Способ получения активированной строительной смеси

 

Изобретение относится к строительным материалам и применяется для изготовления бетонных и железобетонных изделий. Технический результат - повышения механической прочности, морозостойкости и трещиностойкости бетонных изделий. Активированную строительную смесь получают путем механического смешивания и активации цемента, воды затворения, песка и пластифицирующей добавки в роторном смесителе, причем сначала в роторный смеситель подают воду затворения из расчета получения водоцементного отношения 0,33 - 0,39 и 0,1 - 0,3 пластифицирующeй добавки от ee общего количества, затем подают цемент и часть песка в соотношении 1 : (1,0 - 1,15) до получения смеси подвижностью 50 - 60 мм в политропном режиме в течение 150 - 220 с и мощности ротора 50 - 150 Вт/кг, после чего добавляют остаточное количество песка до получения соотношения цемент : песок, равного 1 : (1,7 - 2,3), и одновременно добавляют остаточное количество пластифицирующей добавки, при этом общее количество указанной добавки 0,57 - 1,2% от массы цемента, при неизменном водоцементном отношении, и осуществляют повторное перемешивание при мощности ротора 55 - 130 Вт/кг в течение 17 - 35 с до образования литой однородной смеси подвижностью 130 - 230 мм. В качестве пластифицирующей добавки используется, например, натриевая соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров альфа-метилстирола. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к способам получения активированных литых бетонных смесей, используемых в технологии изготовления бетонных и железобетонных изделий в монолитном домостроении, а также в технологии изготовления особо тонкостенных и густоармированных строительных изделий и конструкций.

Известен способ механической активации строительных смесей в высокоскоростных смесителях турбулентного типа, позволяющий получить смесь с высокой однородностью, не расслаивающейся при хранении и транспортировании [1].

Недостатком известного технического решения является относительно низкая трещиностойкость готового материала.

Наиболее близким из предлагаемых является способ получения активированной строительной смеси путем механического смешения цемента, пластифицирующей добавки, песка и воды затворения в роторном смесителе [2].

Настоящее изобретение решает задачу по получению высокоэффективных литых строительных смесей в широком диапазоне изменения количественных соотношений цемент : песок. Бетонные изделия, изготовленные на основе таких смесей, отличаются высокой механической прочностью, морозостойкостью и трещиностойкостью. Задача реализуется за счет способа получения активированной строительной смеси, включающего механическое смешивание и активацию цемента, воды затворения, песка и пластифицирующей добавки в роторном смесителе, причем сначала в роторный смеситель подают воду затворения из расчета получения водоцементного отношения 0,33 - 0,39 и 0,1 - 0,3 пластифицирующей добавки от ее общего количества, затем подают цемент и часть песка в соотношении 1 : (1,0 - 1,15) до получения смеси подвижностью 50 - 60 мм в политропном режиме в течение 150 - 220 с и мощности ротора 50 - 150 Вт/кг, после чего добавляют остаточное количества песка до получения соотношения цемент : песок, равного 1 : (1,7 - 2,3), и одновременно добавляют остаточное количество пластифицирующей добавки, при этом общее количество указанной добавки 0,57 - 1,2% от массы цемента, при неизменном водоцементном отношении, и осуществляют повторное перемешивание при мощности ротора 55 - 130 Вт/кг в течение 17 - 35 с до образования литой однородной смеси подвижностью 130 - 230 мм.

В качестве пластифицирующей добавки используют натриевую соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров альфа-метилстирола с формальдегидом или натриевую соль сульфированного продукта термической конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров альфа-метилстирола, или натриевую соль сульфированного продукта конденсации нафталина с формальдегидом, или их механическую смесь при их массовом соотношении 1:1:1, в смеси с полиоксиэтиленовым эфиром нормального бутилового спирта с молекулярной массой 4300 - 4400.

Активированные литые смеси могут быть эффективно использованы в технологии изготовления густоармированных строительных изделий и конструкций, а также тонкостенных бетонных оболочек с толщиной стенки 3 - 8 мм, обладающих высоким качеством лицевой поверхности.

Активацию строительной смеси осуществляли по следующей методике.

