при следующем соотношении компонентов,мас.X

Тонкодисперсный доменный граншлак 8-20

Водный раствор содощелочного плава с

1,25 г/см

Мелкий заполнитель

5, 2-10 иэ плотных горных пород

Полиизоцианат

Мелкий заполнитель из

20-32

О, 2-0,5

0,2 мас..Х не оказывает существенного влияния на формирование свойств конгломерата, а увеличение содержания свыше 0,5 мас.7 приводит к снижению модуля упругости бетона.

Таким образом, предложенные составы бетонов обладают более высокой по сравнению с известными растяжимостью и трещиностойкостью.Иэ них могут быть изготовлены изделия и конструкции для строительства дорог, оснований зданий, устройства подземных коммуникаций и помещений непроизводственнаго назначения и ряда других.При,чем изготовление сборных и монолит ньм железобетонных конструкций возможно без изменения проектных сечений элементов и их площадей армирования. Наиболее рационально применять бетоны в строительных конструкциях, работающих в условиях невысокой влажности и повышенных температур, при попеременном воздействии нагревания и охлаждения, увлажнения и высушивания и в других условиях.

Экономическая эффективность предлагаемых бетонов обусловлена низкой стоимостью и распространенностью сырьевых материалов, высокими физикомеханическими свойства, долговечностью, а также простой технологией производства.

133! 852

1-3 группы керамзит„аглопорит, горелая шахтная порода или золошлаковый

Таблица 1

Содержание окислов, мас.

А1 О СаО М80 Fe>0< К О+ п пи

+Nag О риал

Керамзитовый гравий 52,4-68,8 12,7-35,5 0,6-4,5 0,4-3,6 7,5-11,5

2,1-4,0 Остальное

Аглопорит 45,0-68,8 15,7-35,5 2,5-5,9 2,0-4,3 7,5-11,0 2,1-3,8 Остальное

39,5-68,8 13, 10-34,5 0,65-4,3 0,8-4,0 7,5-11,4 2,2-5,0 порода

42,0-64,5 15,2-33,6 0,9-4,4 12,8 2, 1 -3,9 ход

39,5-62,7 13,6-35,5 2,8-5,9 1,5-4,3 8,5-12,8 2, 1-3,5

Таблица 2

Остаток,, на ситах с размером отверстий, мм

Остаток

M„p

1,25 0,315 0,14 Дно

2,5

0,63

Частный 2,2

10,6

12,7

18,8

Полный 2,2

70,3 100

12,8

25,5

44,3

1,5

Керамический матеГорелая шахтная

Золошлаковый топливный отЗола унос ТЭС

TOBJIHBHblH отход

Крупный заполнитель из плотных горных пород Остально

26,0 Остальное

133 1852 ф Щ

Х tf

1- о

Х О»

Cd O

СО Л ОМ О Со В

° л СФ1 л Фa М л

«10 л4 «-Ф «СЧ

СЧ - О -Э О ь л о ° л СЧ м а (Ч

«О1 л ф Х

v (d

Х &

О»

1 ФХ о

Ф(! Х

E Ф

У (б оо(:

Х Э

1 о

И о

М 1О

° °

«(Ч м

a0 W

СЧ л о

» (Г

° м а л СЧ

° О 1

Л al

СЧ

«Q — и

Ch (О

С \ л °

Ь О

СЧ л

О1 CV М 00

«(»1 «

«К) лМ

c4 - О о

О

I о

Х I 1

Ф >Я 4 03 л О Х ье

C»4 «

°

° ф

1 о

1» о

О(л ь л CV м

Л (Ч

° Щ

О1

М л

° (Ч

Ln и

° — a М л л\О «D

° — СЧ - О

3 1

ФХ tf h4! о оь л

О,м 1„" е о о

О L +

I о

4Ф

Фо ь л лв л

« ь

С»1

a Q

°вЂ” (О

» ° л \О

»» СЧ

Ф Х О

О.V

Х Х

03

E 63 ((! х (и

Ц Id

Х cd

® о

Я о е

Х чо

1(« ь

С 1

o+ 2v ц о осеох

&» Я о

4

61

Е»» ь и1м ь л

СЧ л (n ° СЧ

»» О » С»1 вь л л СЧ а

ОЬ л л

» со м

«» л л ) СЧ

СЧ л

Э

М

I»å ь л (6

E 1

g л.о ц о

Щ

Хм ох (((з (»»1(Л W (Ч Ch 3Л ь

« »- л (n л СЧ о» О ° In» М Л 00 м л М

° 1О л л л м е л

° 1О

С 4 о х

4 Х

О О.

