Способ приготовления бетонной смеси
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, используемых для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, устройства дорожных и аэродромных покрытий и стяжек, гидроизоляционных и торкретных работ. Способ приготовления бетонной смеси включает предварительную активацию золы гидроудаления ТЭС с частью воды затворения с последующим перемешиванием полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения, причем золу гидроудаления ТЭС активируют при водотвердом отношении от 0,3 до 0,5, вначале при скорости соударения частиц 20,0-30 м/сек и в течение 1,0-2,0 сек, а затем в течение 2,0-3,0 сек при скорости соударения частиц 35,0-45,0 м/сек, а перемешивание полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: цемент 270-340; зола гидроудаления ТЭС 60-130; заполнители: песок - 510; крупный заполнитель 1260; вода - 200. В указанном способе можно использовать золу гидроудаления ТЭС следующего состава, мас.%: SiO2 51,10; Al2О3 23,14; Fe2O3 8,94; FeO 2,28; TiO2 1,13; MgO 0,84; CaO 1,38; K2O 3,12; Na2O 1,54; примеси - остальное. В зольную суспензию в процессе активации и/или после ее окончания могут быть введены функциональные добавки. Технический результат - получение бетонов повышенной прочности. 1 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, используемых для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, устройства дорожных и аэродромных покрытий и стяжек, гидроизоляционных и торкретных работ.
Известен, например, способ получения цементно-водной суспензии и устройство для его осуществления, включающий перемешивание гидравлического вяжущего вещества, преимущественно цемента, с водой или с наполнителем и водой с физико-механической активацией цемента в составе получаемой в смесительном устройстве цементно-водной суспензии за счет кавитации. Предложенный способ получения цементно-водной суспензии и устройство для его осуществления позволяет получить такую бетонную смесь и бетон на ее основе, которые повышает прочность бетона в возрасте 28 суток (патент РФ 2257294, МПК В28С 5/16, опубл. 2005.05.20).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления бетонной смеси, заключающийся в том, что золу гидроудаления ТЭС, карбонатную пыль и добавку фильтрат цитрата кальция (ФЦК) активируют с частью воды затворения при соотношении твердой и жидкой фаз 1:1 в роторно-пульсационном аппарате в течение 1 мин при скорости вращения ротора 3000 об/мин с последующим перемешиванием полученной суспензии с остальными компонентами бетонной смеси и оставшейся частью воды затворения. (Авторское свидетельство СССР №1721036, МПК С04В 38/08.)
Задачей настоящего изобретения является разработка способа приготовления бетонной смеси, обладающей повышенной прочностью.
Предлагаемый способ заключается в том, что предварительно золу гидроудаления ТЭС активируют при водотвердом соотношении от 0,3 до 0,5 с частью воды затворения, вначале в течение 1,0-2,0 сек при скорости соударения частиц 20,0-30,0 м/сек, а затем в течение 2,0-3,0 сек при скорости соударения частиц 35,0-45,0 м/сек, а перемешивание полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| цемент | 270-340 |
| зола гидроудаления | 60-130 |
| песок | 510 |
| крупный заполнитель | 1260 |
| вода | 200 |
Предпочтительно использовать золу гидроудаления ТЭС следующего состава, мас.%:
| SiO2 | 51,10 |
| Al2О3 | 23,14 |
| Fe2O3 | 8,94 |
| FeO | 2,28 |
| TiO2 | 1,13 |
| MgO | 0,84 |
| CaO | 1,38 |
| K2O | 3,12 |
| Na2O | 1,54 |
| примеси | остальное |
В зольную суспензию в процессе активации и/или после ее окончания дополнительно вводят различные функциональные добавки:
1 - пластифицирующие и водоредуцирующие; 2 - водоудерживающие или улучшающие перекачиваемость; 3 - замедлители схватывания и твердения; 4 - ускорители схватывания и твердения; 5 - кольматируюшие поры; 6 - газообразующие; 7 - воздухововлекающие; 8 - противоморозные.
В процессе активации происходит процесс раскалывания и частичное истирание золы, при этом наблюдается двухкратное увеличение удельной поверхности зольных частиц при невысоком удельном энергопотреблении - порядка 3,0 кВт на 1 тонну золы.
