Бетонная смесь


 


Владельцы патента RU 2463271:

Балабанов Вадим Борисович (RU)
Николаенко Валерий Леонидович (RU)

Предлагаемое изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, тротуарной плитки, а так же для устройства верхних и нижних слоев дорожного покрытия и их последующем ремонте. Бетонная смесь включает цемент, активированную золу ТЭЦ, песок, крупный заполнитель и воду. Бетонная смесь дополнительно содержит мелкую фракцию до 3 мм и крупную фракцию от 5 мм до 20 мм асфальтобетонного гранулята, при следующем соотношении компонентов в материале, мас.ч.:

Цемент 356 Зола уноса 89 Песок 561 Крупный заполнитель 685 асфальтобетонный гранулят (мелкий ф. до 3 мм) 50 асфальтобетонный гранулят (крупный ф. 5 мм - 20 мм) 468 Вода 180

Технический результат - повышение прочности и качества бетона. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, тротуарной плитки, а так же для устройства верхних и нижних слоев дорожного покрытия и их последующем ремонте.

В истории развития автомобильных дорог наступил момент, когда старые, то есть традиционно используемые асфальтобетонные покрытия, применяемые с XIX века, уже не соответствуют современным требованиям из-за возросших нагрузок на ось транспортных средств, а новых дорожных покрытий, отвечающих всем требованиям современного этапа развития автопромышленного комплекса, нет.

В настоящее время на существующих автомобильных дорогах Российской Федерации сложилась ситуация, когда конструкции дорожных одежд не отвечают требованиям по долговечности и несущей способности. Автомобильные дороги по своим транспортно-эксплуатационным характеристикам рассчитаны на нагрузку 6-10 тонн на ось, что не соответствует постоянно растущей интенсивности движения, грузонапряженности перевозок, появлению новых видов транспортных средств с увеличенными нагрузками на ось 11-13 тонн. Все это приводит к быстрому разрушению асфальтобетонных покрытий, колееобразованию. При этом приходится чаще ремонтировать покрытия, межремонтные сроки сокращаются, что приводит к увеличению затрат на содержание и последующий ремонт дорожных одежд.

Одним из путей получения качественного покрытия является применение бетонной смеси с использованием отходов промышленного производства. Поэтому применение особо жестких смесей является более целесообразным, по сравнению с традиционными бетонными смесями, из-за меньшего расхода цемента. В наибольшей степени этим требованиям отвечает укатываемый бетон.

Известна бетонная смесь (RU патент №2123989), применяемая в строительстве и устройстве дорожных и аэродромных покрытиях, представляющая собой смесь цемента, золошлаковой смеси, комплексной водопонижающей добавки, смеси ионов, хелатолигантов, водного раствора крепителя и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 27,0-41,0
Золошлаковая смесь 50,0-58,0
Комплексная водопонижающая добавка 0,5-2,5
Смесь ионов 0,01-0,42
Хелатолиганты 0,01-0,25
Водный раствор крепителя 1,5-5,0
Остаточная вода затворения Остальное

Известна бетонная смесь (RU патент №2311236, применяемая в строительстве и устройстве дорожных и аэродромных покрытиях, представляющая собой смесь цемента, золошлаковых отходов мусоросжигания, заполнителей, добавки - модификаторов, добавки - детоксикантов и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 20-25
Золошлаковые отходы мусоросжигания 40,0-60,0
Заполнитель 0-30
Добавка-модификатор 0,02-0,075
Добавка детоксикант 0,01-0,25
Вода Остальное

Недостатком указанных смесей является большое количество входящих компонентов в состав бетонной смеси, что ведет к сложности приготовления изделия и использованию более дорогой марки портландцемента М500, что приводит к ее значительному удорожанию.

Наиболее близким по технической сущности является бетонная смесь (RU патент №2351563), представляющая собой смесь цемента, золы гидроудаления, песка, крупного заполнителя и воды при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Цемент 270-340
Зола гидроудаления 60-130
Песок 510
Крупный заполнитель 1260
Вода 200

Недостатком указанной бетонной смеси является большой разбег приделов у цемента и золы гидроудаления, что влияет на количество мелкого (песок) и крупного заполнителя. В рецепте прототипа используется большое количество воды, что уменьшает жесткость бетона, а следовательно, не может применяться в качестве укатываемого бетона для дорожных покрытий. Кроме того, использование более дорогой марки портландцемента М500 и большое количество крупного природного заполнителя приводит к значительному удорожанию бетонной смеси.

В результатах проведенных исследований прототипа не указана плотность и морозостойкость бетона, что ставит под сомнение использование его в качестве укатываемого бетона согласно ГОСТ 10181.1-81, ГОСТ 10181-2000, ГОСТ 10060.0-95.

Для устранения указанных недостатков предлагается бетонная смесь, состоящая из цемента, золы уноса, песка, крупного заполнителя, мелкого фракции до 3 мм и крупного фракции от 5 мм до 20 мм асфальтобетонного гранулята (АГ), воды при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Цемент 356
Зола уноса 89
Песок 561
Крупный заполнитель 685
АГ (мелкий) 50
АГ (крупный) 468
Вода 180

Предпочтительно использование золы уноса ТЭЦ-6, г.Братска следующего состава:

Содержание элементов в расчете на оксиды Нормативный документ на метод испытания Величина, %
Потери при прокаливании ГОСТ 11022-95 Не более 5
SiO2 ГОСТ 10538-87 45.1-52.7
TiO2 ГОСТ 10538-87 0.3-0.4
Al2O3 ГОСТ 10538-87 6.5-11.4
Fe2O3 ГОСТ 10538-87 17.2-9.0
CaO ГОСТ 10538-87 24.5-12.5
MgO ГОСТ 10538-87 5.2-7.2
SiO2 ГОСТ 10538-87 45.1-52.7
K2O Методика №30-07 0.2-0.1
Na2O СО 34.37.528-94 0.5-0.4
SO3 ГОСТ 10538-87 3.40-0.56
CaO св ГОСТ 23227-78 Не более 10

Перед применением золы уноса она подвергалась активированию на шаровой мельнице. Активация золы проходила в течение 20 минут.

