Бетонная смесь

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении специальных бетонов, работающих в конструкциях на растяжение, растяжение при изгибе и ударных нагрузках. Для повышения прочности на растяжение и ударной стойкости бетона при расширении области его применения бетонная смесь содержит цемент 1 мас.ч. щлак производства предельного чугуна с модулем основности 0,75-0,95, с количеством кристаллической формы 89 100% и зерен лешадной формы 35-70% фракции 0-5 мм 1-2,5 мае.ч, и фракции 5-10 мм 1-1,5 мае.ч., воду 0,3- 0,5 мае.ч. Причем смесь мелкого и крупного заполнителя из шлака имеет следующий зерново.й состав, мас.%: 38-50 .фракции 5-10 мм,- 16-28 фрак- /Ции 2,5-5 мм; 14-22 фракции 0,63- 2,5 мм; 8-12 фракции 0,14-0,63 ММ и 4-8 фракции менее 0,14 мм Из бетон- ,-ной смеси получают бетон марок 500-- 1100 с прочностью на сжатие, который характеризуется прочностью на осевое растяжение 4,8-8,7 МПа, прочностью на растяжение при изгибе 8,3-17,3 Jffla и удельной работой удара 12,4- 18,7 Дж/см . 2 табл. 5 s |3ssa

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4231 205/29-33 (22) 16,04,87 (46) 30,03,89. Бюл. 11- 12 (71) Новокузнецкое отделение Уральского научно-исследовательского и проектного института строительных материалов (72) Н.И,Фецынин, Н.П,Феськова, Б .А,Кустов, А.С.Янковский, В,A.Коптяев, Ю М.Седельницкий, H,В,Орининский и А.А.Мясник (53) 666.97.35(088.8) (56) Баженов Ю,М, Технология бетона.

М.: Высшая школа, 1978, с.290, Авторское свидетельство СССР

У 477961, кл. С 04 В 28/02, 1973. (54) БЕТОННАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к производствуу с троительных материалов и может быть использовано при изготовлении специальных бетонов, работающих в конструкциях на растяжение, растяжение при изгибе и ударных нагрузках.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и сборного железобетона и может применяться для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, преимущественно работающих на растяжение, растяжение при изгибе и ударных нагрузках.

Цель изобретения — повышение прочности на растяжение и ударной стойкости бетона при расширении областиего применения.

„„SU„„.1468881 А1

Для повышения прочности на растяжение и ударной стойкости бетона при расширении облас ти е го применения бетонная смесь содержит цемент 1 мас.ч. шлак производства предельного чугуна с модулем основности 0,75-0,95, с количеством кристаллической формы 891003 и зерен лешадной формы 35-70Х фракции 0-5 мм 1-2,5 мас.ч, и фракции 5-10 мм 1-1,5 мас.ч,, воду 0,30,5 мас,ч, Причем смесь мелкого и крупного заполнителя из шлака имеет следующий зерновой состав, мас.Е:

38-50,фракции 5-10 мм; 16-28 фрак4 ии 2,5-5 мм; 14-22 фракции 0,632,5 мм; 8-12 фракции 0,14-0,63 мм и

4-8 фракции менее 0,14 мм. Из бетонной смеси получают бетон марок 5001100 с прочностью на сжатие, который характеризуется йрочностью на осевое растяжение 4,8-8,7 МПа, прочностью на растяжение при изгибе 8,3-17,3 МПа и удельной работой удара )2,418,7 Дж/см . 2 табл, Э

Бетонная смесь, включающая цемент, мелкий и крупный заполнители иэ закристаллизованного шлака доменного производства и воду, содержит в качестве мелког и крупного заполнителя шлак производства пер .цельного, чугуна с модулем основности 0,750,95 с количеством кристаллической фазы 89-1007 и зерен лещадной формы

35-707. фракции 0-5 и 5-10 мм при следующем соотношении компонентов,мас,ч:

1468881

Цемент 1

Укаэанный шлак фракции 0-5 мм 1-2, 5 фракции 5-10 мм 1-2,5

Вода 0,3-0,5 .

