Бетонная смесь

Изобретение относится к составам мелкозернистых бетонных смесей, в том числе песчаных, используемых для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Технический результат - снижение расхода цемента и повышение трещиностойкости песчаного бетона после тепловлажностной обработки. Бетонная смесь, включающая цемент, мелкий кварцевый песок фракции 0-0,5 мм, карбонатно-кремнеземистую опоку и воду, согласно изобретению содержит дробленую карбонатно-кремнеземистую опоку фракции 0-5,0 мм следующего гранулометрического состава, мас. %: 1,6…2,2 (2,5-5,0 мм); 7,8…9,3 (1,25-2,5 мм); 20,1…22,0 (0,63-1,25 мм); 33…10,2 (0,315-0,63 мм); 11,6…12,4 (0,16-0,315 мм); 46…48 (менее 0,16 мм), при следующем соотношении компонентов, мас. %:

цемент 4,6-16,7, указанный кварцевый песок 59,6-60,5, указанная карбонатно-кремнеземистая опока 12,1-14,7, вода - остальное. 1 табл.

 

Изобретение относится к составам мелкозернистых бетонных смесей, в том числе песчаных, которые используют для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Известны мелкозернистые, в том числе песчаные, бетоны, изготавливаемые без дорогостоящих и зачастую дефицитных крупных заполнителей (см. Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Высшая школа, 1978, с. 177-182). Основным недостатком таких бетонов, сдерживающим их широкое применение, является повышенный по сравнению с обычным бетоном расход цемента.

Для снижения расхода цемента в мелкозернистых бетонах известно введение в их состав тонкодисперсных микронаполнителей, например известковой муки, молотого кварцевого песка и др. (см. Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Высшая школа, 1978, с. 298).

Недостатком мелкозернистого бетона с микронаполнителем является уменьшение активности цемента пропорционально увеличению содержания микронаполнителя в смеси. Кроме того, получение таких микронаполнителей, как тонкомолотый кварцевый песок, связано с большими энергозатратами и ускоренным износом помольного оборудования.

Известна бетонная смесь, включающая цемент, кварцевый песок фракции 0,3-5,0 мм, керамзитовый песок фракции 0,3-1,25 мм и воду, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цемент - 23…26; кварцевый песок фракции 0,3-5,0 мм - 37…50; керамзитовый песок фракции 0,3-1,25 мм - 15…23; вода - остальное (см. SU №996370 A1, С04В 15/02, опубл. 15.02.1983).

Недостатком данной бетонной смеси является высокий расход цемента (до 500 кг/м3), кроме того, фракционирование используемых кварцевого и керамзитового песков удорожает производство и требует решения проблемы образующихся при фракционировании песков пылевидных отходов.

Наиболее близкой к заявляемой является бетонная смесь, содержащая (мас. ч.): цемент - 1,0; мелкий кварцевый песок с модулем крупности Мкр=1,32-3,3…3,8; добавка измельченной до полного прохождения через сито №016 карбонатно-кремнеземистой опоки - 0,2…0,7; вода - 0,58…0,71 (см. Шляхова Е.А., Холостова А.И. К вопросу повышения качества мелкозернистых бетонов на мелких песках. Журнал Вестник Дона, №4, 2013 г.).

Недостатком указанной бетонной смеси является то, что она не обеспечивает в достаточной мере повышение трещиностойкости песчаного бетона. Кроме того, для получения тонкодисперсной добавки опоку подвергают дроблению с последующим просеиванием через сито №016. Зерна дробленой опоки размером крупнее 0,16 мм подвергают повторному измельчению до полного прохождения через сито №016. При этом неоднократное измельчение и просеивание опоки требует повышенных энерго- и трудозатрат.

Задача изобретения заключается в повышении трещиностойкости песчаного бетона, а также в снижении энерго- и трудозатрат при получении добавки карбонатно-кремнеземистой опоки в песчано-бетонную смесь.