Технический результат - получение бетона с активированной зольной суспензией с характеристиками, обеспечивающими прирост прочности бетона на 20-30%.
В качестве активаторов для осуществления предлагаемого способа могут быть использованы дезинтеграторы, турбулентные и струйные смесители различного типа и т.п.
Примеры составов зольной суспензии, параметры активации золы гидроудаления ТЭС, имеющей состав, мас.%: SiO2 51,10; Al2O3 23,14; Fe2O3 8,94; FeO 2,28; TiO2 1,13; MgO 0,84; CaO 1,38; K2O 3,12; Na2O 1,54; примеси - остальное - представлены в табл.1. Соотношения компонентов бетонной смеси и показатели прочности получаемого бетона - в табл.2.
В качестве цемента в примерах выполнения использован портландцемент М 500 Д0 Старооскольского цементного завода, в качестве песка - строительный кварцевый песок, в качестве крупного заполнителя - гранитный щебень фракции 5-20 мм, в качестве добавки: пластифицирующая С-3; ускоритель твердения - сульфат натрия (СН); воздухововлекающая - смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ).
В результате проведенных испытаний установлено, что использование именно предложенного способа обеспечивает улучшение основных характеристик бетона.
| Таблица 1 | |||||
| № примера | Параметры активации золы | ||||
| Время активации, сек | В/Т | Скорость соударения частиц, м/сек | |||
| начало | конец | начало | конец | ||
| 1 | 1,0 | 3,0 | 0,4 | 20,0 | 35,0 |
| 2 | 2,0 | 2,0 | 0,5 | 25,0 | 40,0 |
| 3 | 2,0 | 3,0 | 0,45 | 30,0 | 45,0 |
| Таблица 2 | ||||||
| Компоненты бетонной смеси и свойства бетона | Соотношение компонентов бетонной смеси по составам, кг/м3 |
|||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Цемент | 270 | 340 | 280 | 270 | 340 | 280 |
| Зола гидроудаления | 120 | 60 | 130 | 120 | 60 | 130 |
| Песок | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 |
| Щебень | 1260 | 1260 | 1260 | 1260 | 1260 | 1260 |
| Вода | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| Добавка (% от массы цемента): - пластификатор С-3 - 0,4%; - ускоритель - сульфатнатрия - 0,5%; - воздухововлекающая СНВ - 0,01% |
|
|
|
1,08 |
1,7 |
0,028 |
| Rсж. в 28 сут, МПа | 43,5 | 48,5 | 41,3 | 44,3 | 49,9 | 40,9 |
| Примечание к табл.2: в приведенных составах использована зольная суспензия по таблице 1; в составах 1 и 4 - зольная суспензия по примеру 1, в составах 2 и 5 - по примеру 2, в составах 3 и 6 - по примеру 3. |
1. Способ приготовления бетонной смеси, включающий предварительную активацию золы гидроудаления ТЭС с частью воды затворения с последующим перемешиванием полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения, отличающийся тем, что золу гидроудаления ТЭС активируют при водотвердом отношении от 0,3 до 0,5, вначале при скорости соударения частиц 20,0-30 м/с и в течение 1,0-2,0 с, а затем в течение 2,0-3,0 с при скорости соударения частиц 35,0-45,0 м/с, а перемешивание полученной зольной суспензии с цементом, заполнителями и оставшейся частью воды затворения осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| цемент | 270-340 |
| указанная зола гидроудаления | 60-130 |
| заполнители: | |
| песок | 510 |
| крупный заполнитель | 1260 |
| вода | 200 |
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют золу гидроудаления ТЭС следующего состава, мас.%:
| SiO2 | 51,10 |
| Al2O3 | 23,14 |
| Fe2О3 | 8,94 |
| FeO | 2,28 |
| TiO2 | 1,13 |
| MgO | 0,84 |
| CaO | 1,38 |
| K2O | 3,12 |
| Na2O | 1,54 |
| примеси | остальное |
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зольную суспензию при активации и/или после окончания дополнительно вводят функциональные добавки.
