Бетонная смесь


 


Владельцы патента RU 2631741:

Публичное акционерное общество "Северсталь" (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительным бетонам при производстве фундаментов, подпорных стен, изготовлении лестниц, плит перекрытий. Технический результат- повышение прочности при сжатии и изгибе, снижение водопотребности. В бетонной смеси, включающей многокомпонентное минеральное вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, многокомпонентное минеральное вяжущее состоит из, мас.%: молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г гранулированного доменного шлака 60-70, молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г конвертерного шлама 7-9, β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008 - 23-31, клинкера - 10 от суммы вышеуказанных компонентов, и дополнительно содержит суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: многокомпонентное минеральное вяжущее 13,2-13,8, доменный шебень фракции 5-20 мм 47,1-47,8, песок кварцевый 31,2-32,8, суперпластификатор С-3 0,11-0,12, вода - остальное. 1 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительным бетонам при производстве фундаментов, подпорных стен, изготовлении лестниц, плит перекрытий и др.

Известна бетонная смесь на шлаковом щебне [1], твердеющая в условиях пропаривания, включающая, мас.%:

цемент 12,2-12,8
шлаковый щебень фракции 5-20 мм 40,2-42,3
песок кварцевый 34,9-36,2
пластификатор СДБ, ρ=1,05; % Ц 1,7-1,9
вода остальное

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому эффекту является бетонная смесь [2], включающая, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее [3] 14,2-15,7
щебень фракции 5-20 мм 29,9-46,7
песок кварцевый 30,3-45,0
вода остальное

Недостатком указанных бетонных смесей, связанных с их качественным и количественным составом, является их относительно невысокая прочность при сжатии и изгибе.

Целью предлагаемого изобретения является повышение прочности при сжатии и изгибе, снижение водопотребности.

Цель изобретения достигается тем, что в бетонной смеси, включающей многокомпонентное минеральное вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, многокомпонентное минеральное вяжущее состоит из, мас.%: молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г гранулированного доменного шлака 60-70, молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г конвертерного шлака 7-9, β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008 -23-31, клинкера - 10 от суммы вышеуказанных компонентов, и дополнительно содержит суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,2-13,8
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,1-47,8
песок кварцевый 31,2-32,8
суперпластификатор С-3 0,11-0,12
вода остальное

В лабораторных условиях осуществлены примеры изготовления бетонной смеси согласно изобретению. Бетонную смесь готовили по следующей технологии.

В бетономешалку принудительного перемешивания загружали крупный заполнитель в виде щебня из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, отмеренный по объему. С целью получения более однородной смеси добавляли 1/2 часть минерального вяжущего (ММВ) и 1/2 часть воды, суперпластификатор С-3 в объеме 0,8% от количества ММВ, смесь перемешивали в течение 30 с. Далее добавляли мелкий заполнитель в виде кварцевого песка класса I с модулем крупности Мк 2,85 (просеянного через сито №063 с полным остатком 62,43%), отмеренный по объему в соответствии с принятым соотношением, оставшейся части воды и ММВ. Бетонную смесь перемешивали до получения однородной массы в течение 2-3 мин. Формовали образцы - кубы и призмы размером 100×100×100 мм и 100×100×400 мм соответственно. Через 28 суток твердения в нормально-влажностных условиях производили испытания образцов по ГОСТ 10180-90 "Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам".

Крупный и мелкий заполнители по характеристикам соответствовали требованиям ГОСТ 5578-94 "Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов", ГОСТ 8736-2014 "Песок для строительных работ". Конвертерный шлак соответствовал требованиям СТО 00186217-079-2011 «Шлак гранулированный из конвертерного шлама. Технические условия». Доменный гранулированный шлак сертифицирован на соответствие требованиям ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цемента». β-полугидрат сульфата кальция получен из фосфогипса, соответствующего требованиям ТУ 2141-677-00209438-2004 «Фосфогипс для производства строительных материалов».

Кварцевый песок принят класса I с наименьшим количеством пылевидных и глинистых частиц, поскольку их повышенное содержание в классе II (ГОСТ 8736 - 2014, табл. 4) отрицательно влияет на прочность бетона и увеличивает образование трещин на ранних стадиях твердения бетона.

Размер частиц кварцевого песка с модулем крупности Мк 2,85 находится в границах допустимых колебаний зернового состава кварцевых песков в составе бетонных смесей [4]. При изменении модуля крупности увеличивается водопотребность вяжущего, что отрицательно сказывается на прочности при сжатии и изгибе бетона.

Пример 1

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м3, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%, кварцевый песок Мк 2,85 с насыпным весом 1580 кг/м3, суперпластификатор С-3, многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас.%: молотого до удельной поверхности 4280 см2/г гранулированного доменного шлака - 60; молотого до удельной поверхности 4320 см2/г конвертерного шлака - 9; β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-31; портландцементного клинкера - 10.