Сущность изобретения заключается в том, что бетонная смесь, включающая цемент, мелкий кварцевый песок фракции 0-5,0 мм, карбонатно-кремнеземистую опоку и воду, содержит дробленую карбонатно-кремнеземистую опоку фракции 0-5,0 мм следующего гранулометрического состава, мас. %: 1,6…2,2 (2,5-5,0 мм); 7,8…9,3 (1,25-2,5 мм); 20,1…22,0 (0,63-1,25 мм); 33…10,2 (0,315-0,63 мм); 11,6…12,4 (0,16-0,315 мм); 46…48 (менее 0,16 мм), при следующем соотношении компонентов, мас. %:

цемент 14,6-16,7
указанный кварцевый песок 59,6-60,5
указанная карбонатно-кремнеземистая опока 12,1-14,7
вода остальное

Карбонатно-кремнеземистые опоки относятся к категории нерудных полезных ископаемых, разведанные промышленные балансовые запасы которых только по Ростовской области составляют 1,06 млн м3.

Предлагаемая к использованию в составе песчаных бетонов карбонатно-кремнеземистая опока представляет собой микропористую породу светло-желтого цвета осадочного происхождения. Порода сложена в основном частицами размером менее 0,005 мм опал-кристобалитового кремнезема, скрепленными природными карбонатами, массовая доля которых составляет 30-33%. Средняя плотность породы находится в пределах 1250-1300 кг/м3, истинная плотность - 2,3…2,5 г/см3, насыпная плотность дробленой опоки фракции 0-5,0 мм составляет 800-900 кг/м3.

Технический результат

Благодаря низкой твердости карбонатно-кремнеземистая опока легко измельчается при дроблении с образованием большого количества тонкодисперсных частиц, которые могут выполнять функции микронаполнителя в мелкозернистом бетоне без дополнительного помола исходного сырья.

Зерна опоки размерами 0,16-5,0 мм, содержащиеся в дробленой опоке в количестве 52…54%, благодаря своей пониженной, по сравнению с кварцевым песком, твердости и микропористому строению могут повышать устойчивость процесса деформации и замедлять развитие магистральных трещин при испытаниях песчаного бетона на трещиностойкость. Силовая характеристика трещиностойкости бетона может служить обобщенным критерием его стойкости при агрессивных воздействиях типа замораживания-оттаивания, увлажнения и высушивания и др.

Характеристика материалов

Цемент

В качестве вяжущего использовали портландцемент Серебряковского завода марки 500 Д0, отвечающий требованиям ГОСТ 10178.

Мелкий кварцевый песок

Мелким заполнителем служил мелкий кварцевый песок Левенцовского месторождения с модулем крупности Мкр=1,42, отвечающий требованиям ГОСТ 8736. Насыпная плотность песка составляла 1350 кг/м3, истинная плотность - 2,63 г/см3. Содержание пылеватых и глинистых примесей, определяемых отмучиванием в воде, не превышало 2%.

Дробленая карбонатно-кремнеземистая опока

В состав бетонной смеси вводили дробленную карбонатно-кремнеземистую опоку фракции 0-5,0 мм Масловского месторождения Ростовской области следующего химического состава, мас. %: 59,02 SiO2; 3,57 Al2O3; 1,66 (Fe2O3+FeO); 18,08 CaO; 0,69 MgO; 0,03 SO3; 0,40 TiO2; 0,15 P2O5; 2,3 (K2O+Na2O); 14,10 п.п.п.

После дробления используемая опока имела гранулометрический состав, мас. %: 1,6…2,2 (2,5-5,0 мм); 7,8…9,3 (1,25-2,5 мм); 20,1…22,0 (0,63-1,25 мм); 33…10,2 (0,315-0,63 мм); 11,6…12,4 (0,16-0,315 мм); 46…48 (менее 0,16 мм).

Пример

Предложенную бетонную смесь проверяли в лабораторных условиях.

Количество воды затворения для приготовления бетонных смесей подбирали из условия обеспечения одинаковой подвижности всех составов, определяемой общепринятым методом величиной расплыва конуса на встряхивающем столике в пределах 110±2 мм.

Для испытаний песчаного бетона на трещиностойкость изготавливали образцы-балочки размером 40×40×160 мм, в которых образовывали начальный надрез с нижней стороны глубиной 10 и шириной 0,5 мм. Отформованные образцы подвергали ТВО по режиму 2+4+6 ч с изотермической выдержкой при температуре 85°С.

Силовую характеристику трещиностойкости бетона (вязкость разрушения при статическом нагружении) определяли в соответствии с требованиями ГОСТ 29167 в условиях неравновесных механических испытаний. Данные испытания характеризуются потерей устойчивости процесса деформации по достижении максимальной нагрузки с соответствующим развитием магистральной трещины.

