Способ приготовления бетонной смеси

 

Предлагаемое изобретение относится к способу производства строительных материалов, к технологии приготовления бетонных смесей, и может быть использовано при выполнении монолитных бетонных работ и выпуске сборных железобетонных изделий и конструкций. Способ приготовления бетонной смеси заключается в предварительном перемешивании цемента, отходов формовочных смесей и шлака металлургического производства в течение 55 мин при мощности механического воздействия 120 Вт/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%: (50-70) : (20-35) : (10-15) с последующим смешением с заполнителем, а также водой. Предлагаемый способ приготовления бетонной смеси позволяет в сравнении с прототипом увеличить прочность при сжатии на 30-50%, повысить коэффициент использования вяжущего на 10-20%. 2 табл.

Изобретение относится к технологии строительного производства, а именно к технологии изготовления бетонных смесей на мелком и крупном заполнителе, может быть использовано для получения монолитных и сборных изделий из бетона и железобетона.

Известен способ приготовления бетонной смеси путем повторного домола либо смешением предварительно размолотных портландцемента и различных добавок (песок, доменные шлаки, известняк, гранит) в шаровых мельницах при соотношении компонентов (70. . . 30)% - (25...75)% в течение одного-двух часов с последующим смешением с заполнителями и водой [1]. Установлено, что наиболее высокие физико-механические характеристики тяжелых бетонов получены с добавками в виде песка и доменного шлака [1, с. 38].

Известен также способ приготовления бетонной смеси путем смешения цемента с кремнеземсодержащим компонентом и последующее перемешивание с заполнителем и водой [2].

К недостаткам известных способов приготовления бетонной смеси следует отнести: значительное время обработки цемента с добавками 1...2 часа [1, с. 18]; повышенная жесткость бетонных смесей (30 сек и более) и усложнение технологии в результате использования пригрузов; повышенный расход клинкерной части вяжущего и невысокие прочностные характеристики; использование цементов высоких марок (М500); необходимость использования строительного кварцевого песка; отсутствие комплексного подхода к переработке вторичных материальных ресурсов.

Целью изобретения является снижение расхода цемента, увеличение прочности бетона, повышение коэффициента использования вяжущего.

Поставленная цель достигается тем, что перед приготовлением бетонной смеси осуществляется предварительное перемешивание цемента, кремнеземистого компонента с последующим смешением с заполнителями, а также водой.

В качестве добавок были использованы отходы формовочных смесей (ОФС) - мелкозернистое вещество черного цвета и шлаки металлургического производства - ваграночный, доменный, феррохромовый, химический состав которых приведен в табл. 1.

Одновременное введение шлаков металлургического производства, представляющих собой в основном силикаты кальция, способствует формированию оптимальной pH-среды взаимодействия и увеличению количества активного связующего.

Прирост прочностных характеристик бетона при уменьшении доли клинкерной части вяжущего обусловлен также эффектом "легирования", т.е. влиянием небольших количеств редких окислов, содержащихся в ОФС и шлаках, на тип образующихся низкоосновных гидросиликатов кальция, обеспечивающих высокие физико-механические показатели бетона.

Модифицированные зерна кварца ОФС, покрытые тонкой пленкой кремнийорганических соединений, и измельченный шлак благодаря своей остеклованной поверхности обнаруживают в бетонной смеси пластифицирующие свойства, снижая при этом количество вводимой воды затворения. Таким образом, совместное использование ОФС и шлаков по предлагаемой технологии снижает водопотребность вяжущего при равной удельной поверхности S_уд = 4700...4800 см²/г [1, с. 25] и обеспечивает дополнительный прирост прочности.

Совместная обработка цемента, ОФС и шлаков металлургического производства может осуществляться в любом измельчающем устройстве - шаровой мельнице, стержневом смесителе, вибромельнице, струйной мельнице, испарителе и т.д.

Бетонная смесь готовится в следующей последовательности: вначале осуществляется совместный помол портландцемента, ОФС и шлака, после чего полученное вяжущее перемешивается с мелким и крупным заполнителем, а также водой.

В табл. 2 приведены примеры приготовления бетонной смеси при различных соотношениях цемента, ОФС и шлака и прочностные характеристики бетона, полученного по предлагаемой технологии. Твердение бетонов осуществлялось в естественных воздушно-влажностных условиях.

Способ приготовления бетонной смеси по изобретению позволяет получать тяжелые бетоны повышенной прочности (классов В25-В35) при использовании цементов рядовых марок, уменьшить расход цемента в вяжущем и предполагает комплексную утилизацию отходов металлургического производства. Данный способ может быть реализован на металлургических предприятиях, цементных заводах, либо в виде самостоятельного производства.

Пример осуществления изобретения.

Материалы: портландцемент Пикалевского завода с активностью 41,2 МПа; ОСФ, шлаки - отходы литейных производств металлического и Ижорского завод г. Санкт-Петербурга; щебень гранитный мытый фракции 5...10 мм;
песок кварцевый с M_кр = 2,3;
вода водопроводная питьевая.

Формула изобретения

Способ приготовления бетонной смеси, включающий предварительное перемешивание цемента с кремнеземсодержащим компонентом и последующее перемешивание полученного вяжущего с заполнителями и водой, отличающийся тем, что предварительному перемешиванию подвергают цемент, отработанную формовочную смесь отход литейного производства и шлак металлургического производства при соотношении компонентов соответственно, мас. (50 70) (20 35) (10 - 15), при этом перемешивание ведут в течение 55 мин при мощности механического воздействия 120 Вт/кг.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2