Х Ф

u E.

Э

1 Х 1 (б Х

Х

v Х(а

e g (d C

)Х

Х

Х

1 1

Э

I

1 о

1"«

С6

Х

«1 о

I

1 Х

О м л ь

СЧ

« ь о

И ь

СО л л

СЧ ь м л

Ch

CV ь л О (»4 ь

О

Ю

«

СО 3 ь

« ( л ь

« О

« о

4 (n (б С4 о m

X ос ; v о и

Р о ((!

1 и с4

РФ

I о (»

I о

С о ь

СЧ Ь СЧ СЧ ь

« «

О1»- О (ССО

О1! о ( о

Х ь л ь

C) « ь л

СЧ

Е» о

Я Х

m (d

Ж Х

1 о

Е»

Э

С0

v о

Х

ЗХ о

Е»

v о

EȔ

М (d

Е л

РЗ (d

1»

v о

v o е о о ы

Э !

" 0

Х о

I :

1 4

Х ! (U

1 Ю

1 Ю

1 Н

1 о

Я Ц

Х Х

) (d

v о

Ь О О0М СЧЬ

СЧ «М СЧ

«Я « «ОФ

СЧ»- 1О - «с и м е сч л ь ь ь ь

Ь Ь (О

« л (Ч Ь м (ч cv и ь

О1 Ь л л (Ъ (О 00 и ь

1 (б

О, (ф (» (Ч л O «Ch л О1 а С»4 л 01

-1Л м Ь -(С

133 1852 аблица4

Состав бетона, мас.%

Начал ьный моКозффивиПолиизоцианат

Щебень Песок

Раствор содощелочного

Молотый шлак дул ь упругости, КПа ент трещиностойкварцевый кости плава с 1, 25 г/

I/см

28,4 — 0,95 21,5

28,4 0,2 1,00 21,5

48,4

16,0 7,2

48,2

16,0

48,05 28,4 0,35 1,025 21,0

16,0 7,2 у

16,0 7,2

28407105165

47,9

47,7

Таблица5

Состав бетона, мас.%

КоэффициМолотый шлак

Полиизо- Песок

Щебень цианат

70% кварцевый са

16,0

7,2

28,4

48,05 0,35

48,05 0,35

48,05 0,35 I, 025

55,5

16,0

7,2

27,4 1

25,4 3

23,4 5

1,17

55,4

1,29 54,8

16,0

7,2

16,0

48„05 0,35

7,2

1,31

50,2

Pacтвор содощелочного плава

1,25 г/

/см керамзита +

30% золы — уноГ нт трещиностойкости

Прочность при сжатии,мПа!

Таблица 6

1331852

Состав бетона, мас,7

Прочность при сжатии, MIIa

Коэффициент

Песок

Раствор Щебень

Молотый шлак

Мелкий заполни тель (М „р) Полиизоцианат трещикостойсодощелочного кварцевый кости плава с

1,25 г/

/см

3 (О 8) 1 33

3 (1 2) 1 31

55,9

25,4 .

16,0 7,2

16,0 7,2

55,5

25,4

16,0 7,2

54,0

25 4 3 (! 6) 1 28

16,0 7,2

3 (20) 1 21

25,4

50,3

Таблица 7

Остаток Остаток, Х, на ситах с размером отверстий, мм

0,63

l 25

0,14

2,5

0,315

Дно его В том числе зола унос

29,6 51.,3 30

5,4

0,8

3,1

10,3

Частный 0,3

0,3 3,4

48,7 100

8,8

19,1

Полный

10,6

15,2

6,8

Частный 1, 1

6,9

18,5

33,7

Полный

1,2

16,3

19,2

11,7

Частный 2,5

1,6

14,2

49,7

2,5

30,5

Полный

12,2

27„1

Частный 2,8

20,5

2,0

62,6

15,0

35,5

2,8

Полный

Составитель Т.Сельченкова

Редактор О.Юрковецкая Техред N.Õîäàíè÷

Корректор А ° ТЯско

Заказ 3765/21 Тираж 587

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская цаб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

48,05 0,35

48,05 0,35

48,05 0,35

48,05 0,35

25,1 41,2 30

58,8 100

13,4 36,9 30

63, 1 100

21,5 15,9

84,1 100