При этом смесь мелкого и крупного заполнителя имеет зерновой состав, мас. :

5-10 мм 38-50 10

2,5»5 мм 16-28

0,63-2,5 мм 14-22 . - О,14-0,63 8-1 2

Менее 0,14 мм 4-8, Модуль основности шлака выражает- 15

Сао + МаО ся соотношением M о 1 SiO»+ A120з с

Заполнитель из шлака для бетонной смеси получают в процессе послойной заливки шлакового расплава в 20 траншеи, медленного его охлаждения, разработки траншеи, дробления и рас; сева. Для получения указанного фракционного состава и высокого содержа= ния зерен лещадной формы (35-70 ) при содержании кристаллической фазы

89-100 проводят длительное охлаждение расплава без полива водой в течение 5-7 сут в слоях толщиной

300 мм и выше. Дробление шлака осуще-30 ствляют сначала на щековой дробилке» а затем на машинах раздавливающего действия типа валковых дробилок, При этом установлено» что кислый шлак производства передельного чугуна с З5 модулем основности 0,75-0,95 характе" ризуется высокой кристаллизационной способностью при медленном остывании.

Шлак представлен преимущественно скелетными формами крупных удлиненных 40 призматических и таблитчатых кристаллов мелилита, состоящего из минералов состава геленита и окерманита.

Пример. Для получения бетона готовят смеси компонентов, содержа- 45 щие,в качестве цемента — шлакопортландцемент У 400 1 мас.ч» мелкий заполнитель фракции 0-5 мм и крупный заполнитель фракции 5-10 мм из шлака производства передельного чугуна 50

CaO + MRO с модулем основности М,=, -т — — -- — =

SiO + Al О

"- 0,75-0»95, с количеством кристаллической фазы 89-100 и лещадных зерен 35-70 (по массе) соответственно .55

1-2,5 и 1-1,5 мас.ч. и воду 0,30,5 мас,ч. При этом смесь мелкого и крупного заполнителя имеет зерновой состав, мас. .: 5-10 мм - 38-50; 2,55 мм — 16-28; 0,63- 2,5 мм — 14-22;

О, 14-0, 63 мм — 8-1 2; менее О, 14 мм4-8.

Для получения сравнительных данных в сопоставимых условиях все смеси готовят равноподвижными при содержании воды, обеспечивающей одинаковую удобоукладываемость по осадке стандартного конуса, 2-3 см.

Составы, смесей и расходы сырьевых материалов представлены в табл,1, Компоненты смесей перемешивают обычным способом в бетоносмесителе и формуют на виброплощадке образцы размером 10xlОх10 см и lохlох40 см для определения физико-механических свойств бетона, Образцы пропаривают при 100 С по режиму 3+10+3 ч (подьем температуры, изотермическая выдержка» охлаждение) и испытывают в возрасте 28 сут последующего твердения в нормальных условиях. Образцы испытывают на сжатие, осевое растяжение, растяжение при изгибе и ударную стойкость.

Показатели физико-механических свойств бетона по результатам испытаний представлены в табл,2, Бетонная смесь позволяет по сравнению с известными мелкозернистыми шлакобетонными смесями существенно, улучшить специальные свойства бетона при одинаковой марочной прочности— повысить прочность бетона на осевое растяжение» растяжение при изгибе и ударную стойкость.

Сущность достигаемого улучшения специальных свойств бетона состоит в том, что положительный фактор армирующего эффекта мелкозернистого шлакового заполнителя в смеси по изобретению существенно преобладает над известным отрицательным фактором влияния лещадных зерен заполнителя на свойства бетонной смеси и бетона иэ-за ухудшения удобоукладываемости, повышения пустотности и др. Это и позволяет при сохранении прочности бетона на сжатие значительно повысить такие важные показатели специальных свойств бетона, как прочность на растяжение (осевое и при изгибе) и ударная стойкость.