Состав бетонной смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,2
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,8
песок кварцевый 31,2
суперпластификатор С-3 0,11
вода остальное

Пример 2

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве крупного и мелкого заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м3, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%, кварцевый песок Мк 2,85 с насыпным весом 1580 кг/м3, суперпластификатор С-3, многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас.%: молотого до удельной поверхности 4330 см2/г гранулированного доменного шлака - 65; молотого до удельной поверхности 4300 см2/г конвертерного шлака - 8; β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-27; портландцементного клинкера - 10.

Состав бетонной смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,5
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,5
песок кварцевый 32,0
суперпластификатор С-3 0,11
вода остальное

Пример 3

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м3, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%, кварцевый песок Мк 2,85 с насыпным весом 1580 кг/м3, суперпластификатор С-3, многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из молотого до удельной поверхности 4220 см2/г гранулированного доменного шлака - 70, молотого до удельной поверхности 4360 см2/г конвертерного шлака - 7, β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-23, портландцементного клинкера - 10.

Состав бетонной смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,8
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,1
песок кварцевый 32,8
суперпластификатор С-3 0,12
вода остальное

Пример 4

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м3, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%, кварцевый песок Мк 2,85 с насыпным весом 1580 кг/м3, суперпластификатор С-3, многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас.%: молотого до удельной поверхности 4280 см2/г гранулированного доменного шлака - 60; молотого до удельной поверхности 4320 см2/г конвертерного шлака - 9; β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-31; сульфоалюминатного клинкера - 10.

Состав бетонной смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,2
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,8
песок кварцевый 31,2
суперпластификатор С-3 0,11
вода остальное

Пример 5

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве крупного и мелкого заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м3, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%, кварцевый песок Мк 2,85 с насыпным весом 1580 кг/м3, суперпластификатор С-3, многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас.%: молотого до удельной поверхности 4330 см2/г гранулированного доменного шлака - 65; молотого до удельной поверхности 4300 см2/г конвертерного шлака - 8; β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-27; сульфоалюминатного клинкера - 10.

Состав бетонной смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,5
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,5
песок кварцевый 32,0
суперпластификатор С-3 0,11
вода остальное

Пример 6

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м3, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%, кварцевый песок Мк 2,85 с насыпным весом 1580 кг/м3, суперпластификатор С-3, многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из молотого до удельной поверхности 4220 см2/г гранулированного доменного шлака - 70, молотого до удельной поверхности 4360 см2/г конвертерного шлака - 7, β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-23, сульфоалюминатного клинкера - 10.

Состав бетонной смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,8
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,1
песок кварцевый 32,8
суперпластификатор С-3 0,12
вода остальное

Пример 7

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м3, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%, кварцевый песок Мк 2,85 с насыпным весом 1580 кг/м3, суперпластификатор С-3, многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас.%: молотого до удельной поверхности 4280 см2/г гранулированного доменного шлака - 60; молотого до удельной поверхности 4320 см2/г конвертерного шлака - 9; β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-31; глиноземистого клинкера - 10.

Состав бетонной смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,2
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,8
песок кварцевый 31,2
суперпластификатор С-3 0,11
вода остальное

Пример 8.

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве крупного и мелкого заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м3, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%, кварцевый песок Мк 2,85 с насыпным весом 1580 кг/м3, суперпластификатор С-3, многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из, мас.%: молотого до удельной поверхности 4330 см2/г гранулированного доменного шлака - 65; молотого до удельной поверхности 4300 см2/г конвертерного шлака - 8; β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-27; глиноземистого клинкера - 10.

Состав бетонной смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,5
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,5
песок кварцевый 32,0
суперпластификатор С-3 0,11
вода остальное

Пример 9

Для получения предлагаемой бетонной смеси в качестве заполнителей используются: щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм с насыпным весом 1230 кг/м3, маркой по дробимости 800 и с содержанием стеклофазы 8%, кварцевый песок Мк 2,85 с насыпным весом 1580 кг/м3, суперпластификатор С-3, многокомпонентное минеральное вяжущее, состоящее из молотого до удельной поверхности 4220 см2/г гранулированного доменного шлака - 70, молотого до удельной поверхности 4360 см2/г конвертерного шлака - 7, β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-23, глиноземистого клинкера - 10.

Состав бетонной смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,8
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,1
песок кварцевый 32,8
суперпластификатор С-3 0,12
вода остальное

Тонкость помола сырьевых компонентов многокомпонентного минерального вяжущего, необходимого для химического взаимодействия с водой и образования необходимых гидратных новообразований обеспечивают тем, что гранулированный доменный и конвертерный шлаки промалывают в мельнице до удельной поверхности не менее 4200 см2/г, фосфогипс просеивают через контрольное сито №008.

В таблице 1 представлены свойства предлагаемого и известного бетонов.

Достигаемый технический результат заключается в повышении прочности на сжатие на 42,4%, при изгибе на 45,0%, снижении водопотребности на 23,5%.