Характеристикой трещиностойкости в соответствии с ГОСТ 29167 является условный критический коэффициент интенсивности напряжений Кс*, который вычисляется по экспериментальным данным по формуле:

где Fc - нагрузка, соответствующая статическому началу движения магистральной трещины при равновесных испытаниях, МН;

L0, b, t - геометрические размеры образца, м;

а0 - длина начального надреза, м;

λ=а0/b - относительная длина начального надреза (λ=0,25).

Результаты испытаний приведены в таблице.

Примечание: гранулометрический состав опоки фракции 0-5,0 мм, мас. %: 1,6…2,2 (2,5-5,0 мм); 7,8…9,3 (1,25-2,5 мм); 20,1…22,0 (0,63-1,25 мм); 33…10,2 (0,315-0,63 мм); 11,6…12,4 (0,16-0,315 мм); 46…48 (менее 0,16 мм).

Как видно из таблицы, предложенная бетонная смесь (составы 2, 3, 4) обеспечивает получение мелкозернистого (песчаного) бетона с повышенным, по сравнению с аналогом, на 23-32% коэффициентом трещиностойкости.

Технология приготовления предложенной смеси не требует переоснащения существующих бетоносмесительных узлов и может осуществляться на действующем оборудовании.

Поскольку в предложенной бетонной смеси используется дробленая опока фракции 0-5 мм, достигается дополнительный эффект за счет снижения энерго- и трудозатрат на рассеивание и повторное измельчение используемой опоки до полного прохождения через сито №016 по наиболее близкому аналогу.

Бетонная смесь, включающая цемент, мелкий кварцевый песок фракции 0-0,5 мм, карбонатно-кремнеземистую опоку и воду, отличающаяся тем, что она содержит дробленую карбонатно-кремнеземистую опоку фракции 0-5,0 мм следующего гранулометрического состава, мас. %: 1,6…2,2 (2,5-5,0 мм); 7,8…9,3 (1,25-2,5 мм); 20,1…22,0 (0,63-1,25 мм); 33…10,2 (0,315-0,63 мм); 11,6…12,4 (0,16-0,315 мм); 46…48 (менее 0,16 мм), при следующем соотношении компонентов, мас. %:

цемент 14,6-16,7
указанный кварцевый песок 59,6-60,5
указанная карбонатно-кремнеземистая опока 12,1-14,7
вода остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области реконструкции строительных сооружений. Раствор для предварительного нагнетания в грунты оснований при устранении деформаций зданий и сооружений, содержащий смесь воды и сухих ингредиентов на минеральной основе при следующем соотношении, мас.%: микроцемент (типа микродур) 20-50; коллоидный кремнезем 5-15, гидратная известь Са(ОН)2 10-25; минеральный микронаполнитель, например карбонатная мука, 20-50; регулятор вязкости суспензии, например суперпластификатор С-3, до 2% от массы вяжущего; водоудерживающая добавка, например метилцеллюлоза, до 5% от массы вяжущего.

Настоящее изобретение раскрывает способ получения отвержденного изделия из гидравлической композиции, полученной смешиванием глицерина, цемента и воды, где гидравлическая композиция содержит сульфат-ион, при этом данный способ включает стадию 1 получения гидравлической композиции, так, что молярное соотношение сульфат-иона к глицерину, сульфат-ион/глицерин, составляет от 5,0 до 20, и содержание сульфат-иона составляет от 3,0 до 15 массовых долей на 100 массовых долей цемента; и стадию 2 выдерживания и отверждения гидравлической композиции, полученной на стадии 1.

Изобретение относится к составам сырьевых смесей, используемых в производстве бетона. Технический результат заключается в повышении прочности изделий.

Изобретение относится к способу и к композиции, используемым в операциях цементирования, в том числе к способу цементирования, который может включать обеспечение отверждаемой композиции, содержащей волластонит, пемзу, известь и воду, причем в упомянутой композиции волластонит может присутствовать в количественном диапазоне от примерно 25% до примерно 75% от общей массы волластонита и пемзы, а пемза может присутствовать в количественном диапазоне от примерно 25% до примерно 75% от общей массы волластонита и пемзы.

Изобретение относится к способу регулирования реакционной способности и времени желатинизации смесей смол и/или строительных растворов реакционноспособных смол на основе радикально-полимеризующихся соединений.