Увеличенные пределы содержания лещадных (удлиненных) зерен до 35-70Х и отдельных фракций в заполнителе бетона экспериментально определены

5 14 исходя иэ положений теории измельчения хрупких материалов, которые заключаются в том, что при дроблении шлака разрушение происходит по наиболее слабым местам структуры, т.е. при повышенной эакристаллиэованности материала по плоскостям, расположенным в основном по направлению главных длинных осей кристаллов мелилита, а также по микротрещинам и порам. При этом с уменьшением размера зерен шлака до определенного предела прочность их непрерывно повышается. При постепенном измельчении крупных кусков шлака до получения мелкого заполнителя фр. 0-5 мм и крупного заполнителя фр.5-10 мм кристаллы мелилита оказываются направленными по длине зерен лещадной и игловатой форм,при этом размеры кристаллов соизмеримы с длиной зерен. Зерна такой формы выполняют в бетоне роль армирующего элемента, повышающего прочность материала на растяжение и ударную стойкость. Исследования показали, что армирующий эффект лещадных зерен saполнителя в наибольшей степени усиливается при использовании доменного шлака производства передельного. чугуна с модулем основности в пределах 0,75-0,95 и содержанием кристаллической фазы 89-100Х.

Улучшение специальных физико-механических свойств бетона позволяет расширить область его эффективного применения, в час тиос ти, по зволяе т использовать его для изготовления свай, железнодорожных шпал, шпунтов, тонкостенных изгибаемых конструкций, I

68881 6 фундаментов, работающих при динами ческом иагружении и др. Бетонная смесь может быть использована на дей5 с тв ующих и проектируемых заводах сборного железобетона, применяющих заполнители иэ доменного шлака, формула иэобре тения

l. Бетонная смесь, включающая цемент, мелкий и крупный заполнители из закристаллиэованного шлака доменного производства и воду, о т л и " ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности на растяжение и ударной стойкости бетона при расширении области его применения, она содержит в качестве мелкого и крупного

20 заполнителей шлак производства предельного чугуна с модулем основности

0,75-0,95 с количеством кристаллической фазы 89-IOOX и зерен лещадной формы 35-70Х фракции 0-5 и 5-10 мм

25 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Цемент 1

Указанный шлак фракции 0-5 мм 1,0-2,5 фракции 5-10 мм 1,0-1,5

Вода 0,3"0,5.

2. Смесь по п,l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что смесь мелкого и крупного заполнителей имеет следую35 щий зерновой состав, мас .X:

5-10 мм 38-50

2,5-5,0 мм 1 6-28

0,63-2,5 мм 14-22

0 14-0,63 мм 8-12

40 Менее 0,14 мм 4-8, 3468883

«3 ЯЯ »1- -P 213

1 чэ!Фс

3 о о

Ol «е Ql 00 е о ч 3ce е о, а3а е3в

» ° 4ф Ф« о ч о и î cv.,о у о1еч

lA ф »

D )з

«р

МЪ

»»ю : ф »I о . Ф

Ю»» CV

1 л

e, D

В, »В о

»л; о ч о ч

СЧЗСЧ О СЧ е, л сч о4/ъ сч

«в », фФ )»

1468881

Таблица 2

Бетонная смесь

Показатели свойств бетона в возрасте 28 сут

Сос"

Марка бетона тав

Прочнос ть

Прочнос ть

Прочность по прочностии на сжана осена растяжение вое тие, MIIa

Составитель В.Образцов

Редактор М. Циткина Техред М.Дидик Корректор С.йекмар

Заказ 1315/23 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгтиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

По изоб- I рете- 2 нко 3

Извест- 4 ная смесь 5 на сжатие, P кгс/см 500

1100

53,9

843,5

118,3

52,8

112 растяжение, МПа

4,8

6,4

8,7

3,3

5,8 при изгибе, МПа

8,3

l3,2

17,3

5,4

12,2

Удельная работа удара, Дж/см

12,4

15,8

18,7

6,5

9 1