Литература

1. Рекомендации по использованию вторичных ресурсов металлургической, химической промышленности в строительстве (B.C. Грызлов, А.Г. Каптюшина, А.И. Фоменко. Череповец, 1989 - 115 с. - стр. 54).

2. RU 2539450, МПК С04 В28/08, опубл. 15.01.2015 г.

3. RU 2476392, МПК С04 В7/14, опубл. 20.05.2012 г.

4. Строительные материалы (В.Г. Микульский, В.Н. Куприянов и др. Учебное пособие. М.: АСВ., 2000, с. 252).

Бетонная смесь, включающая многокомпонентное минеральное вяжущее, щебень из отвального доменного шлака фракции 5-20 мм, кварцевый песок и воду, отличающаяся тем, что многокомпонентное минеральное вяжущее состоит из, мас.%: молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г гранулированного доменного шлака 60-70, молотого до удельной поверхности не менее 4200 см2/г конвертерного шлака 7-9, β-полугидрата сульфата кальция из фосфогипса, просеянного через контрольное сито №008-23-31, клинкера - 10 от суммы вышеуказанных компонентов и дополнительно содержит суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:

многокомпонентное минеральное вяжущее 13,2-13,8
щебень из отвального доменного шлака
фракции 5-20 мм 47,1-47,8
песок кварцевый 31,2-32,8
суперпластификатор С-3 0,11-0,12
вода остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и сталеплавильных шлаков, которое можно использовать для производства бетонных, железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам безобжигового бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и золошлаковой смеси от сжигания каменного угля, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, кладочных и штукатурных растворов и сухих строительных смесей.

Вяжущее // 2377200
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, сухих строительных смесей.
Вяжущее // 2366627
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего, на основе доменного шлака и высокоосновного шлака от выплавки металлического марганца, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей.

Вяжущее // 2186043
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе сталеплавильных и доменных шлаков, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, а также строительных растворов.

Изобретение относится к способу утилизации пыли, образующейся при восстановлении железной руды. .

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам получения стали и гидравлически активных связующих. .

Вяжущее // 1146289

Вяжущее // 1144994

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения земляного полотна и устройства укрепленных дорожных оснований на дорогах I-V категорий.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.%: шлакопортландцемент 25,0-30,0; просеянный через сито №5 золошлаковый наполнитель 48,8-57,7; указанный керамзитовый песок 3,0-5,0; лигносульфонат технический модифицированный 0,2-0,3; вода 14,0-16,0.

Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Сырьевая смесь для изготовления материала, имитирующего природный камень, включает, мас.

Изобретение относится к составу смеси для жаростойких мелкозернистых бетонов и может найти применение в производстве строительных материалов в качестве облицовочного материала для покрытия стен в пожароопасных помещениях, покрытия внешних стен котельных установок, сушилок и других объектов с температурой нагрева до 800°С.

Настоящее изобретение относится к гидравлическому вяжущему, включающему в частях по массе: (a) от 20 до 60 частей портландцементного клинкера; (b) от 20 до 40 частей шлака; и (c) от 5 до 60 частей неорганического материала, отличного от клинкера и шлака; причем сумма (a), (b) и (c) равна 100 частям; где вяжущее дополнительно включает активатор шлака, включающий на 100 частей суммы (a) и (b): от 1,4 до 6,55 частей соли щелочного металла в выражении на эквивалент Na2O; и от 1,1 до 11,0 частей сульфата кальция в выражении на SO3.

Изобретение относится к геополимерным композитам. Геополимерный композит для бетона ультравысокого качества, содержащий связующее вещество, содержащее, по меньшей мере, один химически активный алюмосиликат и, по меньшей мере, один химически активный щелочноземельный алюмосиликат, щелочную активирующую присадку, содержащую водный раствор, по меньшей мере, одного вещества из гидроокиси натрия и гидроокиси калия и, по меньшей мере, одного вещества из кремнеземного дыма, стекла из силиката натрия, стекла из силиката калия, раствора силиката натрия и раствора силиката калия, и один или более заполнителей.

Изобретение относится к применению связующих систем для изготовления гидрофобного строительного материала, содержащих соединения, которые включают оксид алюминия и оксид кремния, для изготовления гидрофобного строительного изделия, отличающегося тем, что сумма оксидов, рассчитанная в виде Al2O3 и SiO2, в связующей системе составляет ≥40 мас.%, на основе безводной связующей системы, и угол смачивания капли масла, размещенной на поверхности выдержанного строительного изделия, составляет ≥90°, где выполнение определения угла смачивания предлагается выполнять под водой.

Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Сырьевая смесь для имитации природного камня включает, мас.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций. Технический результат - повышение коррозионной стойкости.

Изобретение относится к составам сырьевых смесей, используемых в производстве бетона. Сырьевая смесь для производства бетона содержит, мас.%: пуццолановый цемент 16-20; измельченный бой красного кирпича фракции 20-40 мм 30,0-34,0; пиритные огарки 1,0-1,5; керамзитовый гравий фракции 5-10 мм 25,0-30,0; кварцевый песок 17,5-19,0.
Наверх