В роторный смеситель периодического действия объемом 5 л помещали расчетное количество воды затворения и пластифицирующей добавки. Затем включали ротор и в режиме интенсивного перемешивания добавляли расчетное количество цемента и часть песка в таком количестве, чтобы их соотношение находилось в пределах 1:(1 - 1,15), и смесь перемешивали в течение 150 - 220 с при мощности механического перемешивания 50 - 150 Вт/кг. Затем при работающей мешалке в роторный смеситель добавляли одновременно оставшиеся части песка и пластификатора и вели активацию смеси в политропном режиме в течение 17 - 35 с при мощности механического воздействия 55 - 130 Вт/кг до образования однородной литой смеси подвижностью 130 - 230 мм с последующей заливкой ее в формы.

Механическую прочность бетона определяли по ГОСТ 10180, подвижность смеси - по Суттарду, морозостойкость и трещиностойкость готового бетона - по методике НИИЖБ, изложенной в книге М.Ю. Лощинского "Испытание бетона", М., Стройиздат, 1980, с. 219.

В работе были использованы следующие материалы: цемент Воскресенского завода М 500, песок Тучковского карьера фракции 0 - 5 мм, техническая вода по ГОСТ 249202-81, а пластификатор ФОК - по ТУ 75-06804-71-88, модификатор ФОК-М по ТУ 2601-156-00284807-94, пластификатор С-3 по ТУ 6-36-0204229-625-90, полиоксипропиленовый эфир н-бутилового спирта (ПОЭФ) с молекулярной массой 4300 - 4400 по ТУ 6-14-300-80.

Из свежеприготовленных активированных смесей готовили образцы-балочки размером 4 x 4 x 16 см и кубы с размером длиной ребра 10 см по стандартной методике изготовления образцов лабораторного типа. Часть образцов оставляли на хранение в нормально влажностных условиях при температуре 20^oC, а другую часть подвергали тепловлажностной обработке по режиму 3 + 3 + 6 + 4 ч при температуре 65^oC.

Примеры конкретного приготовления активированных строительных смесей и физико-механические свойства готовых изделий приведены в таблицах 1 - 3.

Составы строительных смесей, мас.части, см. в табл. 1.

Сопоставительный анализ таблицы 3 показывает, что применение предлагаемого технического решения позволяет получать высокоэффективные активированные литые строительные смеси, обеспечивающие высокие показатели по физико-механическим свойствам готового бетона. Соблюдение оптимальных технологических параметров активации в пределах заявленных условий приводит к повышению механической прочности бетона на 25 - 47%, морозостойкости - на 33 - 50%, а также трещиностойкости и качества лицевой поверхности бетона - на 25 - 40% при сохранении высоких реологических свойств формовочной смеси (примеры 2 - 5) по сравнению с известным техническим решением (пример 1).

Применение же предлагаемого способа активации за пределами заявленных условий (примеры 6 - 7) не приводит к достижению положительных результатов.

Источники информации 1. Гершберг О. А. Технология бетонных и железобетонных изделий, 1971, стр. 146.

2. RU, 2017701, C 04 B 40/00, 1994.

Формула изобретения

1. Способ получения активированной строительной смеси, включающий механическое смешивание и активацию цемента, воды затворения, песка и пластифицирующей добавки в роторном смесителе, отличающийся тем, что сначала в роторный смеситель подают воду затворения из расчета получения водоцементного отношения 0,33 - 0,39 и 0,1 - 0,3 пластифицирующей добавки от ее общего количества, затем подают цемент и часть песка в соотношении 1:(1,0 - 1,15) до получения смеси подвижностью 50 - 60 мм в политропном режиме в течение 150 - 220 с и мощности ротора 50 - 150 Вт/кг, после чего добавляют остаточное количество песка до получения соотношения цемент:песок, равного 1:(1,7 - 2,3), и одновременно добавляют остаточное количество пластифицирующей добавки, при этом общее количество указанной добавки 0,57 - 1,2% от массы цемента, при неизменном водоцементном отношении, и осуществляют повторное перемешивание при мощности ротора 55 - 130 Вт/кг в течение 17 - 35 с до образования литой однородной смеси подвижностью 130 - 230 мм.

2. Способ получения активированной строительной смеси по п.1, отличающийся тем, что в качестве пластифицирующей добавки используют натриевую соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров альфа-метилстирола с формальдегидом, или натриевую соль сульфированного продукта термической конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров альфа-метилстирола, или натриевую соль сульфированного продукта конденсации нафталина с формальдегидом, или их механическую смесь при их массовом соотношении 1:1:1 в смеси с полиоксиэтиленовым эфиром нормального бутилового спирта с мол.м. 4300 - 4400.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3