В качестве цемента в примерах выполнения использован активированный портландцемент М400 Ангарского цементного завода, в качестве песка применялся песок из отсева дробления речного ПГС, в качестве крупного заполнителя щебеня применялся щебень после дробления речного ПГС фракции 5-20 мм.

Получение асфальтобетонного гранулята из фрезерованного материала осуществляют на стационарных, самоходных и передвижных дробилках, куда его доставляют для дробления до требуемых размеров с последующей разгрохоткой по фракциям. Для этого используют в основном дробилки щекового и роторного типа. Дробление необходимо производить при пониженных температурах воздуха.

В качестве пластифицирующей добавки использовали промышленный суперпластификатор С-3.

Ускорители твердения и воздухововлекающие добавки не применялись.

Способ приготовления бетонной смеси:

Разбивают все заполнители на три равные части и приступают к приготовлению бетонной смеси:

1. перемешивают часть песка с частью мелкого АГ;

2. добавляют часть щебня, перемешивают;

3. добавляют часть крупного АГ, перемешивают;

4. добавляют золу уноса, перемешивают;

5. добавляют цемент, перемешивают;

6. весь процесс повторяют с добавлением оставшихся двух частей, после чего добавляют также тремя частями воду;

7. в заключение добавляют пластифицирующую добавку.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице:

Компоненты бетонной смеси и свойства бетона Еденица измерения Соотношение компонентов бетонной смеси по составам
1 2 1
Цемент кг/м3 356 356 356
Зола уноса кг/м3 89 89 89
Песок кг/м3 428 428 561
Крупный заполнитель кг/м3 685 685 685
АГ (мелкий) кг/м3 184 184 50
АГ (крупный) кг/м3 457 457 468
Вода кг/м3 200 190 180
Пластификатор С-3 (от массы цемента) % - 0,6 0,6
Плотность кг/м3 2248 2248 2308
Прочность (класс бетона) МПа В15 В20 В25
Морозостойкость цикл F 50 F 75 F 100
Подвижность (осадка конуса) см 1,5 1,5 0,6
В соответствии с ГОСТ 10181.1-81; ГОСТ 10181-2000; ГОСТ 10060.0-95 нет да да

Сравнивая состав бетонной смеси по прототипу и предлагаемый состав бетонной смеси с добавлением золы уноса и новой композитной составляющей отходов дорожного производства - асфальтобетонного гранулята, себестоимость предлагаемой смеси значительно ниже чем у прототипа при сохранении всех требований ГОСТ 10181.1-81, ГОСТ 10181-2000, ГОСТ 10060.0-95.

Кроме того, следует отметить что применение такой бетонной смеси требует незначительной энергоемкости, обеспечивается меньшая усадка, увеличивается расстояние между деформационными швами, а главное, сокращается срок строительства.

1. Бетонная смесь, включающая цемент, активированную золу ТЭЦ, песок, крупный заполнитель и воду, отличающаяся тем, что используют золу уноса, при этом бетонная смесь дополнительно содержит мелкую фракцию до 3 мм и крупную фракцию от 5 мм до 20 мм асфальтобетонного гранулята при следующем соотношении компонентов в материале мас.ч.:

Цемент 356
Зола уноса 89
Песок 561
Крупный заполнитель 685
Асфальтобетонный гранулят (мелкая ф. до 3 мм) 50
Асфальтобетонный гранулят (крупная ф. 5 мм-20 мм) 468
Вода 180

2. Бетонная смесь по п.1, отличающаяся тем, что используют золу уноса Братской ТЭЦ следующего состава, мас.%:

Содержание элементов в расчете на оксиды Величина, %
Потери при прокаливании He более 5
SiO2 45,1-52,7
ТiO2 0,3-0,4
Аl2O3 6,5-11,4
Fe2O3 17,2-9,0
CaO 24,5-12,5
MgO 5,2-7,2
SiO2 45,1-52,7
K2O 0,2-0,1
Na2O 0,5-0,4
SO3 3,40-0,56
СаО св He более 10


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к составу бетонной массы для изготовления безобжиговых и обжиговых огнеупорных изделий, выполнения монолитных футеровок, высокотемпературных агрегатов в металлургии и других отраслях, промышленности.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. .
Шпаклевка // 2462427

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству бетонных смесей на основе заполнителей из отходов угледобывающей отрасли, используемых для изготовления искусственных камней.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. .
Изобретение относится к составам бетонных смесей и может найти применение в производстве строительных материалов для изготовления стеновых камней, тротуарных плит и других бетонных изделий.
Изобретение относится к области строительства. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов
Изобретение относится к промышленности строительных материалов

Изобретение относится к строительству, а именно к способам защитно-декоративной отделки поверхностей строительных бетонных или кирпичных конструкций
Изобретение относится к составу бетонной смеси и может найти применение в промышленности строительных материалов, в частности при производстве бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для получения строительного материала
Изобретение относится к промышленности строительных материалов
Изобретение относится к промышленности строительных материалов

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству силикатного кирпича
Наверх