Изобретение относится к смеси сухого строительного раствора на основе по меньшей мере одного гидравлического и/или латентно-гидравлического связующего вещества, которая в приготовленном и свежем состоянии имеет свойства устойчивости против образования потеков, характеризующейся тем, что она содержит по меньшей мере один представитель диспергатора (а), выбранного из группы, включающей соединение, содержащее по меньшей мере разветвленный гребенчатый полимер, имеющий полиэфирные боковые цепи, конденсаты нафталинсульфонат-формальдегида и конденсаты меламинсульфонат-формальдегида в количестве от 0.01 до 5.0 мас.

Изобретение относится к цементным композициям и способам снижения захвата воздуха в цементных композициях. Способ снижения захвата воздуха в цементной композиции, включающий: (a) добавление пеногасящей композиции к цементной композиции, где пеногасящая композиция содержит эфир органической кислоты и полиоксиэтилен-полиоксипропиленового блоксополимера; (b) смешивание пеногасящей композиции и цементной композиции с образованием смеси; и (c) оставление смеси для схватывания с получением твердого цемента; где пеногасящая композиция способствует снижению захвата воздуха в цементной композиции по сравнению с цементной композицией, не содержащей пеногасящую композицию; где эфир органической кислоты и полиоксиэтилен-полиоксипропиленового блоксополимера представляет собой продукт реакции диэтерификации полиоксиэтилен-полиоксипропиленового блоксополимера и органической кислоты, выбранной из группы, состоящей из олеиновой кислоты, стеариновой кислоты, субериновой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, фталевой кислоты, изофталевой кислоты, терефталевой кислоты и их смесей.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении материалов на основе древесных заполнителей. Техническим результатом является улучшение условий гидратации цемента в арболитовой смеси, повышение прочности арболита, снижение энергозатрат и утилизация отходов.
Изобретение относится к области получения композитных строительных материалов и может быть использовано в технологии изготовления древесно-минеральных плит, применяемых в качестве несущих, самонесущих стен и перегородок, конструкционных звуко- и теплоизоляционных плит и панелей.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении стеновых изделий в виде безобжиговых кирпичей и блоков.

Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут найти применение в качестве вяжущих строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности изделий.
Изобретение относится к минеральной композиции на основе смешанной твердой фазы карбонатов кальция и магния, к способу ее получения и применения. Технический результат заключается в снижении насыпной плотности и теплопроводности.
Изобретение относится к ремонтному материалу холодного отверждения, предназначенному для оперативного ремонта сколов, выбоин, раковин, поверхностных и глубоких разрушений цементобетонных монолитных и сборных покрытий аэродромов, автомобильных дорог, мостов, причалов и других специальных сооружений.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .

Изобретение относится к области искусственных камней и может быть использовано в строительстве, архитектуре малых форм и дизайне. .

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении облегченных гипсовых блоков и конструкций. .

Шпаклевка // 2088545
Изобретение относится к строительным материалам и предназначено для выравнивания деревянных и бетонных поверхностей стен зданий и сооружений Известна шпаклевка, включающая, мас.

Изобретение относится к строительству, в частности к отделочным работам. .

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, которые могут быть использованы в строительстве пешеходных дорог, площадок. Масса для дорожного покрытия, содержащая связующее, минеральный порошок, кварцевый песок, содержит порошок королька - отхода производства стекловолокна, а в качестве связующего - каменноугольный деготь при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к составам мелкозернистых бетонных смесей, в том числе песчаных, используемых для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Технический результат - снижение расхода цемента и повышение трещиностойкости песчаного бетона после тепловлажностной обработки. Бетонная смесь, включающая цемент, мелкий кварцевый песок фракции 0-0,5 мм, карбонатно-кремнеземистую опоку и воду, согласно изобретению содержит дробленую карбонатно-кремнеземистую опоку фракции 0-5,0 мм следующего гранулометрического состава, мас. : 1,6…2,2 ; 7,8…9,3 ; 20,1…22,0 ; 33…10,2 ; 11,6…12,4 ; 46…48, при следующем соотношении компонентов, мас. :цемент 4,6-16,7, указанный кварцевый песок 59,6-60,5, указанная карбонатно-кремнеземистая опока 12,1-14,7, вода - остальное. 1 табл.

Наверх